Volume 120, Issue 9

Trotz weitgehender Einigkeit über die Herausforderungen in der Fabrikplanung unterscheiden sich Lösungsansätze und Forschungsschwerpunkte. Dieser Beitrag bietet eine systematische Analyse über die wissenschaftlichen Aktivitäten im Forschungsgebiet der Fabrikplanung der vergangenen fünf Jahre. Zentrale Forschungsaktivitäten, Themenfelder und Trends werden literatur- und datenbasiert identifiziert. Die Ergebnisse liefern praxisrelevante Implikationen und geben gezielte Orientierung für zukünftige wissenschaftliche sowie industrielle Initiativen.

Im Rahmen eines Fabrikplanungsprojektes wird eine Vielzahl an Layoutvarianten generiert, um den Lösungsraum möglichst umfassend abzudecken. Eine zentrale Herausforderung besteht bislang in der systematischen Festlegung von Bewertungskriterien zur Auswahl der besten Layoutvariante, da die Bewertungskriterien häufig generisch und unabhängig von den Fabrikzielen sind. Der Artikel beschreibt eine Vorgehensweise – als Teil der Fraunhofer IPA-Fabrikplanungsmethodik – zur fabrikzielorientierten Auswahl und Gewichtung projektspezifischer Bewertungskriterien auf Basis der entwickelten Ziel-Kriterien-Matrix. Die Vorgehensweise kann Unternehmen damit bei der Gestaltung des optimalen Fabrikkonzeptes unterstützen.

Energieorientierte Produktionsplanung steht zunehmend vor der Herausforderung, mit zeitvariablen Strompreisen und begrenzter Datenverfügbarkeit umzugehen. Ein metaheuristischer Ansatz begegnet diesen Anforderungen durch adaptive Maschinenbelegung mittels Swap-Heuristik. Ziel ist es, Energiekosten in nicht automatisierten Produktionsumgebungen zu senken, ohne bestehende Abläufe zu verändern.

Der Planungsprozess von Betriebsmitteln in manuellen und hybriden Montagesystemen orientiert sich bislang primär an den klassischen Zielgrößen Zeit, Qualität und Kosten. Aspekte der Nachhaltigkeit – in ökonomischer, ökologischer und sozialer Dimension – bleiben häufig unberücksichtigt. In diesem Beitrag wird das Konzept des Forschungsvorhabens NaBeMi vorgestellt, das ein integriertes Zielgrößensystem inklusive der Nachhaltigkeit entwickelt und dieses in einen regelkreisbasierten Planungsprozess implementiert.

Nachhaltigkeit gewinnt in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung für die Industrie. Zum einen verändern Kunden ihre Priorität zu dem Thema, zum anderen werden (zum Teil auch freiwillige) Berichtspflichten zur Nachhaltigkeit immer wichtiger. Neben ihren Produkten, müssen Unternehmen zunehmend auch ihre Produktion nachhaltiger gestalten. Das Thema Energieeffizienz ist bereits sehr etabliert. Häufig fehlt jedoch ein ganzheitlicher Blick auf die Nachhaltigkeit in der Produktion. Dieser Beitrag soll Unternehmen dabei unterstützen relevante Gestaltungsfelder für eine nachhaltige Produktion zu identifizieren und erste Maßnahmen für deren Umsetzung abzuleiten.

In dieser Arbeit wird ein Ansatz zur Steigerung der ökologischen Effizienz in industriellen Systemen vorgestellt. Hierfür wird das STOP-Prinzip (Substitution, technische Maßnahmen, organisatorische Maßnahmen und persönliche Maßnahmen) als Grundlage für ein strukturiertes Vorgehen zur Identifizierung und Umsetzung von Effizienzverbesserungen Produkten genutzt. Fallstudien zeigen die praktische Anwendung des Ansatzes. Diese systematische Anwendung kann im Vergleich zu herkömmlichen Methoden zu umfassenden und effektiven Optimierungsstrategien führen. Zudem kann die zu Grunde liegende Logik direkt in bestehende Arbeitsabläufe integriert und im Rahmen eines kontinuierlichen Verbesserungsprozesses genutzt werden. Diese Arbeit leistet einen Beitrag, indem es einen strukturierten, anpassbaren Rahmen für die Optimierung der ökologischen Effizienz bietet und vereinfachte Möglichkeiten für die Effizienzsteigerung in industriellen Umgebungen aufzeigt.

This study investigates the greenhouse gas emissions arising from product development activities. Using a case study from industry, it quantifies emissions from research and development (R & D) processes and assigns them to a product carbon footprint. The findings reveal that, although emissions caused by R & D are small in relation to the full life cycle of a product, they can – under certain conditions – affect cradle-to-gate assessments. This work advocates for more comprehensive life cycle inventories and emphasizes the need to include upstream processes usually ignored in environmental footprints.

Vor dem Hintergrund eines sich rasant wandelnden wirtschaftlichen und technologischen Umfelds sehen sich Unternehmen im Maschinenbau gezwungen, ihre konventionellen Geschäftsmodelle zu hinterfragen und neu auszurichten, um zukünftig Gewinne zu ermöglichen. Eine veränderte Marktdynamik, der globale Wettbewerbsdruck sowie die fortschreitende Individualisierung der Kundenanforderungen verlangen innovative Umstrukturierungsansätze. Die Transformation auf das Geschäftsmodell eines Lösungsanbieters eröffnet Unternehmen neue Potenziale, durch welche sie weiterhin wettbewerbsfähig bleiben. Dieser Beitrag verdeutlicht die strategischen und operativen Handlungsfelder der Lösungsanbietertransformation und zeigt die zentralen Potenziale für den Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit durch diese Transformation im Maschinenbau auf.

Steigende Komplexität und hohe Qualitätsanforderungen erfordern ein datenbasiertes, unternehmensübergreifendes Fehlermanagement (FM) entlang industrieller Wertketten. Datenökosysteme ermöglichen durch standardisierte Schnittstellen und gewahrte Datensouveränität einen sicheren Datenaustausch und bilden die Grundlage für verbesserte Fehlererkennung und -prävention. Dieser Beitrag untersucht die Potenziale von Datenökosystemen für ein wertkettenübergreifendes Fehlermanagement in der Automobilbranche. Im Rahmen eines Fokusgruppeninterviews mit OEMs, Zulieferern und Softwareanbietern wurden zentrale Herausforderungen sowie Chancen datenökosystemgestützter Ansätze und Anwendungen der künstlichen Intelligenz im Fehlermanagement identifiziert.

Rund 50 Prozent der globalen Treibhausgasemissionen entstehen durch die Gewinnung und Verarbeitung materieller Ressourcen. Um langfristig ökologisch und ökonomisch erfolgreich zu agieren, müssen produzierende Unternehmen daher ihre linearen Wertschöpfungsketten in zirkuläre Strukturen überführen. Eine Möglichkeit, dies wirtschaftlich sinnvoll umzusetzen, stellt die Re-Fabrikation dar. Dabei werden gebrauchte Produkte zerlegt, einzelne Komponenten aufgearbeitet und mit neuen Komponenten zu Produkten zusammengesetzt, die mindestens die ursprüngliche Funktionalität besitzen. Aufbauend auf einer Fragebogenstudie in der Branche Werkzeugbau werden in diesem Beitrag Anforderungen an die industrielle Re-Fabrikation in metallverarbeitenden KMU aufgezeigt.

Beim Verbundstranggießen, bei dem zwei Metalle gegossen und im gleichen Schritt zu einem stoffschlüssigen Verbund gefügt werden, ist die Temperatur in der Verbundzone von entscheidender Bedeutung. Um Produktionsprozesse effizienter gestalten zu können, ist die Aufnahme von Sensordaten unerlässlich. Durch die eingesparten Fertigungsschritte können Taktzeiten sowie Energiekosten gesenkt werden. Temperaturen können im Stranggießwerkzeug gemessen, mit einem virtuellen Modell abgeglichen und dieses anhand der gemessenen Daten validiert werden. Dieser Beitrag soll zeigen, wie dieser Gießprozess aufgebaut und validiert werden kann.

The solutions of environmentally friendly and sustainable energy transport is very important. In this atmosphere, development of EV technology with WBG Semiconductor has proven large performance. This article proposes Wide Band Gap (WBG) power semiconductor devices in Electric Vehicle (EV), WBG power electronics system has a huge potential to increase EV efficiency, improved mileage, reliability, less weight, less space, High switching frequency, cost reduction, Boosting power density. However, this adoption is still challenging in packaging and power conversion design. In the past few decades, power electronics WBG devices have been the most significant revolution in EVs. This paper concentrates on future trends in different areas for efficient electric vehicles and progress using WBG materials to overcome the obstacles.

Die diskrete Fertigungsindustrie steht unter großem Transformationsdruck: Geopolitische Krisen, Lieferengpässe, Energiekosten und Fachkräftemangel treffen auf wachsende Anforderungen an Effizienz, Flexibilität und Transparenz. Vor allem der Anlagen- und Maschinenbau muss digitalisieren, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Künstliche Intelligenz eröffnet dabei zusätzliche Potenziale entlang der gesamten Wertschöpfungskette.

Der steigende Variantenreichtum, volatile Marktanforderungen und ein zunehmender Kostendruck insbesondere der globalen Märkte erfordern wirtschaftliche und zugleich wandlungsfähige Lösungen für die Kommissionierung in der Automobilproduktion. Dieser Beitrag untersucht simulativ das Potenzial mobiler Pick-Roboter anhand der Kommissionieraufträge der produzierten Fahrzeuge einer realen Produktionslinie. Die Ergebnisse zeigen das Potenzial für wandlungsfähige Produktionsprozesse und relevante Stellhebel für den optimierten Einsatz mobiler Pick-Roboter in der Kommissionierung auf.

Dieser Beitrag behandelt die Herausforderungen von Mensch-Roboter-Kollaborationen (MRK) in Schweißanwendungen, insbesondere im Kontext von klein- und mittelständischen Unternehmen (KMU). Im Fokus stehen die technischen Herausforderungen, die im Zusammenhang mit den besonderen Rahmenbedingungen in KMU entstehen. Dazu zählen beispielsweise produktionsbedingte Anforderungen aus der Einzel- oder Kleinserienfertigung sowie der häufige Einsatz von Fachpersonal ohne vertiefte Kenntnisse in der Robotik. Ziel ist es, einen groben Überblick über den aktuellen Forschungsstand sowie über technische Umsetzungen in diesen Bereichen zu geben.

Digitale Zwillinge schaffen neue Möglichkeiten für nachhaltige Entscheidungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Der Beitrag zeigt an konkreten Anwendungsbeispielen aus Produktion, Lieferketten und Infrastruktur, wie Unternehmen Ressourcen schonen, Ausfallzeiten reduzieren und ihre Prozesse resilienter gestalten können.

Softwareentwicklung ist entscheidend für die erfolgreiche Entwicklung moderner Produktionssysteme, da sie Automatisierung, Konnektivität, Datenanalyse und Cybersicherheit ermöglicht und die digitale Transformation von Branchen vorantreibt. Die Wahl des passenden Softwareentwicklungsmodells beeinflusst den Projekterfolg maßgeblich, da diese Modelle unterschiedliche Steuerungsoptionen für Projektumfang, Kompetenzen und Anpassungsfähigkeit bieten. Um Projektmanagern die Modellauswahl zu erleichtern, wurde ein Bewertungstool entwickelt, das in dieser Arbeit näher vorgestellt wird.