Fabrikplanung

Die industrielle Produktion durchläuft durch Digitalisierung, Automatisierung und cyberphysische Systeme einen raschen Wandel, der neue Kompetenzanforderungen an die Beschäftigten stellt. Lernfabriken bieten Erfahrungsräume zur Entwicklung dieser Kompetenzen. Dieser Artikel stellt das Industrial Transformation Lab (InTraLab) als hybride Lernfabrik vor, die physische Demonstratoren und digitale Simulationen kombiniert.

Fertigungsunternehmen in Entwicklungsländern stehen vor der Herausforderung, Produktivitätslücken zu schließen und gleichzeitig Industrie-4.0-Technologien einzuführen. Lernfabriken sind ein hilfreicher Ansatz, um diesen Herausforderungen zu begegnen. Ein Beispiel hierfür ist die Lernfabrik „Fábrica do Futuro“ in São Paulo, Brasilien, die Studierende einbindet, die Kompetenzentwicklung fördert und mit der Industrie in der angewandten Forschung zusammenarbeitet.

Die Blockade des Suezkanals durch die Havarie des Containerschiffs Ever-Given im Jahr 2021 verdeutlicht exemplarisch die Notwendigkeit, globale Lieferketten so zu gestalten, dass sie schnell auf Störungen reagieren können. In der volatilen, unsicheren, komplexen und mehrdeutigen (VUCA) Umgebung stoßen konventionelle, auf Effizienz ausgerichtete Logistikprozesse und speziell Supply-Chain-Management-Methoden zunehmend an ihre Grenzen. Resilienz, die durch die Kombination von Robustheit und Agilität erreicht wird, ist essenziell, um diese Reaktionsfähigkeit sicherzustellen. Der vorliegende Artikel analysiert, wie Risikomanagementinformationssysteme (RMIS) die Resilienz erhöhen können. Die Analyse umfasst die Datenverfügbarkeit, die Datentransparenz, die Modellierung und Simulation von Risikoszenarien und die Erarbeitung von entsprechenden Notfallaktionsplänen. Die genannten Maßnahmen können, trotz der bestehenden Herausforderungen bei der Gestaltung der IT-Infrastruktur, ...

Der Digitale Zwilling gilt als Schlüsseltechnologie der Industrie 4.0. Das Grundkonzept des Digitalen Zwillings wird inzwischen in der Praxis erfolgreich angewendet. Durch neue Identifikationstechnologien, Ortungs- und Kommunikations-Systeme ergeben sich auf der Shopfloor-Ebene ganz neue Möglichkeiten, die Fertigung und den Materialfluss zu steuern, denn es stehen permanent genaue Daten nicht nur über Produkte, sondern auch über die Materialverfügbarkeit und den Status der Auftragserfüllung zur Verfügung. An dieser Stelle greift das Konzept des DZ, der die sofortige Nutzung und Auswertung der erfassten Daten ermöglicht. Dieser Beitrag stellt das Grundkonzept des DZ dar und zeigt auf, wie dieses Konzept mit der Smart Factory verbunden ist.

Durch den höheren Bedarf für eine Anpassung von Produkten an Kundengruppen und -bedürfnisse sind Body-In-White produzierende Unternehmen mit einer höheren Variantenmontage in den späteren Phasen der Produktionslinie konfrontiert, wodurch die Produktionskosten pro Einheit steigen. Flexible Produktionsprozesse mit flexiblen Materialflüssen und Fertigungsabläufen sowie der automatischen Rekonfiguration von Werkzeugen sind die Säulen eines resilienten Produktionssystems. In diesem Artikel wird eine konzeptionelle Lösung für die flexible Karosserierohbau-Blechfertigung mit autonomen kollaborativen Robotersystemen vorgestellt, um die Produktkosten für einen höheren Wettbewerbsvorteil zu senken.

Lernfabriken bieten eine praxisnahe Umgebung zur Simulation von Produktionsprozessen, in der Lernende Kompetenzen durch direkte Anwendung neuer Technologien erwerben können. Das Industrial Transformation Lab (InTraLab) simuliert hybride Produktionsprozesse und integriert reale Demonstratoren sowie virtuelle Simulationen. Dies ermöglicht Lernenden den Erwerb von Handlungskompetenzen und Fähigkeiten, die für die digital transformierte Arbeitswelt entscheidend sind.

Im Rahmen der Digitalen Transformation steigt die Anzahl der Softwareanwendungen in Unternehmen kontinuierlich an. Dies betrifft speziell Industriebetriebe, die aufgrund ihrer oft komplexen Geschäftsprozesse vor besonderen Herausforderungen stehen. Eine ganzheitliche und nachhaltige Integration dieser Geschäftsprozesse erfordert eine enge Verknüpfung der eingesetzten Informationssysteme. In diesem Kontext gewinnt die Anwendungsintegration, auch bekannt als Enterprise Application Integration (EAI), zunehmend an Bedeutung. Moderne Ansätze wie die Verwendung von Microservices bieten dabei eine besonders flexible und effiziente Lösung, um unterschiedliche Anwendungen nahtlos miteinander zu verbinden und so die Agilität und Skalierbarkeit der IT-Landschaft zu fördern.

Die Unbeständigkeit der wirtschaftlichen Rahmenbedingungen und der rasche technologische Fortschritt erfordern eine ständige Anpassung und Verbesserung von Produktionsstandorten. Dies erfordert hochqualifizierte Fabrikplaner, die digitale Planungswerkzeuge effizient einsetzen können. Der beste Weg zur Qualifizierung von Fabrikplanern ist die enge Verzahnung der Vermittlung von Planungsmethoden und der Anwendung dieser Methoden in einem Planungsprojekt nach dem Prinzip „learning by doing“.