Produktionssystem

Im Zuge der digitalen Vernetzung nehmen Komplexität und Instabilität von Wertschöpfungsnetzen erheblich zu. Dies wirkt sich gravierend auf die Intralogistik aus. Unter VUCA-Bedingungen entwickeln sich intralogistische Systeme zu offenen, dezentralen und sich selbst steuernden Netzwerken aus informationsverarbeitenden Einheiten. Sie passen sich den dynamischen Veränderungen ihrer Umwelt an, indem sie ihre innere und äußere Varietät präventiv erhöhen. I4.0-Technologien sind absehbar nicht in der Lage, nicht-deterministische Arbeitssysteme zu steuern; diese Aufgabe verbleibt im Wesentlichen dem Menschen. Zur Bewältigung der skizzierten Herausforderungen werden im Projekt PREVILOG angemessene Modelle und Methoden einer präventiven Arbeitsgestaltung entwickelt. Der Beitrag stellt kybernetische Basiskonzepte und präventive Gestaltungsprinzipien vor.

Spätestens seit der Finanzkrise müssen Industrieunternehmen stärker mit einer volatilen und unsicheren Umwelt umgehen können. Daher hat das Konzept der agilen Produktion in den letzten Jahren wieder sehr starkes Interesse bei Industrieunternehmen geweckt. Als ein möglicher Stellhebel innerhalb des Operationsbereichs kann die Produktgestaltung angesehen werden. Dabei stehen vor allem die Auswirkungen der Produktgestaltung auf die Produktion im Fokus. Anhand der Design-for-Agility Methode, die zuerst noch detailliert aufgearbeitet wird, wird in diesem Beitrag versucht, den Einfluss der Produktgestaltung auf die Agilität in der Produktion zu verstehen.

Eine robuste und optimierte Planung der Serienproduktion variantenreicher Produkte wie Automobile kann durch eine Integration der unternehmerischen Funktionsbereiche Einkauf, Produktion und Vertrieb realisiert werden. Hierzu ist es erforderlich, bereits mittelfristig vor Eingang der Kundenaufträge einen Auftragsbestand als Basis für eine integrierte, durchgängige und transparente Planung zwischen mittelfristigem und kurzfristigem Planungshorizont zu generieren. Entsprechend wird in diesem Beitrag ein Softwareprototyp zur Anwendung einer innovativen Planungsmethodik zur Generierung von Planaufträgen, zur Einplanung der Planaufträge in ein Produktionsnetzwerk und zur Zuordnung von eingehenden Kundenaufträgen zu Planaufträgen des Auftragsbestands vorgestellt.

Die Prinzipien und Werkzeuge der Lean Production haben aus wissenschaftlicher Perspektive einen hohen Reifegrad erreicht. Insbesondere Unternehmen der Fertigungsindustrie nutzen pull-gesteuerte Produktionssysteme zur Nachschubsteuerung, um den Anforderungen eines Käufermarkts wettbewerbsadäquat zu begegnen. In der Prozessindustrie hingegen ist der Durchdringungsgrad vergleichsweise gering. Dies ist nicht zuletzt den spezifischen Eigenschaften und Rahmenbedingungen der Produktionsprozesse geschuldet. Jedoch weisen auch Produktionsnetzwerke in der Prozessindustrie große Potenziale für eine Optimierung der Bestände und des Service-Levels mittels Pull-Steuerung auf.

Instandhaltungstätigkeiten erfordern von den Fachkräften ein hohes Maß an Analyse- und Problemlösefähigkeit, um eine erfolgreiche Fehlerdiagnose und Fehlerbehebung durchführen zu können. Die zunehmende Vernetzung und Digitalisierung der Arbeitssysteme erweitern auch den Umfang und die Komplexität der Informationen, die für eine Fehlerdiagnose herangezogen werden können. Assistenzsysteme bieten das Potenzial, Fachkräften durch die gezielte Bereitstellung didaktisch aufbereiteter Assistenzinformationen eine Entscheidungsgrundlage für die Diagnose und Behebung von Fehlern zu bieten und damit Lernprozesse zu fördern. Die Qualität der Diagnoseleistungen bei Fehlern ist nicht einfach auf die Menge an Wissen zurückzuführen, sondern vor allem auf die Verfügbarkeit von zielrelevantem Wissen und die Fähigkeit, relevantes von irrelevantem Wissen zu unterscheiden [1]. Diese Expertise der Fachkräfte beruht insbesondere auf der erfolgreichen Nutzung von Wissen in ...

Workflowmanagementsysteme versprechen Verbesserungen im Änderungsmanagement. In Bezug auf den Anlagenbau können sie jedoch nicht allen Anforderungen heutiger Projektabwicklungen gerecht werden. In diesem Beitrag werden Anforderungen sowie Lösungsansätze für ein agiles Änderungsmanagement vorgestellt.

Die Arbeitswelten von morgen werden maßgeblich durch digitale und vernetzte Technologien geprägt sein. Dies gilt auch für Tätigkeiten in Produktionsprozessen. Infolge der Umgestaltung von Produktionssystemen im Rahmen der unter dem Stichwort „Industrie 4.0“ diskutierten Entwicklungen werden Mensch und Maschine enger zusammenarbeiten. Die Rolle des Menschen in der Produktion und damit auch die Gestaltung von Arbeitsplätzen verändern sich dabei grundlegend. Der Anteil manueller und physisch belastender Tätigkeiten wird durch den Einsatz physischer Assistenzsysteme, z. B. Mensch-Roboter-Kooperationen, zurückgehen. Gleichzeitig nehmen komplexe und wissensintensive Aufgaben zu, um Maschinen und Anlagen zu überwachen und zu steuern. Die damit verbundene zunehmende Verantwortung der Mitarbeiter kann zu einer steigenden psychischen Beanspruchung führen. Informationstechnische und kognitive Assistenzsysteme sind ein Ansatz, um die Fachkräfte bei ihrer Tätigkeit zu unterstützen ...

Optische Messsysteme sind eine populäre Wahl für die Qualitätsprüfung, da sie nicht nur kontaktfrei funktionieren, sondern auch präzise und vergleichsweise schnell sind. Vor allem in Fällen, in denen eine 100 %-Qualitätsprüfung angestrebt wird, ist eine geringe Mess- und Auswertezeit von essentieller Bedeutung. Bei hohen Taktzahlen von mehreren Teilen pro Sekunde, wie bspw. beim Mikrokaltumformen, wird die Auswertung dabei von Algorithmen übernommen. Um eine schnelle und präzise Defekterkennung zu ermöglichen, werden solche Algorithmen üblicherweise auf die Erkennung einer beschränkten Anzahl vordefinierter Defektklassen zugeschnitten. Der Nachteil gegenüber der manuellen Prüfung ist dabei jedoch, dass unbekannte bzw. unerwartet auftretende Defektarten eventuell nicht erkannt werden. Bei neu entwickelten Verfahren und/oder einer hohen Anzahl von Einflussfaktoren ist es daher wichtig, dass die Auswertealgorithmen solche Anomalien zuverlässig und schnell erkennen.

Die Digitalisierung verändert die industrielle Produktion in Deutschland nachhaltig: In der Industrie 4.0 entstehen aus Produktionsanlagen sowie Informations- und Kommunikationstechnik intelligente Wertschöpfungsnetzwerke. Mit dem Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 legt die Plattform Industrie 4.0 erstmals ein Koordinatensystem vor, das alle wesentlichen Aspekte von Industrie 4.0 in drei Dimensionen sortiert. Das RAMI-Raster bringt Orientierung, zeigt aber auch weiteren Handlungsbedarf auf dem Weg in die digital-vernetzte Produktion. Ein wesentlicher Bedarf besteht in einem einheitlichen Interaktionsmodell. Sollen Maschinen, Anlagen, Sensoren und Produkte miteinander interagieren, müssen sie die gleiche Sprache sprechen. In der Arbeitsgruppe „Referenzarchitekturen, Standards und Normung“ der Plattform Industrie 4.0 arbeiten Experten aus verschiedenen Bereichen daran, diesen Kommunikationsstandards näher zu kommen und legten im November 2016 neue Ergebnisse vor.

Die allumfassende Digitalisierung der Arbeitswelt schafft große Herausforderungen im Umgang mit neuen Medien im Hinblick auf eine erweiterte Mensch-Technik-Interaktion. Dabei hat sich die Instandhaltung als ein wesentliches Anwendungsfeld für diese Form von Industrie 4.0 herauskristallisiert. Trotz hoher Prozessanforderungen aufgrund von kurzfristigen Störungen, teilweise rauen Umgebungsbedingungen und engen Zeitkorridoren muss die korrekte Prozessdurchführung und auch -dokumentation sichergestellt werden. Diese Anforderungen sowie die zunehmende Digitalisierung begünstigen die Anwendung von Augmented Reality-Lösungen in diesem Bereich. Mit Schwerpunkt der Windenergie widmet sich dieser Beitrag dem Stand der Technik mit Bezug auf aktuelle Lösungsansätze sowie Entwicklungsbedarfen im Hinblick auf den prozessnahen Einsatz von Augmented Reality. Hierzu werden neben bestehenden, auf dem Markt befindlichen Lösungen auch Ergebnisse aus dem Verbundprojekt „AR Maintenance System“ ...