Produktionssystem

Im Rahmen der Fertigung von Mikrobauteilen ist die genaue Planung und Auslegung der Prozessketten von hoher Bedeutung, da neben besonders geringen Toleranzen und sehr hohen Qualitätsanforderungen, z. B. bezüglich der Oberflächengüte, hohe Produktionsraten erreicht werden müssen, um eine wirtschaftliche Fertigung zu garantieren. Die Methode µProPlAn ermöglicht eine integrierte Planung und Auslegung von Prozessketten mit dem für die Mikrofertigung notwendigen Detailgrad. Beginnend mit der Materialflussplanung wird die Prozesskettengestaltung bis hin zur Auslegung einzelner Prozesse und Maschinen unterstützt. Um den manuellen Aufwand bei der Planung zu reduzieren, wird in diesem Beitrag ein Ontologie-basierter Ansatz zur automatisierten, geometrieorientierten Erzeugung von Prozesskettenvarianten vorgestellt.

Mit kollaborierenden Robotern und neuen Bedienkonzepten ergeben sich grundsätzlich neue Anwendungen für robotische Systeme. Wir beschreiben wichtige Eigenschaften solcher robotischen Systeme und stellen in diesem Beitrag mit einem robotischen Assistenzsystem für manuelle Fertigungsaufgaben, welches über eine multimodale Bedienoberfläche gesteuert wird, eine mögliche Anwendung für diese neuartigen Systeme vor.

Die Entwicklung von neuen Konzepten in der Produktion und Logistik auf Basis von Industrie 4.0 ist die letzten Jahre schnell vorangeschritten. Treiber sind dabei rasante technologische Veränderungen wie die Einführung von Cyber-Physischen Systemen (CPS). Die Realisierung von CPS erfordert eine disziplinübergreifende Zusammenarbeit von Maschinenbau, Elektro- und Informationstechnik. Das volle Potenzial von Industrie 4.0 kann sich aber nur entfalten, wenn neben technischen Herausforderungen auch betriebswirtschaftliche Perspektiven in die Entwicklung einbezogen werden. Dies bedeutet unter anderem, bereits bei der Entwicklung eines CPS die Dienstleistungsperspektive mit einzubeziehen, integrierte Services zu definieren und als Product-Service System (PSS) Lösung dem Kunden anzubieten. Ziel dieses Beitrages ist es, Anforderungen aus der Dienstleistungsperspektive für die Entwicklung von CPS Systemen darzustellen sowie daraus Ansätze für die Konzeption von Cyber-Physischen ...

Infolge des wachsenden Wettbewerbsdruck sehen sich Hersteller von XXL-Produkten zunehmend zur Differenzierung gegenüber den Wettbewerbern durch die Produktionskosten gezwungen [1]. Oftmals fehlen den Herstellern jedoch die Möglichkeiten, potenzielle Ansätze zur Optimierung der Produktion systematisch zu identifizieren und deren Auswirkungen auf den unternehmerischen Erfolg zu bewerten. Im folgenden Beitrag wird daher ein Ansatz vorgestellt, der Hersteller von XXL-Produkten bei der Auswahl geeigneter Optimierungsansätze unterstützt und so Fehlinvestitionen systematisch vermeidet.

Im Zeichen von Globalisierung und einer fortschreitenden Internationalisierung von Industrieunternehmen gewinnt das interne Unternehmensnetzwerk als Komplexitätstreiber zunehmend an Bedeutung. Zentraler Bestandteil des internen Unternehmensnetzwerks ist die Anzahl und Lage der Produktionsstandorte. Auf der einen Seite resultiert eine wachsende Anzahl von Produktionsstandorten in einer Zunahme der Komplexität innerhalb des Netzwerks durch einen steigenden Koordinierungsaufwand, eine Schnittstellenzunahme, Informationsasymmetrien und Intransparenzen. Auf der anderen Seite muss die Schließung von Produktionsstandorten nicht zwingendermaßen eine Reduzierung der Unternehmenskomplexität hervorrufen, da durch eine Vergrößerung bestehender Standorte die Komplexität innerhalb der Standorte zunimmt. Die Betrachtung der resultierenden Komplexität findet bislang keine ausreichende Beachtung im Rahmen von Standortentscheidungen. Ziel dieses Beitrags ist es daher, den Zusammenhang zwischen ...

Die aktuelle Entwicklung im Zuge von Industrie 4.0 bietet neue Möglichkeiten zur verbesserten Koordination von Kooperationen in Produktions- und Logistiknetzwerken. Durch Einbindung leistungsfähiger und vernetzter Computersysteme sowie intelligenter Sensoren und Aktoren lassen sich Systemzustände nahezu in Echtzeit abbilden und analysieren. In diesem Zusammenhang stellen Shared Resources ein vielversprechendes Konzept zur Erhöhung der Effizienz der Netzwerke dar. Der vorliegende Beitrag erläutert Unterschiede zwischen dem Konzept der Shared Resources und klassischen Kooperationsansätzen wie Outsourcing und Joint Ventures. Es werden Potenziale und Risiken diskutiert, die durch die Einbindung von Shared Resources in Produktionsnetzwerke entstehen können. Zudem werden Verfahren zur Ermittlung der Leistung und Dynamik von Netzwerken mit Shared Resources beschrieben.

Auslastungsschwankungen führen zu temporären Über- und Unterlastungen in der Fertigung sowie zu Beständen. Nivellierung (jap. Heijunka) als Methode des Lean Managements entkoppelt Fertigungssysteme von der volatilen Kundennachfrage, um die vorgenannten unwirtschaftlichen Zustände zu vermeiden. Das Produktionsprogramm (Mengen, Varianten) wird möglichst gleichmäßig auf der Zeitachse verteilt: Idealerweise werden alle Varianten z. B. jeden Tag hergestellt (Every Part Every Intervall, EPEI), statt eine Variante möglichst lange und ohne Umrüsten zu produzieren (Kampagnenfertigung). Diese Glättung erzielt eine gleichmäßig hohe Auslastung der Fertigungskapazitäten bei kurzen Durchlaufzeiten und niedrigen Umlaufbeständen. Während für die Fertigungsindustrie verschiedene empirisch bewährte Nivellierungsmethoden zur Verfügung stehen, besteht in Bezug auf die Prozessindustrie eine Forschungslücke. Dieser Beitrag beschreibt ein innovatives Nivellierungsmodell für die ...

Besonders vor dem Hintergrund der Industrie 4.0 ist eine fundierte Kenntnis der Prinzipien und Grundlagen manueller Arbeit bzw. guter Arbeitsgestaltung von besonderer Bedeutung, um die Modellierung produktiver und ergonomischer Arbeit in der Smart Factory auch zukünftig auf Grundlage einer fairen und neutralen Bezugsgröße durchführen zu können. Durch die gemeinsame Erfassung von Zeit-relevanten und Ergonomie-relevanten Einflussgrößen liefert MTM-HWD® (Human Work Design) ein neues Bausteinsystem von MTM (Methods-Time Measurement) - eine bisher nicht vorhandene Qualität bei der Beschreibung und Bewertung menschlicher Arbeitsabläufe und vereint somit die Arbeitsmethoden-orientierte und die ergonomische Arbeitsgestaltung.

Die Nutzung Cyber-Physischer Systeme in Produktion und Logistik ist ein wesentlicher Bestandteil von Industrie 4.0. Die Verschmelzung von Produktions- und Logistiksystemen mit Informationstechnologie begünstigt den Übergang von zentraler zu dezentraler Produktionsplanung und -steuerung. Allerdings ist für Produktionsunternehmen die Ausstattung logistischer Objekte mit den notwendigen Technologien in der Regel mit hohen Investitionskosten verbunden. In diesem Beitrag wird eine Methode vorgestellt, mit der unter Einsatz eines dynamischen Clusteringverfahrens diejenigen Teile des Produktionssystems identifiziert werden, für die eine Investition in Technologie für dezentrale Steuerung zur größten Leistungssteigerung des Gesamtsystems führt.

Der Wunsch der Kunden nach individualisierten Produkten und eine damit verbundene steigende Anzahl an Produktvarianten, der demografische Wandel und das damit verbundene steigende Durchschnittsalter der Mitarbeiter sowie der zunehmende Fachkräftemangel und die steigende Komplexität von Wertschöpfungsprozessen sind nur einige Herausforderungen, denen sich die Industrie aktuell stellen muss. Dieser Beitrag beschreibt innovative Assistenzsysteme als mögliches Instrument, diesen Anforderungen zu begegnen und erörtert Beispiele, in denen ein sinnvoller Einsatz solcher Systeme bereits erfolgreich realisiert wurde.