Produktionssystem

Muskel-Skelett-Erkrankungen sind für rund ein Viertel der Arbeitsunfähigkeits-tage in Deutschland verantwortlich. Um zu identifizieren, welche Belastungsarten in der operativen Intralogistik zu einem erhöhten Risiko der Entstehung und der Verschlimmerung von arbeitsbedingten Muskel-Skelett-Erkrankungen führen und bei welchen Arbeitsplatztypen dieses Risiko vermehrt auftritt, wurden 30 Personen aus unterschiedlichen Unternehmen befragt. Relevant sind demnach das Heben, das Tragen, das Ziehen, Schieben, das dauerhafte Stehen sowie das erzwungene Sitzen.

Digitale Fabrik, Simultaneous Engineering und Systeminteroperabilität basieren auf kollaborativen interdisziplinären Arbeitsprozessen in den Unternehmen. Laut einer Studie des Arbeitskreises Industrie 4.0 [1] führt die Umsetzung von Industrie 4.0 zu einem veränderten Verhalten in der Kollaboration und Kooperation zwischen den Beschäftigten. Für die universitäre Lehre impliziert dies, dass neben Fach-, Methoden- und IT-Kompetenz auch Kollaborationskompetenz gefördert werden muss. Der folgende Beitrag erläutert am Beispiel der Fabrikplanung die Nutzung physischer Modelle zur Vermittlung von Kollaborationskompetenz, die am Fachgebiet für Produktionsorganisation und Fabrikplanung (pfp) der Universität in Kassel zurzeit umgesetzt werden oder bereits Eingang in die Lehre gefunden haben.

In Cyber-Physischen Produktionssystemen (CPPS) wird sich menschliche Arbeit auf problemhaltige Tätigkeiten konzentrieren. Dafür benötigen die Mitarbeiter ein gutes System- und Prozessverständnis sowie hohe Problemlöse- und Kommunikationsfähigkeiten. Eine adäquate Gestaltung der Mensch-Technik-Interaktion kann dazu beitragen, dass diese Kompetenzen im Arbeitsprozess selbst erworben, erhalten und trainiert werden können. Erhebungen zur nutzerzentrierten Entwicklung eines mobilen Ressourcen-Cockpits für Instandhalter zeigen, dass Mitarbeiter bereit sind, neue Informations- und Kommunikations-Technologien (IKT) einzusetzen, wobei sie die Ausschöpfung derer Potenziale, aber auch Freiräume für eigenes Handeln erwarten. Ein zentraler Aspekt der Kompetenzförderlichkeit könnte ein geeignetes mentales Modell für die Navigation in CPPS sein. Dafür wird die Analogie „Digitales Bewusstsein“ vorgeschlagen und zur Diskussion gestellt.

Neuartige Assistenzsysteme und intuitive Interaktion mit robotischen Systemen bieten den Anforderungen von Industrie 4.0 Lösungen. Nur durch intuitive Interaktion zwischen Mensch und Maschine kann hoch flexible modulare Produktion erreicht werden, ohne den Menschen zu überfordern. Hierfür sind Ansätze verlangt, die das Erkennen von Absichten, also Intentionen, eines Menschen eingebettet in die Steuerung eines technischen Systems ermöglichen. Am Beispiel von „Embedded Brain Reading“ soll gezeigt werden, wie mobile und in das technische System eingebettete Erkennung menschlicher Handlungsintentionen sicher genutzt werden kann, um die Interaktion zwischen Mensch und Maschine zu verbessern. Im Ausblick soll der Beitrag skizzieren, wie die aufgezeigten Lösungen vom Ansatz her auch für die intuitive und sichere Unterstützung des Menschen in der Produktion eingesetzt werden können, um die Ziele der Industrie 4.0 zur erreichen.

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.