Wandlungsfähigkeit

Produzierende Unternehmen sehen sich heute einer Vielzahl von Herausforderungen gegenüber. Auf diese Turbulenzen reagieren sie, indem sie ihre Produktionssysteme wandlungsfähig gestalten. Wandlungsfähige Systeme besitzen die Eigenschaft, ihr Potenzial nur im Bedarfsfall abzurufen. Die heutigen Lösungen bei der Planung wandlungsfähiger Systeme greifen jedoch oft zu kurz. Insbesondere der Bedarfszeitpunkt und der notwendige Wandlungsumfang werden nur intuitiv ermittelt. In diesem Beitrag wird ein regelkreisbasierter Synchronisationsansatz diskutiert, der es ermöglicht, den Wandel im richtigen Maß und zum richtigen Zeitpunkt durchzuführen. Ein Anwendungsbeispiel führt die theoretischen Grundlagen weiter aus.

Das digitale Engineering gewinnt zunehmend an Bedeutung aufgrund der Potenziale zur Kostenreduktion aber auch als einzigartiges Mittel zur Beherrschung komplexer Produkte und Verfahren. Einsatz findet es heute zum Beispiel in der produzierenden Industrie wo nicht nur immer individuellere Produkte sondern damit einhergehend auch die Effizienz der Produktionsprozesse eine markttechnisch relevante Anforderung darstellen. Die fortschreitende technische Entwicklung ermöglicht darüber hinaus auch in den Bereichen der Dienstleis-tungen Potenziale durch das digitale Engineering zu heben. Dieser Beitrag adressiert die Herausforderungen für die Kopplung von Prozessausführungs- und -planungsschicht. Anhand eines Logistik-Dienstleistungsprozesses werden virtuelle und reale Welt zusammengebracht.

Die zunehmende Globalisierung und der dadurch wachsende Wettbewerb haben weitreichende Folgen für die Standorte in Deutschland, denn insbesondere die Produktion von Gütern mit einem hohen manuellen Arbeitsanteil wird anhaltend in Billiglohnländer verlagert. Gerade die dynamischen weltweiten Absatzmärkte sowie der Einsatz neuer innovativer Technologien in immer kürzeren Zyklen erfordern von den in den Hochlohnländern angesiedelten Unternehmen ein hohes Maß an Flexibilität und Anpassungsfähigkeit. Sie konkurrieren weltweit um hochqualifizierte Mitarbeiter, notwendiges Kapital und knappe Rohstoffe. Um diesem Trend entgegenzuwirken, ist bei Fertigung und Montage eine intelligente Automatisierung erforderlich. Des Weiteren müssen sich die in den Hochlohnländern ansässigen Unternehmen auf innovative Herstellungsverfahren bei höchsten Qualitätsanforderungen an das Endprodukt fokussieren, da diese Kombination nur bedingt reproduziert werden kann. Eine solche Entwicklung führt zu ...

Um im globalen Wettbewerb zu bestehen, müssen sich Unternehmen in Hochlohnländern durch kundenindividuelle Produkte kombiniert mit kundenspezifischen Dienstleistungen von Anbietern aus Niedriglohnländern differenzieren. Einhergehend mit der zunehmenden Komplexität dieser Produkte wird auch die Steuerung der zugehörigen Produktionssysteme aufwendiger. Ein Ansatz zur Handhabung derartiger Systeme wird aktuell im Exzellencluster „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“ an der RWTH Aachen erarbeitet, mit dessen Hilfe es ermöglicht wird, Produktionssysteme dahingehend zu gestalten, dass kundenindividuelle Produkte zu Kosten der Massenproduktion hergestellt werden können.

Sogenannte chaotische Lagerhaltungssysteme gewinnen in der wirtschaftlichen Anwendung zunehmend an Bedeutung. Aufgrund ihrer hohen Dynamik und der damit verbundenen Unsicherheit über ihre Bestandsführung stellen sie hohe Anforderungen an logistische Prozesse. Das im Folgenden vorgestellte Projekt führt Methoden zusammen, um sich diesen Anforderungen durch den Einsatz eines autonomen Inventurroboters stellen zu können. Dabei kommen Ansätze der kognitiv inspirierten Künstlichen Intelligenz zum Tragen, die es dem Roboter ermöglichen, in unbekannten Umgebungen zielstrebig zu handeln. Trotz stetiger Veränderung der Umgebung wird der Roboter in die Lage versetzt, robuste Informationen über den Ist-Zustand von z.B. Lagerbereichen, ihrer räumlichen Lage und der dort gelagerten Waren zu erfassen. Die erfasste Information ist von Natur aus grob, dient aber dennoch als wertvolle Grundlage für die Analyse und Optimierung intralogistischer Prozesse.

Die Zusammenarbeit zwischen der BLG LOGISTICS GROUP und der Universität Bremen im Themenkomplex Selbststeuerung in der Logistik exis-tiert seit der Einrichtung des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Sonderforschungsbereichs 637 „Selbststeuerung logis-tischer Prozesse - Ein Paradigmenwechsel und seine Grenzen“ im Jahre 2004. Seither liefert die BLG der Forschung Problemstellungen und Realdaten aus der Praxis. Diese bilden die Basis für wissenschaftliche Untersuchungen in Form von Prozess- und Simulationsstudien zur Selbststeuerung und ermöglichen die Verifikation und Bewertung der erarbeiteten Forschungsergebnisse. Im Gegenzug sind die im Sonderforschungsbereich 637 erarbeiteten Forschungsergebnisse besonders relevant für die Gestaltung der Prozesse der BLG, da sie als Industriepartner als erstes bewerten kann, ob und in welchen Logis-tikbereichen die Selbststeuerung in Kombination mit neuen Technologien Optimierungspotenzial verspricht. In diesem ...

Es gibt kaum ein Unternehmen, welches nicht von sich behauptet, in hohem Maße flexibel zu sein. Wo sie vermeintlich noch zu wenig ausgeprägt ist, wird sie vehement als überlebensnotwendig postuliert - die Flexibilität. Sie wird einerseits häufig verwechselt mit der Fähigkeit, unsaubere Prozesse und Schlampigkeiten der Durchführung noch zu kompensieren, andererseits meist assoziiert mit der Bereitschaft bzw. Verpflichtung der Mitarbeiter, Kapazitätsschwankungen abzufedern, woher diese auch immer kommen mögen, häufig mit dem Ziel geringstmöglicher Zusatzkosten.

Unternehmen sind einer Vielzahl äußerer Einflüsse ausgesetzt, die zu einem turbulenten Umfeld führen. Beispiele dieser Faktoren umfassen verkürzte Produktlebenszyklen, zunehmenden Kostendruck durch Globalisierung oder steigende Variantenanzahl. Um ihre Fabriken zukunftsrobust aufzustellen, verfolgen Unternehmen häufig das Ziel einer wandlungsfähigen Produktion. Um ein Wandlungspotenzial im Bedarfsfall vollständig abrufen zu können, ist eine Betrachtung der Potenziale ausführender Mitarbeiter erforderlich. In diesem Beitrag wird eine Methodik vorgestellt, mit der die Mitarbeiterkompetenzen auf die Anforderungen der Wandlungsfähigkeit abgestimmt werden können.

Die Informations- und Kommunikationstechnik prägt den modernen Maschinen- und Fahrzeugbau. Der Begriff Mechatronik bringt dies zum Ausdruck. Aus der sich abzeichnenden Entwicklung der Informations- und Kommunikationstechnik eröffnen sich weitere faszinierende Perspektiven, die über die Mechatronik hinaus gehen: mechatronische Systeme mit inhärenter Teilintelligenz. Der Begriff Selbstoptimierung charakterisiert diese Perspektive. Selbstoptimierende Systeme sind in der Lage, eigenständig auf veränderte Betriebsbedingungen zu reagieren und ihr Verhalten optimal anzupassen. Dieser Beitrag stellt das Paradigma der Selbstoptimierung vor. Die Nutzenpotentiale der Selbstoptimierung werden anhand zweier Anwendungsbeispiele erläutert.

Die industrielle Produktion ist stets den Auswirkungen von internen und externen Turbulenzen ausgesetzt, auf die sie sich einstellen muss. Die Wandlungsfähigkeit der Produktion ist daher vor allem im Bereich der variantenreichen Serienproduktion von entscheidender Bedeutung. Wandlungsfähigkeit wird in Fabriken mittels einer schnell agierenden und reagierenden Planung erreicht, die sowohl die klassischen Methoden einer strukturierten Fabrikplanung als auch modernste digitale Werkzeuge beinhaltet. Hierbei wird die Planung auf einer gemeinsamen Datenbasis erstellt und kann sowohl Ergebnisse von vorherigen Planungen als auch von Simulationen übernehmen und erreicht damit eine höhere Qualität in kürzerer Zeit. Neben der Planung muss aber auch die reale Fabrik schnell rekonfigurierbar sein, um eine stetige Adaption der Produktion zu ermöglichen. Um das hierfür fehlende Wissen der Industrie bereitzustellen wurde mit der Lernfabrik aIE eine spezifische Schulungseinrichtung aufgebaut.