Lösung: Produktionssteuerung

Eine Vielzahl technologischer Entwicklungen der letzten zehn Jahre trägt dazu bei, dass sich die heutige industrielle Arbeitswelt dramatisch verändert. Immer stärker dringen Informations- und Kommunikationstechnologien sowie Automatisierungstechnik und Robotik in die Arbeitswelt vor. Im Kontext von Industrie 4.0 steigt die Vernetzung der Systeme und es werden Sensordaten, Zustandsinformationen sowie Steuerungsbefehle ausgetauscht. Dies schafft Voraussetzungen für neue Arten von Produktionskonzepten wie das „Remote Manufacturing“. Das Remote Manufacturing beschreibt eine delokalisierte Produktion, welche die räumliche Einheit der Produktionsfaktoren aufhebt. Es wird nicht länger notwendig sein, die Produktionsfaktoren, bestehend aus Elementarfaktoren (Arbeit, Werkstoffe, Betriebsmittel), und die dispositiven Faktoren (Planung, Leitung, Überwachung, Organisation) an einem Ort zu kombinieren. Zukünftig wird es möglich sein, Produktionsanlagen im Ausland zu betreiben und diese ...

In modernen Supply Chains nimmt die Vernetzung der beteiligten Unternehmen immer mehr zu. Dies gilt auch für die Versorgung von produzierenden Unternehmen mit Fertigungsmitteln. Im Bereich des Werk-zeugmanagements gestaltet sich der Informationsfluss daher zunehmend komplexer. Dabei bedingt der in erster Linie papierbasierte Informationsaus-tausch eine geringe Durchgängigkeit sowie eine stark eingeschränkte Verfügbarkeit der Werkzeugdaten. Durch ein digitales Werkzeugmanagement in der Cloud könnten die medialen Brüche in der Werkzeug-Supply-Chain überwunden werden. Der Abruf und die Aktualisierung von Werkzeugdaten ist damit permanent und ortsunabhängig möglich. Durch eine eindeutige Werkzeugidentifizierung kann zudem eine automatische Übertragung benötigter Daten auf Maschinen erfolgen.

Automatisierte Anlagen in der Bioproduktion und für Screenings in der Forschung müssen heutzutage hohe Anforderungen an Flexibilität erfüllen. Dieser Trend wird durch die Tendenz zu immer mehr individualisierten Produkten wie beispielsweise Zelltherapeutika verstärkt. Derzeit werden automatisierte Anlagen mit enormem Integrationsaufwand speziell für eine einzelne Anwendung aufgebaut. Außerdem bieten solche Anlagen keine Möglichkeit, Komponenten auszutauschen und sind so starr, dass es günstiger ist, bei geänderten Bedingungen eine neue Anlage zu beschaffen, als die bestehende zu modifizieren. Führende Hersteller von Geräten und Anlagen im Laborbereich haben sich deshalb zur SiLA-Initiative (Standardization in Lab Automation) zusammengeschlossen und einen Standard entwickelt, der die einfache Austauschbarkeit von Geräten und somit die Flexibilität von Anlagen ermöglicht.

Zukünftig sollen in der selbstorganisierenden Produktion mit verteilter Intelligenz die Objekte in der Produktion zusätzlich mit eigener Intelligenz ausgestattet werden und so Aufgaben der Koordination und Steuerung von Produktionsabläufen übernehmen können. Diese produktgesteuerte Fertigung sieht statt der bisherigen zentralen Planung und Steuerung ein Multiagentensystem mit der Möglichkeit zu Auktionen durch Verhandlungsmechanismen als Mittel zur Selbstorganisation vor. Der Beitrag gibt einen Überblick über die im Projekt „Selbstorganisierende Produktion - SOPRO“ verfolgten Ansätze bei denen Softwareagenten zwischen Aufträgen und Ressourcen zur Festlegung der Bearbeitungsreihenfolge verhandeln.

Im Rahmen des Forschungsprojekts LUPO wird ein hybrides Simulationslabor geschaffen, in welchem die Vorteile der Computersimulation mit denen einer Modellfabrik kombiniert werden. Zur systematischen Aufnahme, Darstellung und Analyse verschiedener Fertigungsprozesse wurde ein Vorgehensmodell geschaffen, welches auf die speziellen Anforderungen (schnelle, flexible, aufwandsarme Ermittlung belastbarer Ergebnisse) des Projekts eingeht. Eine Bibliothek an Produktionsobjekten ermöglicht die Wiederverwendung bereits bestehender Maschinen und damit eine Reduzierung des Simulationsaufwands.

Die Welt befindet sich im Wandel. Davon sind auch produzierende Unternehmen betroffen, welche auf immer individuellere Kundenwünsche sowie einen verstärkten Wettbewerb reagieren müssen. Durch neue Technologien und Organisationsformen wie AutoID oder dezentrale und echtzeitfähige Produktionssteuerung kann dem erfolgreich begegnet werden. Auswahl und Bestimmung der konkreten Umsetzung für die jeweiligen Fertigungsprozesse des Unternehmens erweisen sich jedoch häufig als schwierig und kostenintensiv. Bisherige Simulationsansätze sind oft mit hohem Aufwand verbunden, um belastbare Aussagen zur Eignung und Wirtschaftlichkeit zu treffen. Diese Anstrengungen scheuen insbesondere kleine- und mittelständische Unternehmen, weshalb in diesem Bereich die neuen Technologien unterdurchschnittlich verbreitet sind. Der vorliegende Beitrag zeigt eine neue Möglichkeit auf, diesen Nachteilen zu begegnen. Dazu werden die Vorteile der computerbasierten Simulationen mit denen der Modellfabrik ...

Die Komplexität und Dynamik heutiger Produktionssysteme führt etablierte Ansätze zur Produktionsplanung und -steuerung zunehmend an ihre Grenzen. Ein möglicher Ansatz zur Lösung dieser Problematik ist die Kombination einer dezentralen Regelungsstruktur in der Fertigung mit innovativen Methoden aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz. Bei der Entwicklung und Umsetzung dieser Methoden haben sich Werkzeuge aus dem Open Source Bereich bewährt. Sie sind frei verfügbar und können flexibel an vielfältige Problemstellungen angepasst werden. In diesem Beitrag wird ein Konzept zur dezentralen Regelung einer Werkstattfertigung vorgestellt. Als Regelungsinstrumente kommen künstliche neuronale Netze zum Einsatz, die mithilfe des Stuttgart Neural Network Simulator (SNNS) und des Java Neural Network Simulator (JNNS) erzeugt, trainiert und simuliert werden.

Radio Frequency Identification (RFID) dringt zunehmend in die Fertigung vor und ermöglicht eine Parallelisierung von Informations- und Materialfluss. Dadurch können Fertigungsprozesse mit aktuellen Informationen gespeist und weitere lebenszyklusorientierte Serviceleistungen realisiert werden. Am Beispiel des Produktlebenszyklus von Werkzeugen wird in diesem Beitrag die Ausrüstung von Zerspanwerkzeugen mit RFID-Technologie diskutiert. Eine solche Ausrüstung ermöglicht sowohl die Verbesserung des Werkzeugmanagements als auch die Erbringung innovativer Serviceleistungen (Bestimmung von optimalen Schnittwerten, Logbucheinträge, etc.) über den gesamten Produktlebenszyklus.

Ein ständig wachsender Kostendruck, immer individuellere Fertigungsaufträge sowie kürzer werdende Innovationszyklen sind nur einige der Kennzeichen eines grundlegenden strukturellen Wandels, mit denen sich die Produktionsindustrie seit Jahren konfrontiert sieht [1]. Um sich positiv von den Mitbewerbern zu differenzieren und ihnen gegenüber einen Wettbewerbsvorteil zu erlangen, muss ein Unternehmen die Fähigkeit besitzen sich den dynamischen Bedingungen der internen und externen Umwelt anzupassen. Einen Beitrag dazu liefert eine flexible Steuerung des Materialflusses. Der vorliegende Beitrag stellt einen heuristischen Ansatz für die Maschinenbelegungsplanung des Warmwalzwerks eines Stahlherstellers vor.

Das Management des Produktwechsels von Alt- auf Neutyp ist in der deutschen Automobilindustrie zum Tagesgeschäft geworden. Bis dato wird im Rahmen der Produktumstellung lediglich dem Serienanlauf des Neuprodukts ein hoher Stellenwert beigemessen, während dem Serienauslauf des Vorgängermodells oftmals eine ungenügende Beachtung geschenkt wird. Beim Prozess des Serienauslaufs bleiben daher zu erschließende Optimierungspotenziale weitestgehend ungenutzt. Zur gezielten Gestaltung eines Auslaufprozesses müssen die entsprechenden Anforderungen an Produkt und Prozess identifiziert und die daraus abgeleiteten Maßnahmen kontinuierlich kontrolliert werden. In diesem Zusammenhang ist die Anwendung von Projektmanagementmethoden mit entsprechenden Controllinginstrumenten zu empfehlen. Das hier vorgestellte Kennzahlensystem soll einen Beitrag dazu leisten.