Thema: Industrie 4.0

Anhand von zwei Anwendungsszenarien aus den Bereichen Gießereiprozesssimulation und Umformtechnik werden Möglichkeiten aufgezeigt, Grid und Cloud Computing in kleinen und mittleren Unternehmen einzusetzen um neue Dienstleistungen und Serviceangebote anzubieten und bestehende Geschäftsmodelle zu erweitern.

Produkte und Dienstleistungen müssen heute in immer kürzeren Zyklen neu auf den Markt gebracht werden. In Zukunft wird es noch stärker als bisher notwendig sein, digitale Methoden nicht nur bei der Produktentwicklung sondern auch in Prozess-, Produktions- und Fabrikplanungen einfließen zu lassen. Auch kleine und mittlere Unternehmen werden zur Überlebenssicherung in einer globalisierten Welt nicht mehr an der Digitalen Fabrik vorbeikommen. Die 3D-CAD-Fabrikplanung kann dabei als Grundvoraussetzung für eine erfolgreiche Einführung der Digitalen Fabrik gesehen werden. Diese Bedingung ist aber nach wie vor in vielen Unternehmen nicht erfüllt. Dieser Beitrag beschreibt eine Gesamtmethodik zur anforderungsgerechten Einführung der IT-gestützten 3D-CAD-Fabrikplanung, gerade auch in Bezug auf die Situation kleiner und mittlerer Betriebe.

Eingebettet in zentrale Planungs- und Steuerungsstrukturen wird der Informationsfluss in der Logistik größtenteils in separaten Prozessen oder Teilprozessen realisiert. Dies führt zu vermehrtem Aufwand und Verzögerungen bei der Abwicklung der logistischen Kernprozesse. Besonders trifft dies auf mobile Arbeitsprozesse, beispielsweise in der Automobillogistik, zu. Hier bieten Wearable Computing Systeme die Möglichkeit, durch Anwendung moderner Informations- und Kommunikationstechnologien die Informationsgenerierung, -verteilung und -nutzung direkt in den Arbeitsprozess zu integrieren. Dadurch wird eine Entlastung des Anwenders ermöglicht, sodass sich dieser auf seine Kernaufgaben konzentrieren kann.

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 RFID-Technologie befindet sich weiter auf dem Vormarsch - bis 2010 planen 79 % der Anwender den Einsatz in der Logistik auszubauen. Umso kritischer ist es, dass ein Großteil dieser Unternehmen keinen wirtschaftlichen Erfolg mit den durchgeführten Projekten erzielt. Dies liegt zum einen an fehlenden Business Cases und zum anderen an der äußerst komplexen Aufgabenstellung. Im vorliegenden Beitrag werden Strategien erfolgreicher Unternehmen zur Bewältigung der Komplexität - mit Fokus auf die Integration interner und externer Partner - näher betrachtet.

Die Digitale Fabrik ist in der produzierenden Industrie eine entscheidende Grundlage für modernes Engineering. Durch die Verknüpfung aller Informationen und Daten aus den verschiedenen Phasen der Fabrikplanung wird eine effiziente und ganzheitliche Planung und laufende Verbesserung von Produkten, Prozessen und Ressourcen möglich. Allerdings verlangen veränderte Prozesse und neue Werkzeuge gegenüber der klassischen Fabrikplanung andere bzw. erweiterte Kompetenzen sowie ein kontinuierliches Lernen der involvierten Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. IT-basierte und stärker parallelisierte Planungsprozesse bedingen auch einen Wandel in der Organisation und Arbeitskultur. Dieser Beitrag untersucht, wie die Mitarbeiterqualifikation für die Digitale Fabrik unter Ausnutzung von Wissens- und Lernmanagement aussehen könnte.

Die Globalisierung hat zu einer kontinuierlichen Zunahme von internationalen Sourcing-Strategien geführt. Die damit realisierbaren Einsparpotentiale werden jedoch durch geringe Flexibilitäten bei der Disposition und hohe Bestellvorlaufzeiten erkauft. Um den Disponenten bei der Planung und Steuerung globaler Lieferketten zu unterstützen, wurde ein ganzheitlicher Ansatz entwickelt, um disponible Bestände im Liefernetzwerk aufzuzeigen und zukünftige Bestandsentwicklungen für die Logistikplanung und den Vertrieb transparent zu machen. Basis dieser Lösung ist ein variables Assistenzsystem-Konzept, welches Transparenz schafft, dynamisch Bestandsreichweiten und Verfügbarkeiten berechnet und somit available-to-promise (ATP) Aussagen für globale Lieferrelationen ermöglicht.

Die Einführung von Technologien in Unternehmen und deren Arbeitsprozesse führt oft zu weitreichenden Konsequenzen. An vorderster Front sind Techniker inzwischen mit mobiler IuK-Technologie ausgestattet, um bspw. Wartungsprozesse schneller und effizienter zu gestalten. Auf diese mobilen Arbeitsplätze wurden allerdings meist bestehende IuK-Paradigmen eines Büroarbeitsplatzes angewendet, mit der Konsequenz, dass an dieser Stelle ein Bruch zwischen Benutzer und Benutzerschnittstelle entsteht. Unter den heute verfügbaren mobilen IuK-Technologien stellt das Wearable-Computing einen vielversprechenden Lösungsansatz zur Unterstützung mobiler Arbeitsprozesse im industriellen Kontext dar, von dem sich ein Einsatz ohne (Medien-) Brüche versprochen wird. Die Forschung zu diesem Thema hat sich indes einiger industrieller Bereiche angenommen, wie bspw. der Flugzeugwartung [1].

Die marktgerechte Produktentwicklung beschreibt eine Bedürfnisfokussierung, die im Idealfall zu hoher Produktqualität und Wirtschaftlichkeit führt. Mit dem Schwerpunkt der „Digitalen Fabrik“ konzentriert sich dieser Beitrag auf die die integrierte Produkt- und Prozessgestaltung. Bedingt durch die hohe Produktkomplexität, die verkürzten Produktlebenszyklen und der verschärften Wettbewerbssituation wird die Produktentwicklung vor neue Herausforderungen gestellt. Es gilt bei erhöhtem Planungsumfang sowohl die Geschwindigkeit als auch die Qualität der Planung weiter zu verbessern. Erst die Kombination von organisationsmethodischen und informationstechnischen Ansätzen wie zum Beispiel des „Simultaneous Engineering“ und der „Digitalen Fabrik“ verspricht eine hinreichende Steigerung der Planungseffizienz. Im folgenden Beitrag werden existierende Methodiken und erfolgversprechende Ansätze aus dem Bereich der „Digitalen Fabrik“ vor dem Hintergrund einer integrierten ...

Nur mit Innovationen können Unternehmen heute ihre Wettbewerbsfähigkeit sichern. In dieser Ausgabe von Industrie Management erhalten Sie Einblicke in die frühen Phasen des Innovationsprozesses und damit Antworten auf die wichtigsten Fragen: Welche Barrieren prägen die frühen Entwicklungsphasen? Wie sollte Produktwissen verwaltet werden? Was können Informationstechnologien und neue Ansätze in der interaktiven Wertschöpfung leisten?