Thema: Produktionssystem

Digitale Assistenzsysteme gewinnen an Relevanz in den Unternehmen. Ihre Anwendung orientiert sich an den individuellen Fähigkeitsprofilen ihrer Benutzer und deren spezifischer Arbeitssituation. Dies schließt Standardlösungen aus. Um die Vielzahl von Assistenzsystemen in einen zweckmäßigen Anwendungskontext einzuordnen, werden im Beitrag ein arbeitswissenschaftliches Klassifikationsschema entwickelt und beispielhafte Einsatzfelder für assistive Technologien erörtert. Ferner werden Anforderungen an eine menschengerechte Systemgestaltung dokumentiert. Der Leser wird in die Lage versetzt, betriebliche Anwendungsfälle assistiver Technologien und deren Nutzenpotenziale bereits im Planungsprozess zu beurteilen.

Die Anforderungen für effiziente Produktionsabläufe steigen im weltweiten Wettbewerb stetig. Durch Digitalisierung und Datenanalyse sollen neben der Effizienz auch die Flexibilität und die Qualität gesteigert werden. Zur Lösung beitragen können hier sogenannte „Cyber-Physische Systeme“, die durch smarte Sensoren und Vernetzung mit den Produktionssystemen eigenständig Prozessschritte erkennen, protokollieren und steuern. Diese können an vielen Arten von Werkzeugen angebracht werden und damit auch manuelle Arbeitsprozesse erfassen. Dieser Beitrag zeigt, wie intelligente Objekte mit Kommunikations- und Ortungsfunktionalität ein zu fertigendes Produkt durch den Produktionsprozess begleiten und wie dabei auch manuelle Schraubprozesse durch smarte Sensoren erfasst und analysiert werden.

Die ereignisdiskrete Simulation von Produktions- und Logistiksystemen (im Folgenden auch Ablaufsimulation genannt) spielt für die Entwicklungen im Kontext der industriellen digitalen Transformation eine wichtige Rolle. Ihre Inte-gration in moderne Planungs- und Steuerungsprozesse wird dringend gefordert, um Industrie 4.0-Konzepte realisieren zu können. Sie erlaubt eine detaillierte Analyse sowie eine transparente Planung von Produktions- und Logistikprozessen im Hinblick auf Flexibilitäts- und Effizienzsteigerungen. Zudem bildet sie zukünftig bei der Planung und dem Betrieb von modernen Systemen einen wichtigen Bestandteil des sogenannten Digitalen Zwillings als System- und Verhaltensmodell der betrachteten Realität. Allerdings sind hierzu die Anforderungen an die Ablaufsimulation noch nicht umfassend definiert und technische Lösungen nicht hinreichend umgesetzt. Der folgende Beitrag skizziert die Rolle der Ablaufsimulation in Industrie 4.0 und formuliert notwendige ...

Unternehmen tun sich häufig schwer, einzuschätzen, wo sie auf dem Weg zur digitalen Transformation stehen und welche Maßnahmen nötig sind, um ans Ziel zu kommen. Eine Einordnung erlaubt der Industrie 4.0 Maturity Index. Er bietet eine Hilfestellung, um bei der Digitalisierung nicht den internationalen Anschluss zu verlieren und die Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. Anhand des multidimensionalen Reifegradmodells ist es möglich, den Status quo zu erfassen und eine Roadmap zu einer höheren Industrie-4.0-Reife zu entwickeln. Das Beispiel eines Zulieferers für Energie- und Signaltechnik zeigt, wie sich damit Kosten sparen und Produktivität steigern lassen.

Im Zuge der digitalen Vernetzung nehmen Komplexität und Instabilität von Wertschöpfungsnetzen erheblich zu. Dies wirkt sich gravierend auf die Intralogistik aus. Unter VUCA-Bedingungen entwickeln sich intralogistische Systeme zu offenen, dezentralen und sich selbst steuernden Netzwerken aus informationsverarbeitenden Einheiten. Sie passen sich den dynamischen Veränderungen ihrer Umwelt an, indem sie ihre innere und äußere Varietät präventiv erhöhen. I4.0-Technologien sind absehbar nicht in der Lage, nicht-deterministische Arbeitssysteme zu steuern; diese Aufgabe verbleibt im Wesentlichen dem Menschen. Zur Bewältigung der skizzierten Herausforderungen werden im Projekt PREVILOG angemessene Modelle und Methoden einer präventiven Arbeitsgestaltung entwickelt. Der Beitrag stellt kybernetische Basiskonzepte und präventive Gestaltungsprinzipien vor.

Spätestens seit der Finanzkrise müssen Industrieunternehmen stärker mit einer volatilen und unsicheren Umwelt umgehen können. Daher hat das Konzept der agilen Produktion in den letzten Jahren wieder sehr starkes Interesse bei Industrieunternehmen geweckt. Als ein möglicher Stellhebel innerhalb des Operationsbereichs kann die Produktgestaltung angesehen werden. Dabei stehen vor allem die Auswirkungen der Produktgestaltung auf die Produktion im Fokus. Anhand der Design-for-Agility Methode, die zuerst noch detailliert aufgearbeitet wird, wird in diesem Beitrag versucht, den Einfluss der Produktgestaltung auf die Agilität in der Produktion zu verstehen.

Durch bahnbrechende Innovationen in industriellen Revolutionen konnten die Produktivität gesteigert und Kosten gesenkt werden. Die nächste revolutionäre Veränderung bringt nun die Digitalisierung. Bauteile werden mit Intelligenz ausgestattet und steuern sich selbst durch Produktionsprozesse. Bestehende Unternehmen müssen Geschäftsprozesse, Produkte und Services digitalisieren, um den Anschluss an die digitalisierte Wirtschaft nicht zu verpassen.

Eine robuste und optimierte Planung der Serienproduktion variantenreicher Produkte wie Automobile kann durch eine Integration der unternehmerischen Funktionsbereiche Einkauf, Produktion und Vertrieb realisiert werden. Hierzu ist es erforderlich, bereits mittelfristig vor Eingang der Kundenaufträge einen Auftragsbestand als Basis für eine integrierte, durchgängige und transparente Planung zwischen mittelfristigem und kurzfristigem Planungshorizont zu generieren. Entsprechend wird in diesem Beitrag ein Softwareprototyp zur Anwendung einer innovativen Planungsmethodik zur Generierung von Planaufträgen, zur Einplanung der Planaufträge in ein Produktionsnetzwerk und zur Zuordnung von eingehenden Kundenaufträgen zu Planaufträgen des Auftragsbestands vorgestellt.

Die Prinzipien und Werkzeuge der Lean Production haben aus wissenschaftlicher Perspektive einen hohen Reifegrad erreicht. Insbesondere Unternehmen der Fertigungsindustrie nutzen pull-gesteuerte Produktionssysteme zur Nachschubsteuerung, um den Anforderungen eines Käufermarkts wettbewerbsadäquat zu begegnen. In der Prozessindustrie hingegen ist der Durchdringungsgrad vergleichsweise gering. Dies ist nicht zuletzt den spezifischen Eigenschaften und Rahmenbedingungen der Produktionsprozesse geschuldet. Jedoch weisen auch Produktionsnetzwerke in der Prozessindustrie große Potenziale für eine Optimierung der Bestände und des Service-Levels mittels Pull-Steuerung auf.