Simulation

Die Autonomous Logistic Engineering Methodology (ALEM), die im Rahmen des Sonderforschungsbereichs „Selbststeuerung logistischer Prozesse - ein Paradigmenwechsel und seine Grenzen“ entwickelt wird, bietet verschiedene Werkzeuge zur Modellierung selbststeuernder logistischer Systeme. Zur Auswertung der Modelle wird ALEM um eine Simulation erweitert. Um die ALEM-Modelle simulierbar zu machen, müssen sie aufbereitet werden. Dazu werden die ALEM-Modelle mithilfe von Konzepten der Model Driven Architecture in ausführbare Simulationsmodelle transformiert. Zur Durchführung dieser Transformation wurden verschiedene Open Source Tools untersucht.

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.

Die Planung und operative Versorgung der Montage unterliegt ständig wechselnden Anforderungen (Belieferungsstrategie, Produktgestaltung, Auftragslast, etc.). Die Planung der Montageversorgung hinsichtlich dieser Anforderungen geschieht heute auf Basis unvollständiger Informationen. Zudem werden einmal getroffene Gestaltungsentscheidungen und Logistikstrategien im operativen Betrieb nicht konsequent auf optimale Betriebsparameter überprüft. Nur die kontinuierliche Planung und Optimierung von neuen und bestehenden Versorgungsstrategien kann eine dauerhafte Wettbewerbsfähigkeit gewährleisten. Um diesem Bedarf zu begegnen, hat das Fraunhofer IML eine Methode und Werkzeuge zur ganzheitlichen Versorgungsplanung in Kombination mit dem Bedarfs- und Kapazitätsmanagement entwickelt.

Virtual Engineering ist ein wichtiges Werkzeug zur Verifikation und Optimierung von Produkten in frühen Phasen der Entwicklung. Für die Entwicklung innovativer komplexer technischer Systeme sollten die Modelle die wichtigsten Produkteigenschaften beschreiben. Bisher existieren vor allem noch Defizite bei der Modellierung und Beurteilung des akustischen Verhaltens technischer Produkte, welches wichtig ist für Erzeugnisse mit ergonomischen und komfortorientierten Anforderungen, wie in der Konsumgüter- und Fahrzeugindustrie. Um einen Beitrag zur Beseitigung dieser Defizite zu leisten, wurde an der Technischen Universität Ilmenau eine flexible audiovisuelle Stereoprojektionseinrichtung (FASP) aufgebaut. Damit sind Untersuchungen der akustischen Wirkung unterschiedlicher Maschinenkomponenten, Maschinen, Fahrzeuge und anderer Produkte sowie psycho-akustische Bewertungen entworfener Produkte in einer virtuellen Umgebung möglich.

Dieser Artikel beschreibt eine Möglichkeit, einzelne Akteure und Sys-teme im Rahmen der Geschäftsprozessmodellierung prozessübergreifend in Form eines Netzwerks darzustellen und zu analysieren. Dabei wird ein Algorithmus vorgestellt, der die Umwandlung aus einzelnen Teilprozessen zu einem Gesamtbild durchführt. Anschließend werden Kennzahlen eingeführt, die die Analyse des Netzwerks erlauben. Diese Kennzahlen drücken dabei aus, welche Teile des Netzwerks und damit welche Abschnitte in den Prozessen eine starke Auslastung besitzen und welche nicht. Dadurch ist es Prozessverantwortlichen, Projektleitern, Managern oder allgemein Entscheidern möglich, die Prozesse auf global wiederkehrende Schwachstellen zu analysieren sowie Kompetenzen und Erfolgsmuster herauszufinden, um diese gezielter einzusetzen (Staffing).

Kürzere Produktlebenszyklen und höhere Variantenzahlen führen bei Serienproduktherstellern vermehrt zu Kapazitätsbedarfsschwankungen und nicht optimal ausgelasteten Montagekapazitäten. Montagesystemhersteller können ihren Kunden für diese Herausforderung zeitlich befristet zusätzliche Montagekapazitäten anbieten. Übernimmt der Ausrüster dabei auch den Betrieb von Montageanlagen, ist darüber zu entscheiden, ob für die Erbringung dieser Dienstleistung ein eigener Personalstamm aufgebaut oder mit einem Personaldienstleister kooperiert werden soll. In diesem Beitrag wird ein System Dynamics Modell vorgestellt, das zur Bewertung derartiger alternativer Personalkonzepte eingesetzt werden kann.

Bei der Einführung neuer Technologien im Fertigungsbereich müssen über die technischen und organisatorischen Aspekte hinaus auch die personalseitigen Anpassungen rechtzeitig Berücksichtigung finden. Als technologische Veränderungen, die eine gezielte Personalentwicklung erforderlich machen, können beispielsweise ein verändertes Fertigungsprogramm sowie die Einführung von neuen Erzeugnissen und Fertigungsverfahren genannt werden. Neben den technologischen Veränderungen ist die Anzahl und Qualifikation der tangierten Mitarbeiter an die neuen Bedingungen anzupassen. Die in diesem Beitrag präsentierte Methode des personalorientierten Technologiekalenders unterstützt eine systematische und zielorientierte Personalentwicklungsplanung. Die Vorgehensweise wird am Beispiel eines metallbearbeitenden Unternehmens veranschaulicht.

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 ...

Effektives virtuelles Engineering in der Produktentwicklung setzt eine Durchgängigkeit in allen digitalen Entwurfprozessen, Werkzeugen, Daten und Workflows voraus. Während diese Durchgängigkeit auf der geometrischen Ebene weitgehend realisiert ist, steht man bei der funktionalen Produktbeschreibung noch am Anfang. Der Beitrag analysiert den Stand der Technik sowie aktuelle Probleme bei der Einführung dieser Prozesse und Tools in Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus. Im Weiteren werden Entwicklungsansätze und aktuelle Arbeiten der Autoren zur Schaffung durchgängiger digitaler Prozessketten im Produktentwicklungsbereich beschrieben.

Der Trend zu immer flexiblerer Fertigung bis hin zu Losgröße eins motiviert immer mehr zum Aufbau entsprechend flexibler und damit modularer Produktionsmaschinen und Fertigungsanlagen. Dieser Beitrag behandelt den Einsatz einer autonomen Softwaresteuerung auf Basis von Agententechnologie zur Steuerung einer modular aufgebauten Wellenlötmaschine. Die Herangehensweise und der grundsätzliche Aufbau dieser neuartigen Maschinensteuerung lässt sich prinzipiell auf die Steuerung modularer Produktions- und Kommissionieranlagen erweitern.