Prozessuale und organisatorische Innovationen können einen Wettbewerbsvorteil für Unternehmen generieren. Eine Bewertung der Einflüsse dieser Innovationen auf monetäre und produktionslogistische Zielgrößen vor der Implementierung wird jedoch aufgrund intransparenter Wirkzusammenhänge erschwert. Mit dem Ziel eines Rahmenwerks zur monetären und produktionslogistischen Innovationsbewertung wird in diesem Beitrag ein Vorgehen zur Entwicklung eines Ansatzes zur monetären Bewertung prozessualer Innovationen vorgestellt.

Fabrikplanung

Open Access December 30, 2021

Die Modullandkarte des Aachener Fabrikplanungsvorgehens

Ganzheitliche, informatorische Vernetzung als Grundlage spezifischer Projektkonfigurationen

Peter Burggräf, Tobias Adlon, Steffen Schupp, Carsten Fölling, Matthias Dannapfel

Page range: 866-871

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Abstract

Die Fabrikplanung umfasst sowohl die Planung des Produktionssystems als auch die Auslegung des zugehörigen Industriegebäudes. Aufgrund von zunehmender Spezialisierung und Interdisziplinarität sowie hohem Zeit- und Kostendruck in einem dynamischen Projektumfeld sind Fabrikplanungsprojekte entsprechend durch eine hohe Planungskomplexität gekennzeichnet. Das Aachener Fabrikplanungsvorgehen bildet ein Rahmenwerk zur Strukturierung von Fabrikplanungsprojekten und zur Beherrschung der Planungskomplexität. In diesem Beitrag wird die Modullandkarte als das Kernelement des Aachener Fabrikplanungsvorgehens vorgestellt, welches eine strukturierte Grundlage für Fabrikplanungsprojekte bildet. Die Modullandkarte umfasst inhaltlich gekapselte Planungsmodule mit untergeordneten Planungsinkrementen, welche durch definierte Informationsflüsse vernetzt sind.

Industrielle Netzwerke

December 30, 2021

Hyperconnected Ecosystems für industrielle Netzwerke

Frank-Walter Jäkel, Patrick Gering, Thomas Knothe

Page range: 872-876

Abstract

Das Hyperconnected Ecosystems für industrielle Netzwerke wird definiert als die Vernetzung aller relevanten Informationen und deren Erreichbarkeit jederzeit und von überall (hyperconnected). Barrieren zwischen Netzwerkpartnern bzgl. Datenbereitstellung und Zugriff werden reduziert und an aktuelle Anforderungen ausgerichtet. Die Evolution des Netzwerkes wird durch dessen dynamische Anpassbarkeit und flexible Einbindung von Diensten ermöglicht. Schlussendlich soll jede erforderliche Information an jedem Ort sofort in einer bearbeitbaren Form und möglichst ohne Aufwand verfügbar sein. Die Metapher des sozialen Netzwerks, in denen sich Partner finden und nach Bedarf Daten und Leistungen austauschen, dient als Basis für die Strukturen im Netzwerk. Dabei müssen industrielle Anforderungen nach Sicherheit, Souveränität und Transparenz integriert werden. Der Beitrag beschreibt die Vision eines Hyperconnected Ecosystem für industrielle Netzwerke und erste Ansätze zu dessen Umsetzung.

December 30, 2021

Strategische Entwicklung von Standortrollen

Günther Schuh, Andreas Gützlaff, Tino X. Schlosser, Julian Ays, Niklas Rodemann, Alexander Schollemann

Page range: 877-881

Abstract

Produzierende Unternehmen sind häufig in globalen Netzwerken organisiert. Zur Sicherstellung einer hohen Wettbewerbsfähigkeit muss jeder Standort im Netzwerk eine spezifische Rolle einnehmen und einen gemeinsam festgelegten Leistungsauftrag verfolgen. Diese Zuordnung erfolgt im Rahmen eines Standortrollenkonzepts. Der vorliegende Beitrag stellt ein praxiserprobtes Vorgehen zur strategischen Entwicklung von Standortrollen dar, welches individuelle Restriktionen berücksichtigt und somit Unternehmen als Orientierungspunkt für die Netzwerkgestaltung dient.

Produktionsplanung und -steuerung

December 30, 2021

Hybride Lieferzeitprognose

Verbesserte Termin- und Auftragsplanung im volatilen MRO-Umfeld

Tobias Hiller, Torben Lucht, Tim Kämpfer, Lea Vinke, Patrick Holtsch, Peter Nyhuis

Page range: 882-888

Abstract

Die Produktionsplanung und -steuerung in MRO-Unternehmen unterliegt starken Unsicherheiten hinsichtlich des Regenerationsumfangs und -zeitpunkts. Aufgrund einer hohen Informationsunschärfe infolge unterschiedlichster Schadensfälle sowie einer Vielzahl interner und externer Einflüsse ist die Vorhersage von Lieferzeiten sowie deren möglichen Ausprägungen zu komplex, um sie vollständig in der Planung und im Auftragsmanagement zu berücksichtigen. Logistische Modelle bieten durch die Verknüpfung verschiedener Ansätze das Potenzial, das logistische Verhalten eines Produktionssystems einfach und dennoch genau zu beschreiben. Eine hybride Modellierung durch die Verzahnung logistischer Modelle mit Methoden aus dem Bereich des Process und Data Mining bietet die Möglichkeit, die Vorteile logistischer Modellierung und datenbasierter Prognosen zu verbinden. Mit dem Ziel, die Planstabilität und Planungsgenauigkeit für MRO-Unternehmen zu erhöhen, forscht das Institut für Fabrikanlagen und Logistik (IFA) gemeinsam mit der MTU Maintenance Hannover GmbH an einem hybriden Ansatz zur modellgestützten Prognose von Lieferzeiten.

December 30, 2021

Wirkzusammenhänge innerhalb der Produktionsplanung und -steuerung

Ein Ansatz zur generischen Modellierung der Zusammenhänge zwischen Aufgaben der PPS und produktionslogistischen Zielgrößen

Simon Hillnhagen, Thorben Green, Janine Tatjana Maier, Alexander Mütze, Matthias Schmidt

Page range: 889-894

Abstract

Ein umfassendes Verständnis der Wirkzusammenhänge innerhalb der Produktionsplanung und -steuerung bleibt auch bei zunehmender Digitalisierung der Produktion eine essentielle Grundlage, um zielgerichtete Entscheidungen zur bestmöglichen Konfiguration dieser treffen zu können. In diesem Beitrag wird ein Modellierungsansatz vorgestellt, der die Verknüpfung zwischen produktionslogistischen Zielgrößen und Aufgaben herausstellt, um die Auswirkungen von Entscheidungen aufgabenübergreifend zu verdeutlichen.

Neue Geschäftsmodelle

December 30, 2021

Kooperationen mit Start-ups

Süleyman Sandikçi

Page range: 895-898

Abstract

Aufgrund vielfältiger Entwicklungen in ihrem Umfeld müssen sich etablierte Unternehmen externen Wissensquellen öffnen, um Innovationen hervorzubringen. Im Rahmen von Corporate Venturing suchen sie dazu häufig einen Zugang zu Start-ups. Während Corporate Venturing kein neues Phänomen darstellt, erlebt es in den letzten Jahren einen Aufschwung. Dies zeigt sich etwa daran, dass viele DAX30-Unternehmen über Venture-Einheiten verfügen, um Kooperationen mit Startups zu betreiben. Anhand der Ergebnisse einer Unternehmensbefragung mit mehr als 400 Teilnehmern aus verschiedenen Branchen werden in diesem Beitrag die Motivation der Kooperationspartner und Technologieschwerpunkte von etablierten Unternehmen thematisiert.

Additive Fertigung

December 30, 2021

Gestaltung additiv-subtraktiver Prozessketten

Technologische und wirtschaftliche Anforderungen im Einklang

Johanna Steiner-Stark, Benjamin Kirsch, Jörg Hartig, Jan C. Aurich

Page range: 899-902

Abstract

Für viele Anwendungen sind die Oberflächenqualität und die geometrische Genauigkeit von Teilen, die mittels Laser-Strahlschmelzen (LBM) hergestellt werden, nicht ausreichend. Um die Prozesszeiten der notwendigen spanenden Nachbearbeitung zu reduzieren, kann eine Hochgeschwindigkeitszerspanung realisiert werden. Durch eine optimale Abstimmung der additiv-subtraktiven Prozesskette soll das Potenzial der additiven Fertigung voll ausgenutzt werden.

Künstliche Intelligenz

December 30, 2021

Was Bauteile über den Verschleiß genutzter Stanzwerkzeuge verraten

Möglichkeiten der Bildauswertung mit faltenden neuronalen Netzen

Dirk Alexander Molitor, Christian Kubik, Ruben Helmut Hetfleisch, Peter Groche

Page range: 903-907

Abstract

Die Wirtschaftlichkeit industrieller Stanzprozesse hängt stark von produzierten Bauteilqualitäten und Stillstandzeiten ab. Negativ werden diese von Verschleißerscheinungen an genutzten Stanzstempeln beeinflusst, weswegen datengetriebene Überwachungssysteme sowohl in industrieller Praxis als auch akademischer Forschung entwickelt werden. Insbesondere KI-Modelle haben das Potenzial, multiple Verschleißzustände zu klassifizieren oder quantitativ zu regressieren, werden bislang jedoch ausschließlich auf Sensorsignale angewandt. In der vorliegenden Publikation wird dagegen der Ansatz gewählt, Bilder produzierter Bauteile als Eingangsgrößen für faltende, neuronale Netze zu nutzen, um die Kantenverrundung am Stanzstempel zu prädizieren. Entwickelte Modelle weisen hohe Prädiktionsgüten auf und eröffnen Möglichkeiten zur weiterführenden Beforschung bildgestützter Überwachungsansätze.

December 30, 2021

Personaleinsatzplanung in der Logistik

Berücksichtigung von Mitarbeiterpräferenzen in der Zuteilung von Arbeitsplätzen mithilfe von Artificial Intelligence

Charlotte Haid, Charlotte Unruh, Isabel Pröger, Johannes Fottner, Tim Büthe

Page range: 908-912

Abstract

Die Digitalisierung führt zu vielfältigen Veränderungen in der Logistik. Immer mehr Daten stehen zur Verfügung, die detaillierte Prognosen über Maschinen oder Bedarfe ermöglichen. Mitarbeiterdaten erlauben es Unternehmen, prozessuralen Mehrwert durch die Bewegungs- oder Leistungsanalyse des Arbeitstages zu erreichen. Dies kann aber für die Mitarbeiter nachteilige Konsequenzen haben. In diesem Beitrag wird ein Ansatz vorgestellt, der dem entgegenwirkt, indem die Mitarbeiterpräferenzen in die Personaleinsatzplanung einbezogen werden. In der menschzentrierten, d. h. am Wohlbefinden der Mitarbeiter ausgerichteten, Entwicklung des Systems werden insbesondere ethische Bedenken frühzeitig aufgenommen und berücksichtigt. Fairness, Mitarbeiterzufriedenheit, Autonomie und der Schutz der Privatsphäre der Mitarbeiter sind Leitsätze, die die Gestaltung des Systems bestimmen.

Digitaler Zwilling

December 30, 2021

Skalierbare Elektrolyseurmontage

Automatisiertes Engineering von Produktionsanlagen für Elektrolyseure

Jannis Sinnemann, Johannes Prior, Bernd Kuhlenkötter

Page range: 913-916

Abstract

Die automatisierte Fertigung von Elektrolyseuren ist ein wichtiger Schritt, um die Ziele der nationalen Wasserstoffstrategie zu erreichen. Für die skalierbare Montage von Elektrolyseuren wurde daher ein Konzept entwickelt, welches das automatische und modulare Engineering von automatisierten Produktionsanlagen für die Elektrolyseurmontage ermöglicht. Die Grundlage bilden der digitale Produkt- und Anlagenzwilling, die über den gesamten Lebenszyklus erweitert und genutzt werden.

Simulation

December 30, 2021

Erweitertes Berechnungsmodell für Kugelgewindetriebe

Berücksichtigung des Spindelsteigungsfehlers in der Simulation und Auslegung von Kugelgewindetrieben

Christian Brecher, Benedikt Biernat, Lennard Vorwerk-Handing, Stephan Neus

Page range: 917-921

Abstract

Der Spindelsteigungsfehler weist einen signifikanten Einfluss auf das Betriebsverhalten von Kugelgewindetrieben auf. In diesem Beitrag wird ein Simulationsmodell vorgestellt, mit dem der Einfluss des Steigungsfehlers auf die interne Lastverteilung, die Steifigkeit und die Lebensdauer quantifiziert werden kann. Mithilfe des Modells werden im Anschluss an die aktuelle Auslegungspraxis nach Norm angelehnte Korrekturfaktoren zur Berücksichtigung des Spindelsteigungsfehlers berechnet.

Energieeffizienz

December 30, 2021

WindMelt

Ökonomische und ökologische Betrachtung der Direktnutzung von Windstrom zum Schmelzen von Aluminium

Vincent Kalchschmid, Christoph Hartmann, Kerstin Angerer, Stefan Roth, Martin Rösch, Andrea Hohmann, Daniel Günther, Wolfram Volk

Page range: 922-930

Abstract

Durch den zunehmenden Ausbau der regenerativen Energieerzeugung entstehen immer häufiger Netzengpässe, es steht also mehr Strom zur Verfügung als das Netz transportieren kann. Über das sogenannte Einspeisemanagement, werden die Anlagen dann häufig abgeschaltet. Um die Energiewende ökologisch und ökonomisch zu gestalten, ist es jedoch erforderlich, alternative Lösungen zu finden und zu etablieren. Im vorliegenden Beitrag wird beschrieben, welche Potenziale sich durch das Aufschmelzen von Aluminium direkt am Windrad, mit anschließendem Flüssigmetalltransport zu Gießereien ergeben können. Die Ergebnisse zeigen, dass der Ansatz zur Direktnutzung von Windstrom sowohl eine attraktive Möglichkeit zur Dekarbonisierung der energieintensiven Gießereibranche bietet als auch Kostenvorteile für die Gießereien und dezentralen Schmelzdienstleister erwirken kann.

Digitalisierung

December 30, 2021

Dreiklang für eine erfolgreiche Digitalisierung

Gestaltung effizienter Digitalisierungsprojekte mithilfe von Transparenz

Christine Hufnagl, Hildegard Kriner, Laura Marcus, Jürgen Schröder

Page range: 931-934

Abstract

Um die Digitalisierung von Prozessen erfolgreich voranzutreiben und cyber-physische Systeme sinnvoll zu nutzen, ist der Dreiklang aus Identifikation, Lokalisation und Zustandsermittlung in Echtzeit von allen prozessbeteiligten Faktoren unabdingbar. Derzeit fehlt es an Strukturen, welche diese Kriterien ausreichend berücksichtigen. Die Notwendigkeit dafür wird im Folgenden aufgezeigt und beispielhaft anhand der Bettenlogistik eines Krankenhauses demonstriert. Dieses Vorgehen ist auf alle logistischen Prozesse der Produktion übertragbar.

Produktionssysteme

December 30, 2021

Wertstromkinematik – Produktionssysteme neu gedacht

Interdisziplinäres Forscherteam arbeitet an der Produktionstechnik der Zukunft (Teil 2)

Andreas Kimmig, Moritz Schöck, Edgar Mühlbeier, Florian Oexle, Jürgen Fleischer

Page range: 935-939

Abstract

Industrie 4.0 gilt als einer der Trends des letzten Jahrzehnts, stellt bisher jedoch im Wesentlichen eine digitale Innovation dar. Für eine volle Ausschöpfung des Potenzials müssen auch hardwareseitig die Produktionsmaschinen und -systeme der Zukunft grundlegend neu gedacht werden. Das Forschungsvorhaben Wertstromkinematik (kurz: WSK) setzt an dieser Stelle an. Dieses neuartige Produktionskonzept sieht die Gestaltung ganzer Produktionen anhand der Verkettung mehrerer Maschinen einer baugleichen, roboterähnlichen Kinematik vor. Die daraus resultierende Wandlungsfähigkeit ermöglicht eine volle Ausschöpfung des Potenzials von Industrie 4.0. Nachdem im ersten Teil dieses Beitrags der Schwerpunkt auf der Planung und Steuerung der roboterähnlichen Kinematiken lag, steht in dem hier vorliegenden zweiten Teil die Planung ganzer Produktionsanlagen im Fokus.

Wertstrom

December 30, 2021

Die zwei Wege der Wertstrommethode zur Digitalisierung

Datenwertstrom und WertstromDigital als Stoßrichtungen der Forschung für die digitalisierte Produktion

Klaus Erlach, Markus Böhm, Stephan Gessert, Silke Hartleif, Tim Teriete, Roman Ungern-Sternberg

Page range: 940-944

Abstract

Der Wertstrom als angewandte Methode ist weitgehend ausgereift. Jedoch geht die Nutzung dieser digitalen Technik gegenwärtig kaum über die Visualisierungssoftware hinaus. Die Forschungsaktivitäten dazu sind wenig synchronisiert und zielgerichtet. Ursache dafür ist die unklare Abgrenzung zwischen der Wertstrommethode als Beitrag zur Digitalisierung und der Digitalisierung der Methode an sich. Dieser Beitrag beschreibt anhand dieser beiden Perspektiven einen Ordnungsrahmen für zukünftig mögliche Entwicklungsrichtungen der Forschung zur digitalisierten Wertstrommethode.

Assistenzsysteme

December 30, 2021

Smarte Einsatzplanung und Schulung zur Qualitätssteigerung

Kompetenzgerechte Personaleinsatzplanung und arbeitsgebundene Schulung als Schlüssel zur Qualitätssteigerung in komplexen Produktionsprozessen

Maximilian Motz, Janina Möhle, Karl Lossie, Jonas Ast, Niklas E. Rochow, Robert H. Schmitt, Peter Nyhuis

Page range: 945-950

Abstract

Um trotz steigender Flexibilitätsanforderungen eine hohe Qualität sicherzustellen, müssen Mitarbeitende kompetenzgerecht eingesetzt und gezielt weitergebildet werden. Als Lösungsansatz wird im Projekt „reQenrol“ ein Assistenzsystem zur kompetenzbasierten Einsatzplanung und arbeitsgebundenen Schulung entwickelt. Das System unterstützt eine kompetenzgerechte Allokation von Mitarbeitenden zu Tätigkeiten und stellt Schulungsunterlagen für ein arbeitsgebundenes Lernen über Smart Devices bereit.

Studie

December 30, 2021

Lean-Production-Methoden und Industrie-4.0-Technologien in der Produktion

Eine Studie zur Einführungsdauer und Relevanz

Fabian Dillinger, Niklas Martl, Gunther Reinhard

Page range: 951-955

Abstract

Um dem zunehmend dynamischen und kompetitiven Umfeld zu begegnen, stellen Lean Production und Industrie 4.0 zwei zentrale Ansätze produzierender Unternehmen dar. Im Rahmen der vorgestellten Studie wurden Unternehmen nach der Implementierungsdauer sowie der Relevanz einzelner Lean-Production- und Industrie-4.0-Elemente für die Wettbewerbsfähigkeit befragt. Dabei wurden typologische Unternehmens- und Produktionsmerkmale berücksichtigt, um produzierende Unternehmen bei der Implementierung von Lean Production und Industrie 4.0 zielgerichtet zu unterstützen.

Vorschau

Publicly Available December 30, 2021

Vorschau

Page range: 956-956

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About this journal

ZWF – Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb provides expert articles on recent developments in production engineering as well as on industrial service processes. The magazine addresses companies’ executives and specialists in research and development.
The main emphasis is put on the efficiency of production processes and cost reduction. Attention is also dedicated to manpower as being a key factor for the successful implementation of new production technology. Modern and efficient plant management increasingly requires a holistic approach, which is the canon for the editorial work of ZWF. Published in German only.
All articles are subject to thorough, independent peer review.