LEHRSTUHL FÜR

PRODUKTIONSSYSTEME

UND AUTOMATISIERUNG

Gegenstand dieser wissenschaftlichen Expertise ist die Erarbeitung und Plausibilisierung innovativer Gestaltungsvarianten für eine wachstumsorientierte Vliesstoff-Fertigung als Folge einer funktionalen und kapazitiven Erweiterung.

Neben der Validierung und Verifizierung innovativer Analyse- und Gestaltungsmethoden in verschiedenen Anwendungsszenarien ist das Ziel, im Rahmen von partizipativen Planungssessions organisatorische Regeln zu erarbeiten und in ein anforderungsadäquates Gesamtbetriebs- und Produktionskonzept zu überführen.

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Gegenstand dieser wissenschaftlichen Expertise ist die Erarbeitung und Plausibilisierung von Aufstellungsvarianten (Layoutvarianten) einer wachstumsorientierten Composite-Fertigung von Helmschalen als Folge einer funktionalen und kapazitiven Erweiterung.

Nach eingehender Datenaufbereitung, IST-Analyse und Darlegung zukünftiger Mengengerüste ist das Ziel, im Rahmen einer partizipativen Planungssession signifikante Varianten von Flächen- und Anordnungskonzepten zu bilden und in eine anforderungsadäquate Maschinenaufstellung entsprechend des Fertigungsablaufs zu überführen.

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Die Umsetzung einer kapazitätsangepasste Fertigungssteuerung unter Kenntnisnahme der aktuellen Engpasssituation und der darauf abgestellten Auftragsveranlassung nach Jahren intensiven Wachstums stellt die Akteure eines Unternehmens der Lenkgetriebefertigung vor neue betriebliche Herausforderungen.

Die wissenschaftlichen Begleitung durch die OVGU umfasst die Validierung und Entwicklung der Fertigungssteuerung zur Sicherstellung einer robusten Fertigung, insbesondere die Umsetzungsbegleitung eines entwickelten Logistikkonzeptes, die Konfiguration der Serienfertigung von Eigenfertigungskomponenten sowie eine Facilitystudie für die Eigenfertigungsanteile. Die bisherigen Fertigungsabläufe und die zur Steuerung notwendigen Informationen sind entsprechend der Kunden- und Produktanforderungen zu bewerten und gegebenenfalls neu zu ordnen.

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Im Zuge der Begleitung eines wachstumsorientierten Herstellers von Holzbaukonstruktionen ist die Konzeption, Dimensionierung sowie Umsetzungsbegleitung einer Logistikkonzeption für teilautomatisierte Fertigung mit hoher Varianz Gegenstand der wissenschaftlichen Expertise des universitären Teams der OVGU. Ziel der Arbeiten ist nach eingehender IST-Analyse, Datenaufbereitung sowie der Erhebung von Mengengerüsten die Variantenbildung von Flächen- und Anordnungskonzepten sowie die Plausibilisierung der priorisierten Maschinenaufstellung entsprechend des Fertigungsablaufes.

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Die Umsetzung einer kapazitätsangepasste Steuerung unter Kenntnisnahme der aktuellen Engpasssituation und der darauf abgestellten Auftragsveranlassung nach Jahren intensiven Wachstums stellt die Akteure eines Unternehmens der Lenkgetriebefertigung vor eine neue betriebliche Herausforderung. Ziel der wissenschaftlichen Begleitung durch die OVGU ist organisatorische Umsetzung, die Evaluierung der Funktionsfähigkeit der Fertigungssteuerung sowie die Befähigung der Mitarbeiter zum selbstorganisatorischen Handeln. Gerade vor dem Hintergrund historisch gewachsener Fertigungsabläufe für die Serienfertigung und der Entwicklung hin zum flexiblen Serienfertiger sind die bisherigen Fertigungsabläufe und die zur Steuerung notwendigen Informationen dem Grundsatz nach entsprechend der Kunden- und Produktanforderungen zu bewerten und gegebenenfalls neu zu ordnen.

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Die Akteure eines Maschinenbauunternehmens beabsichtigen ihre bis dato eher erfahrungsgeleitet aufgebauten Fertigungsprozesse und die Montage von Werkzeugmaschinen in Form einer Fließlinie hinsichtlich Effizienz und Flexibilität zu überprüfen. Aufgabenstellung und Zielsetzung der gemeinschaftlichen Erarbeitung innerhalb der Facilitystudie ist die Ermittlung der ursächlicher Problemstellungen mittels geeigneter Vorgehensmodellen und Werkzeuge zur systematischen betriebsabgestimmten analytischen Durchdringung der Gesamtproblemlage, um möglichst zeitnah Maßnahmen und Lösungswege als Resultat organisatorische/technische Anpassungen zu entwerfen und zu gestalten. Ziel der Forschungsarbeiten ist die theoretische und praktische Entwicklung von Organisationslösungen in Produktionsbereichen sowie die Analyse einer effektiven und erfolgsorientierten Umsetzung unter partizipativem Ansatz.

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Die Akteure eines Unternehmens der Getriebefertigung beabsichtigen ihre bis dato eher erfahrungsgeleitet aufgebauten Fertigungsprozesse der mechanischen Teilefertigung und anschließenden Montage von Komponenten für elektrische Lenkgetriebe hinsichtlich Effizienz und Flexibilität zu überprüfen. Auf Basis der Vorstudie "Angepasste betriebsorganisatorische Routinen als Basis eines nachhaltigen Logistikkonzeptes für die Lenkgetriebe-Teilefertigung" werden Standards für den Informationsfluss in den Fertigungsprozesses generiert, dass auf deren Basis das zu etablierende Fertigungssystems eindeutige Arbeitsabläufe mit definierten Systemzuständen für das Produkt/Produktprogramm und den technologischen Prozess sowie die integrierten Logistikfunktionen zur Folge hat. Ziel der Forschungsarbeiten ist die theoretische und praktische Entwicklung von Organisationslösungen in Produktionsbereichen sowie die Analyse einer effektiven und erfolgsorientierten Umsetzung unter partizipativem Ansatz.

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Die Akteure eines Unternehmens der Getriebefertigung beabsichtigen ihre bis dato eher erfahrungsgeleitet aufgebauten Fertigungsprozesse der mechanischen Teilefertigung und anschließenden Montage von Komponenten für elektrische Lenkgetriebe hinsichtlich Effizienz und Flexibilität zu überprüfen. Ziel ist es, unter den gegebenen Bedingungen, wie Produktionsprogramm und Restriktionen aus den verwendeten Technologien sowie historisch bedingte organisatorische Abläufe, Standards für die Fertigungsprozesses insofern zu generieren, dass auf deren Basis das zu etablierende Fertigungssystems eindeutige Arbeitsabläufe mit definierten Systemzuständen für das Produkt/Produktprogramm und den technologischen Prozess sowie die integrierten Logistikfunktionen zur Folge hat.

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Im Zuge der Begleitung eines wachstumsorientierten Herstellers von Holzbaukonstruktionen ist die Integration intelligenter Industrie 4.0 Technologie vor dem Hintergrund organisatorischer Passfähigkeit Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen des universitären Teams des Lehrstuhles Fabrikbetrieb und Produktionssysteme. Neben der Erhöhung des Automatisierungsgrades ist vor allem die periphere Leistungsfähigkeit zu industrialisieren, so dass die marktbestimmende Stellung ausgebaut werden kann. Ausgehend von einer fundierten Analyse des Produktspektrums und zukünftiger Produktionsszenarien erfolgt eine technologische Neukonzeption und Integrationsstudie der eingesetzten Fertigungsmittel, gefolgt von der notwendigen Erweiterungsplanung der Werks- und Gebäudeinfrastruktur.

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Bei einem international führenden Hersteller von Großwälzlagern ist der Fertigungsstandort geprägt durch steigende Anteile der Kundenfertigung. Insbesondere auf technisch/technologisch dominierten Fertigungsabschnitten entsteht dabei der klassische Zielkonflikt zwischen Liefertermintreue (respektive Durchlaufzeit) und auslastungsorientierter Maschinenbelegung als Einflussgrößen auf die Fertigungskosten und logistischen Parameter der Fertigung. Der Fertigungsablauf ist zum einen durch administrative Vorarbeiten im Sinne der technisch/technologischen Klärung und zum anderen durch die nach Auftragsfreigabe stattfindende Abarbeitung geprägt.
Ziel des Vorhabens ist es - über eine Bestandsaufnahme bestimmender und beschreibender Faktoren - Einflussgrößen auf die somit entstehende Durchlaufzeit zu erheben, sowie bei der analytischer Durchdringung der Ursachen Maßnahmen zur Absenkung der mittleren Durchlaufzeit zu gestalten.

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Vor dem Hintergrund historisch gewachsener Fertigungsabläufe zur Herstellung höchst kundenindividueller Komplettlösungen beabsichtigt ein Hersteller von Sonder-, Prozess- und Automatikkranen, seine bis dato eher erfahrungsgeleitet aufgebauten Fertigungs- und Montageprozesse grundsätzlich zu überprüfen. Die bisherigen Fertigungsabläufe sind entsprechend den sich geänderten Kunden- und Produktanforderungen somit neu zu ordnen und zu gestalten. Unter den gegebenen Bedingungen eines heterogenen Produktionsprogramms und geänderten Restriktionen aus den verwendeten Technologien sowie historisch bedingten organisatorischen Abläufen sollen effiziente Prozessabläufe mit eindeutig definierten Arbeitsabläufen und Systemzuständen für das Produkt, für den technologischen Prozess sowie integrierten Logistikfunktionen generiert werden.

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Im Rahmen des Aufbaus und der langfristigen Begleitung der getakteten Fließmontage bei einem regionalen baunahen Zulieferer von Holzbau-Dachkonstruktionen schließt sich nach erfolgreicher fabrikplanerischer Erweiterung und der damit verbundenen baulichen Realisierung einer Halle und des innovativen Maschinenparks nun die vollumfängliche Feinkonzeptionierung im Sinne einer detaillierten Ablaufstrukturierung und der zeitlich, organisatorischen Bemessung der Tätigkeiten in Abhängigkeit verschiedener Produktvarianten an. Ziel ist es, eine Grundlage sowohl für eine fundierte Bemessung notwendiger Ressourcen zur optimalen Produktionsplanung und -steuerung der Aufträge als auch für die kalkulatorisch notwendigen Bemessungsgrößen im Rahmen der Kostenermittlung und Preisgenerierung zu schaffen.

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Bei einem international führende Hersteller von Großwälzlagern zeigte eine Anlayse der Auftragsdurchlaufzeiten eine hohe Streuung von Durchlaufzeiten auf aufgrund von erfahrungsgeleiteten und historisch begründeten Regeln, die in der Praxis noch dazu von verschiedenen Einflussfaktoren unterlaufen werden. Ziel des Projektes ist es daher, definierte Regeln und Routinen im Sinne von selbstregulierenden Steuerungssystematiken zu implementieren, so dass der Auftragsdurchlauf mittels Reihenfolgebildungen zu einer lieferfähigen, termingetreuen und damit robusten Fertigstellung von Großwälzlagern führt. Der Projektablauf baut auf eine Konzeptdetaillierung und Anforderungsspezifikation und einen daran anschließenden Aufbau eines Pilotbereiches auf. Nach erfolgendem Feintuning und erfolgt das Roll-Out innerhalb der realen Fertigung.

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Bei einem regionalen baunahen Zulieferer von Holzbau Dachkonstruktionen soll eine Montagestruktur zur Fertigung von Tafel- bzw. Wandelementebau implementiert werden. Der Tafel- bzw. Wandelementebau unterscheidet sich hinsichtlich der organisatorisch-technischen Anforderungen erheblich vom bisherigen Basisgeschäft des Unternehmens insbesondere hinsichtlich Fertigungstiefe und Qualitätsanforderungen. Ziel der Arbeiten ist die systematische Ableitung und Planung einer optimalen Montagestruktur unter der Prämisse, ein stufenweise erweiterbares System zu implementieren, welches eine hohe Flexibilität hinsichtlich der zu montierenden Varianten als auch der erheblich schwankenden saisonalen Abrufmengen aufweist.  Einhergehend werden im Rahmen des Systementwurfs strukturtypgerechte Anlagen und Betriebsmittel sowie die Materialbereitstellung dimensioniert und in Abhängigkeit der Erweiterungsstufe in einem optimierten Fertigungslayout realisiert.

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Ein Unternehmen in Sachsen-Anhalt ist geprägt von einer unikatähnlichen Herstellung  unterschiedlichster Grundtypen von modernen und leistungsfähigen Werkzeugmaschinen mit  kundenindividuellen Konfigurationen und geringen Wiederholraten, woraus auf Grund der hohen Fertigungstiefe stark schwankende Fertigungs- und Montageaufwände resultieren. Vor dem Hintergrund der bis auf die Komponentenfertigung ausgedehnte Kundenorientierung und der technisch/technologischen sowie zeitlichen Abhängigkeiten der einzelnen Fertigungsabschnitte im Sinne von  Kunden-Lieferanten-Beziehungen untereinander verschärft sich der klassische Zielkonflikt zwischen Liefertermintreue, Bestandsentwicklung und auslastungsorientierter Maschinen- bzw.  Arbeitsplatzbelegung als Einflussgrößen auf die Fertigungskosten und logistischen Parameter der Fertigung. Ziel des Vorhabens ist es, über eine detaillierte Bestandsaufnahme  bestimmender und beschreibender Faktoren die Funktionsweise und steuerungstechnischen Handlungsroutinen des Montagesystems zum derzeitigen Zeitpunkt zu erfassen und zu charakterisieren. Durch eine  Gegenüberstellung von marktseitigen Anforderungen und systemimmanenten Funktionsweisen als Resultat vorhandener organisatorischer Lösungen werden die Gestaltungsanforderungen der Zukunft mit den jeweiligen  dazu notwendigen Maßnahmen eruiert und aufgezeigt.

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In einer Produktion für Großkugellager ist infolge einer sich teilweise von der Unikatsfertigung zur Kleinstserienfertigung mit geringen Losgrößen entwickelnder Auftragsstruktur gekennzeichnet durch heterogene Systemzustände der bisher eher erfahrungsgeleitete Produktionsprozesse der Montage von Großkugellagern grundsätzlich zu überprüfen und robuste Fertigungsprozesses zu generieren, auf deren Basis ein Fertigungssystem mit eindeutige Arbeitsabläufe und mit definierten Systemzuständen für das Produkt und den technologischen Prozess sowie integrierten Logistikfunktionen etabliert werden soll. Gerade vor dem Hintergrund historisch gewachsener Fertigungsabläufe für die Unikatsfertigung und der Entwicklung zum Kleinstserienfertiger sind die bisherigen Fertigungsabläufe dem Grundsatz nach entsprechend den Kunden- und Produktanforderungen neu zu ordnen. Ergebnis des Vorprojektes war die konzeptionelle Erschließung der nicht-wertschöpfenden Tätigkeiten in der Lagermontage. Im Folgeprojekt steht die Umsetzung der Erkenntnisse im Mittelpunkt.

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In einer Produktion für Kugellagerringe ist der Fertigungsstandort geprägt durch dominante Fertigungsmittel, deren Auslastung und Effizienz hauptursächlich für die Fertigungskosten sind. Durch die sich mittlerweile bis auf die Ringfertigung ausgedehnte Kundenfertigung entsteht der klassische Zielkonflikt zwischen Liefertermintreue (respektive Durchlaufzeit) und auslastungsorientierter Maschinenbelegung als Einflussgrößen auf die Fertigungskosten und logistischen Parameter der Fertigung. Häufig ist zudem, wie im vorliegenden Fall, die Steuerungs- und Eingriffslogik für den Fertigungsprozess historisch geprägt und trägt somit den sich geänderten Rahmenbedingungen nur unzureichend Rechnung. Ziel des Vorhabens ist es, über eine detaillierte Bestandsaufnahme bestimmender und beschreibender Faktoren die Funktionsweise des Produktionssystems zum derzeitigen Zeitpunkt zu erfassen und zu charakterisieren. Durch eine Gegenüberstellung von marktseitigen Anforderungen und systemimmanenten Funktionsweisen, als Resultat vorhandener organisatorischer Lösungen, werden die Gestaltungsanforderungen der Zukunft mit den jeweiligen dazu notwendigen Maßnahmen eruiert und aufgezeigt.

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Innerhalb des Projektes "Smart Energy with Smart People" wurden am IAF 5 industrielle Teilprojekte bearbeitet. Projektzielstellung war die Analyse von  Energieverbräuche und Ableitung von Vorschlägen zur Steigerung der Energieeffizienz in klein- und mittelständischen Firmen. In die Bearbeitung der Aufgabenstellung waren studentische Projektteams eng vor Ort eingebunden.

Focus des Teilprojekts 1 - Anlagenkomponenten und Aggregate der Pulverlackierung - war die Betrachtung der Reduzierung der Erzeugung von Prozesswärme, die deutlich über 50 % des Endenergieverbrauches in dem betreffenden Unternehmen ausmacht. Die technisch-technologischen Randbedingungen beim Betreiben der Anlage sehen derzeit eine überwiegende Abführung der Abwärme in die Umwelt vor. Innerhalb des Projektes wurden Ansätze zum Umdenken von der Hauptorientierung auf Hauptmaterialfluss, Bestandsminimierung und minimaler Invest hin zu Betriebskostenbetrachtungen über die Auswahl einer geeigneten Anlage oder deren Komponenten (sog. Life-Cycle-Costs).

Neben der Konzeption von prinzipiellen Lösungsansätzen zur Abschöpfung erarbeiteter Einsparpotentiale wurden bei der Ableitung von Umsetzungsmaßnahmen eben jene fertigungstechnischen Parameter beachtet, die das reibungslose Betreiben der Maschinen und Anlagen sicherstellen. Eingriffe in diese fertigungstechnisch sensiblen Abläufe wurden gegen das ermittelte Einsparpotential an Energie abgewogen.

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Eine nachhaltige Beeinflussung energetischer Prozesse in der Produktion stellt viele betriebliche Akteure vor eine wesentliche Herausforderung der nahen Zukunft. Vor dem Hintergrund der Wahrnehmung einer dramatischen Preisentwicklung für Elektroenergie erscheint eine nachhaltige Beeinflussung der Nutzung von Elektroenergie und Wärme als geboten.
Aus Sicht der Forscher am IAF sind investiv getriebene Veränderung bestehender technischer Lösungen insbesondere für hochflexible Unternehmen der KMU nur begrenzt zielführend, da sie sehr häufig den Blick auf eine anderweitige Betrachtung der bestehenden Produktionsstrukturen verstellen können.

Basierend auf fünf durchgeführten industrielle Teilprojekte zum Smart Energy with smart People sowie auf Basis gewonnener Erkenntnisse wurde am IAF ein Instrumentarium zur energieorientierten Bewertung, Planung und Gestaltung von Produktionssystemen entwickelt.

Mittels ausgewählter Analyseverfahren, deren Kombinatorik, einer energetischen Bewertung der eingesetzten Fertigungsverfahren sowie der Qualität der Energieerfassung kann mittels des Instrumentariums das Gesamtproduktionssystems hinsichtlich seiner Energieeffizienz bewertet werden.  Das vorliegende Instrumentarium orientiert sich im Wesentlichen an einen möglichst praktikablen Einsatz im Mittelstand.

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In einer Produktion für komplexe Außenwerbungsanlagen für Global Player der Mineralölindustrie sowie diverse Restaurantketten ist eine umfangreiche Fertigungstiefe in Kombination mit einer gesicherten Teileverfügbarkeit sowie eine kurzfristige Reaktion auf Kundenwünsche bei gleichzeitiger Verringerung der dafür notwendigen Aufwände zu gewährleisten. Eine Analyse im kundenorientierten Kommissionierbereich ergab, dass eine rein materialflusstechnische Optimierung hier nicht die notwendigen Leistungsmerkmale generierte. Neben der sachlogischen Ordnung des Lagers nach Kundengruppen wurden intelligent gestaltete Kommunikationswege, Kommunikationsflüsse und Kommunikationsintensitäten als die Grundlage für die von der Kommissionierabteilung geforderte Leistungsfähigkeit identifiziert. Basierend auf einer Analyse der Kommunikationsflüsse und -intensitäten wurden die Leistungsprozesse entsprechend der Material- und Kommunikationsflüsse umgestaltet. Ergänzend wurden Funktionsflächen ermittelt und zugewiesen sowie die grundlegende Ordnung neu konzipiert und umgesetzt.

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Company specific Production Systems-X-PS have proven to be powerful frameworks restoring or supporting leading positions. On the key fields of X-PS is the setting and decomposition approaches facilitate preparation, definition, implementation and monitoring of production networks. The project's objective is to point out some instruments making use of these principles and supporting companies in Distributed Manufacturing. It develops a framework using aspect focus, layer decompositions and derived self similar patterns distinctly characterising any Production System Type. Undoubtedly the most famous example and the first approach of Production System pattern definition is the Toyota Production System TP. Even though TP is very "Japanese" and a number of principles prescribed appear rather exotic, they picked up the idea and established own Production System "standards" as part of entire company philosophies and conceptualisations to be implemented globally in every production facility. Meanwhile at least all car manufacturers are working according to own specific patterns. Layer aspects may be filled in to define company-related (self similar) patterns that may also be interpreted as a part of the general definition of a company's specific Production System "standard". Such standards signalise to the units as well as to the partners, e.g. the methods and indicators to be applied. These standards also state clearly, what the expectations are and how partners can increase their chances of eligibility and support. Many companies visibly highlight the importance of such standards by their full commitments, e.g. identification with their company (or brand) names, e.g. Toyota, Bosch, Audi, GKN.Often, all vital elements of these company standards are visualised by self explaining symbols as hierarchical trees or mind maps, being referred to as the companies' "footprints"- an excellent practical term for self similarity in this Dispersed manufacturing context.

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Die Digitale Fabrik, als Umsetzung konsequenter IT-Nutzung in der Fabrik, ist seit Jahren zentraler Ansatzpunkt innovativer Planer. Neben hoher Datenverfügbarkeit und Aktualität beschleunigt sich dabei vor allem der Fabrikplanungsprozess. Bei der Anwendung innovativer Planungsinstrumente zeigt sich jedoch, dass unterschiedliche und meist sehr heterogene Datenbestände als Eingangsgrößen für den Planungsprozess in den Unternehmen vorliegen. Insbesondere der Mittelstand stößt bei der Aufbereitung dieser Datenbestände häufig an zeitliche und vor allem kapazitive Grenzen. Mit dem Einsatz moderner Erfassungssysteme, wie dem LaserScanner der Firma FARO, sind Planer mittels 3-D-Scans in kürzester Zeit in der Lage, Bestandserfassung von Produktionssystemen durchzuführen. Die Technik ist hocheffizient und kann ohne Beeinträchtigung bei laufender Produktion grundlegende Layoutdaten und 3-D-Modelle vorhandener Maschinen erfassen. In der Praxis zeigte sich jedoch, dass Fabrikplaner häufig die vektorformatigen verwendungsfähigen Grunddaten für die Planungsaktivitäten erst schaffen müssen. Hierbei gilt, je höher die Datengenauigkeit, desto expotential höher der Aufwand und die benötigte Zeit.
Während beim Einsatz innovativer Scan-Technologien die physische Datenbeschaffung sehr gut gelöst ist (Erfassung der 3-D-Layout als Punktwolken), bleibt nach wie vor der zeitbestimmende Faktor für die Fabrikplanung die Datenaufbereitung. Die Magdeburger Forscher des IAF haben hierzu neben einem bisher kaum beschritten Weg, der Nutzung hybrider Daten je nach fabrikplanerischem Bedarf (level of detail), den Einsatz eines VR-Modellers zur Datenrückführung erprobt, welcher auf der Basis erfasster Punktwolken in der Lage ist, Datenrückführungen in Vektorformate durch Nutzung gemessener 3-D-Punkte zu ermöglichen. Hierbei wird auf die prinzipielle Kubatur der zu betrachtenden Objekte abgestellt, ein VR-fähiges, hinreichend genaues Modell für die Optimierung von Produktionssystemen erstellt. Mit diesem sind die Planer in der Lage, nach vorgegebenen Zielfunktionen (z.B. Minimierung der Investitionskosten, etc.) komplette Fabrikplanungen in kürzester Zeit durchzuführen. Mit fortschreitendem Planungsgeschehen steigt dann in aller Regel der Genauigkeitsbedarf der Daten. Die in groben Planungsphasen verwendeten Grundkubaturen können dann durch die Verbindung zur genauen Datenerfassung (beispielsweise die Punktwolke, oder 3-D-Konstruktion des Lieferanten) fallspezifisch ergänzt werden. So gelingt es, bedarfsgerechte, genaue und flüssige Darstellung zu jedem Zeitpunkt des Planungsgeschehens der Produktionssysteme auf vorhandener transportabler EDV-Technik zu ermöglichen. Am Beispiel der Planung eines Produktionssystems für eine Dachstuhlfertigung konnte nachgewiesen werden, dass ca. ein Drittel der Erfassungsaufwände vermieden werden konnten. Der Planungsprozess vom Planungsanstoß bis zur Bauübergabe wurde von ca. 6-8 Wochen auf 4-6 Wochen reduziert.

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Inbetriebnahme bezeichnet die Phase zwischen Aufstellung und Installation von Betriebsmitteln (Anlagen, Industrierobotern) und dem Produktionsstart. Treten hierbei unvorhergesehene Ereignisse (Störungen, Fehler in Hard- oder Software) ein, ist der termingerechte Produktionsstart gefährdet, was entsprechenden wirtschaftlichen Schaden nach sich zieht. Virtuelle Inbetriebnahme bezeichnet die Simulation dieser Betriebsmittel unter Verwendung der entsprechenden realen und möglichst unveränderten Software. Dadurch kann die Software vor Aufstellung und Installation der Anlagen und Industrieroboter unter quasi-realen Bedingungen getestet, verifiziert und optimiert werden. Besonderer Schwerpunkt ist dabei das Zusammenspiel (Synchronisation, Kommunikation) der einzelnen Komponenten, die oft von unterschiedlichen Dienstleistern geliefert werden. Die marktführenden Anbieter von Software für die Fabrikplanung (Tecnomatix, Delmia) bieten hierfür Software-Module. Neben dem Vorteil der Durchgängigkeit des Datenmodells zeichnen diese Softwarelösungen hohe Investitionskosten und eine erschwerte Anpassung an individuelle Kundenbedürfnisse aus. Eine Alternative bietet die mittelständische Rücker EKS GmbH mit der Software INVISION, die mit dem IAF der Universität Magdeburg durch jahrelange Zusammenarbeit verbunden ist. Am IAF der Universität Magdeburg werden die Softwaremodule für den Import und die Verarbeitung der Roboterprogramme entwickelt, basierend auf dem vorhandenen Know-How in Compilerbau und Virtual Reality. Ein Ergebnis ist die Entwicklung der Software RobSim, die herstellerspezifische Roboterprogrammiersprachen in ein herstellerneutrales Programmmodell überführt. Auf der Basis dieses Programmmodells wird die Roboter-Ablaufsimulation in INVISION erstellt. Alternativ können Roboter-Programme auch direkt in RobSim ausgeführt werden, wobei alle essentiellen Merkmale einer modernen Software-Debugging-Umgebung bereitgestellt werden (Kontinuierliche und Einzelschritt-Abarbeitung, Verzweigen in und Verlassen von Funktionsaufrufen, Inspizieren von Variablen und Signalen). Weitere Partner sind das Berliner Weierstraß-Institut (echtzeitfähige Visual Simulation komplexer 3D-Modelle, Robotik-Simulation), die Henningsdorfer Mewes & Partner GmbH (Software WinMOD zur Simulation SPS-gesteuerter Anlagen) und die Burgdorfer Steineke GmbH (Software zur Roboterprogrammierung und -Programmverifizierung).

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Über die Bewertung von Kernkompetenzen zu Kernprozessen zu finden, fordert letztendlich auch deren wirtschaftliche Integration in die bestehende Fertigung. Gemeinsam mit einem Global Player des Anlagenbaues aus der Region wurden wesentliche technologische Kernkompetenzen für den zukünftigen Fertigungsstandort evaluiert und mittels Turbo-Fabrikplanungssystem "Factotum" auf Realisierbarkeit geprüft. Auf Grundlage des extrem gestrafften Planungsprozesses unter Anwendung neuester alternativer Methoden gelang es innerhalb kürzester Zeiten, detaillierte Aussagen zur Umsetzung zu erhalten, so dass der Kooperations- und Forschungspartner zeitnah an die Realisierung des Fertigungssystems gehen konnte. Die Nutzung neuester wissenschaftlicher Erkenntnisse führte damit nicht nur zur methodischen Erweiterung und Straffung fabrikplanerischer Vorgehensweisen, sondern bewirkte hier eine zügige und sichere Entscheidungsfindung für den Ausbau der Fertigungskapazitäten.

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Die Automobilzulieferer stehen zunehmend unter erhöhtem Kostendruck. Neben hohen Innovationsraten haben sich vor allem die Lieferforderungen der OEMs in letzter Zeit zunehmend verschärft. Vor dem Hintergrund immer schneller wechselnden Modellen und Modellpaletten in der Automobilindustrie sind vor allem Zulieferer vor die Herausforderung gestellt, nicht nur die Primärteillieferung sondern auch die Ersatzteilversorgung langfristig sicherzustellen. Auf der Basis einer zentralen Zusammenführung der Ersatzteilbelieferung eines mittelständischen Automobilzulieferers an einem Fertigungsort wurde durch die Mitarbeiter des IAFs eine Ersatzteillogistik aufgebaut, welcher dem Abzugsverhalten des jeweiligen OEMs entspricht. Dabei wurde insbesondere vor dem Hintergrund großer Flächenbedarfe für Werkzeuge und bereitzustellendes Material sowie Fertigwarenlager eine differenzierte Lagerstrategie entworfen. Diese beinhaltet je nach Forecast (Menge/Zeit) des jeweils zu liefernden Produktes eine logistikkostenoptimierte Auswahl des Lagerortes und Lagerplatzes für sowohl Einkaufsteile als auch die benötigten Werkzeuge, Formen und Vorrichtungen. Auf der Basis der durchgeführten Arbeiten war es dem Zulieferer möglich, eine kostenoptimierte, jedoch dynamische Lagerhaltung für die Ersatzteilfertigung auf- und umzubauen. Das konzeptionell entwickelte System wurde basierend auf vorhandenen SAP-Daten ins vorhandene Warenwirtschaftssystem implementiert. Auf der Basis von Prognosen und szenariogestützter Entscheidungsalternativen werden somit bereits frühzeitig kostenoptimale Lagerorte und Lagerplätze ausgewählt, sodass die Aufwendung im System zur Nachfertigung der Ersatzteile einer Kostenminimierung entspricht.

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Die Verkürzung von Produktlebenszeiten als Ausgangspunkt für sich immer schneller wandelnde Produktionssysteme stellt die Praktiker vor die Aufgabe, effiziente Produktionssysteme innerhalb kürzester Zeiten konzeptionell zu planen und vor allem zu realisieren. Größtenteils stehen solche Planungsprozesse unter enormen Zeitdruck und in aller Regel fehlen eine ganze Reihe notwendiger Planungsinformationen. Gerade für den Mittelstand stellt deshalb der Rückgriff auf planerisch verwendbares Erfahrungswissen der Mitarbeiter eine nicht zu unterschätzende Wissensbasis für die kurzfristige Erarbeitung von Produktionskonzepten dar. Begründet auf mathematischen Grundverfahren der Anordnungsoptimierung durch die Minimierung von Transportleistungen in Produktionssystemen sind erweiterte Kriterien zur Berücksichtigung praxisrelevanter Gegebenheiten bei der Planung umsetzungsfähiger Layoutkonzepte notwendig. Betriebliche Prozessabläufe beruhen auf dem Austausch von Informationen und der Kommunikation über deren Inhalte. Unternehmen des klein- und mittelständischen Sektors haben die Bedeutung der Gestaltung ihrer Informations- und Kommunikationsbeziehungen (IuK) als "mission critical" erkannt. Der personengebundene Austausch von Informationen gilt bei vielen Unternehmen gerade als Voraussetzung von Qualität und Wirtschaftlichkeit betrieblicher Prozessabläufe. Eine Kurze-Wege-Mentalität ist dabei auffällig. Aufgrund der Vielschichtigkeit der Begriffe Information und Kommunikation und deren jeweilige Bedeutung war im Laufe der Untersuchungen eine Eingrenzung des Untersuchungs- und Anwendungsfeldes notwendig. Als Fokus dient schlussendlich die Frage: Ist eine bestimmte Nähe zwischen den Arbeitsplätzen eines Produktionsbereiches aufgrund der spezifischen Eigenschaft ihrer IuK-Beziehungen (z.B. direkte Sprachkommunikation) notwendig? Ein vorläufiges Ergebnis der Forschungsarbeiten stellt der Kommunikationskennwert als Wichtungsgrad layoutrelevanter IuK-Beziehungen dar. Die Wichtigkeit einer IuK-Beziehung bestimmt sich über die Parameter "Informationsgehalt", "Übertragungszeit" und "Kommunikationshäufigkeit", deren formale Beschreibung Ziel der laufenden Arbeiten ist. In einem ersten Anwendungsszenario wurde bei der idealen Layoutplanung des Produktionsbereiches eines Maschinenbauunternehmens die Entfernungsabhängigkeit der IuK-Beziehungen bei direkter Sprachkommunikation integriert. Als Stellvertretergröße der Entfernungsabhängigkeit dient die Abnahme des Sprachschallpegels über die Sender-Empfänger-Entfernung bei einem mittleren Störgeräuschspegel im Produktionsbereich.

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Für einen baunahen Zulieferer komplexer Produkte wurde für die Fertigung eine wandlungsfähige und effiziente Gestaltungslösung geplant und mittels VR-Werkzeugen zu einer bauseitig weiter zu verfolgenden Lösung umgesetzt. Bei der Gestaltung des Fertigungslayouts waren Gestaltungsprämissen moderner Produktionskonzepte, wie übersichtliche und transparente Material- und Kommunikationsflüsse, als lösungsbestimmte Optima der neuen Fertigung umzusetzen. Die Layoutplanung erfolgte mit dem am IAF entwickelten Werkzeug FACTOTUM unter Anwendung einer kommunikationsorientierten Optimierung der Maschinenaufstellung zur Bewältigung marktdynamischer Einflüsse auf die Fertigungsorganisation. Das Ziel des Vorhabens war es, in kürzester Zeit (ca. 8 Wochen) eine analytisch fundierte Lösung für eine neue Fertigungsorganisation zu finden, partizipativ weiter zu verfolgen und zu verankern und damit den dynamischen Anforderungen des Marktes unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten gerecht zu werden. Dabei steht die Erarbeitung eines optimierten Fertigungslayouts als Basis der dann weiter zu führenden Bauplanung im Vordergrund.

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Unternehmen, und insbesondere solchen, die bislang noch nicht im Internet präsent sind, fehlt häufig eine klare, zukunftsorientierte E-Business Strategie. Von Kunden und Geschäftspartnern wird dabei die Geschäftsprozessabwicklung über das Internet/Intranet verlangt. Die wesentlichen Potenziale des E-Business sind zwar bekannt, sind aber oft nicht in die Gesamtstrategie des Unternehmens eingebunden. e-Volution hat sich zum Ziel gesetzt, innovative Managementinstrumente zur Einführung von e-Business-Strategien in Unternehmen, die Bestandteil eines Extended Enterprise sind, zu entwickeln, um so die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen zu erhöhen. Kerninhalt des Projektes ist die Entwicklung strategischer e-Business Roadmaps, als Ergebnis der Analyse und Bewertung aktueller und zukünftiger Anforderungen an ein Unternehmen und der unternehmensinternen Fähigkeiten. Neben den methodischen Grundlagen werden Softwareinstrumente entwickelt, die den Prozess der Informationssuche, -analyse und -bewertung effizienter gestalten. Die Zielgruppe für die Anwendung der Projektergebnisse sind KMUs. Parallel zu Forschung und Entwicklung werden die Methoden und Instrumente durch die Projektpartner in der Praxis angewandt und bewertet.

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Im Rahmen dieses Projektes wird eine mobile Virtual Reality Lösung entwickelt. Die innovative Symbiose aus Real-time 3D Software und mobiler stereoskopischer Projektionstechnologie steht dabei im Mittelpunkt. Mit Hilfe der entwickelten Software können auch komplexe Problemstellungen für Nichtexperten verständlich gemacht werden. Entscheidungs- und Planungsprozesse können verkürzt werden, bei gleichzeitiger Erhöhung der Planungssicherheit und -qualität, und Reduzierung der Gesamtinvestitionskosten. Zukünftig sollen auch klein- und mittelständische Unternehmen die Vorteile der Virtuellen Realität bei Planungsprozessen und für die Entscheidungsfindung zur Verfügung gestellt werden. Diese Lösung soll vor allem in der Fabrik- und Stadtplanung, aber auch für Produktpräsentationszwecke eingesetzt werden, und dabei traditionelle Technologien ergänzen oder sogar vollständig ablösen können.

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"Erweiterung des Fabrikplanungsarbeitsplatzes FacToTuM um partizipative Elemente mobiler Gestaltung von Produktionssystemen in Verbindung mit dem Einsatz von virtueller Realität"Die Wettbewerbsfähigkeit und der zukünftige Erfolg von klein und mittelständischen Unternehmen (KMUs) hängt mehr und mehr von der Fähigkeit ab, sich zu wandeln, d. h. permanent und zielgerichtet Umfeldanforderungen und Unternehmensleistung abzugleichen. Damit steigen die Anforderungen an schnellstmögliche Konzeption, wirtschaftlichen Anlauf und effizienten Betrieb von Produktionssystemen, wobei sich die zur Verfügung gestellten Planungszeiträume reduzieren. Die Virtual-Reality-Umgebung ermöglicht das (dreidimensionale) Erleben eines zu planenden Produktionssystems. Der Betrachter kann die Anlage betreten ("Walkthrough") und innerhalb der virtuellen Welt interagieren. Die Aussicht, VR-Technologien mobil machen zu können, um ortsungebunden die Vorteile für die Fabrikplanung zu erschließen, ist mit Blick auf die sich immer mehr verflechtende I&KStruktur bereits viel versprechend. Mit dem am IAF entwickelten Arbeitsplatz FACTOTUM (FACtory Tool- and Tuning Master) liegt eine durchgängige planungsunterstützende Lösung vor, die als geeignete Ausgangsplattform für Entwicklungen in dieser Richtung dienen kann. Der dort implementierte Funktionsumfang soll gezielt ausgebaut und methodisch erweitert werden, damit er bei dezentral verteilten Planungs-/ Gestaltungs- und Entscheidungsprozessen in der Fabrikplanung Einsatz finden kann. Hierzu werden alle wichtigen Bausteine der bestehenden Lösung auf eine leistungsfähige neutrale Plattform gehoben, so dass einer verteilten Mehrplatz-Arbeitsweise entsprochen wird sowie eine leistungsfähige Synthese aus empirisch/erfahrungsgeleitetem Planen und mathematisch/ formalen Planungsroutinen entsteht. Die Erweiterung des Arbeitsplatzes FACTOTUM betrifft vorrangig die softwaretechnische Integration von Routinen/Programmteilen wie:- Module zur Unterstützung von Entscheidungsprozessen bei nicht eindeutigen oder nur empirisch vorhandenen Erfahrungswelten- Lösungen zur Dezentralisierung der Visualisierung- Integration von Projektmanagementwerkzeugen zur Abrundung der Funktionalität.

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Ziel des Projektes ist die Entwicklung globaler Beschaffungsmodelle und die Spezifikation einer IT-Plattform zur Optimierung der Geschäftsprozesse zwischen Chinesischen und Europäischen Unternehmen, wobei der Fokus bewusst auf aus kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) liegt. Die Zielgruppe sind primär chinesische Unternehmen, die entweder bereits Geschäftsbeziehungen mit Europäischen Unternehmen unterhalten oder deren Aufbau planen. Diese Unternehmen sollen befähigt werden, die speziellen Lieferanforderungen europäischer Unternehmen noch besser zu erfüllen. Referenzunternehmen in China, Italien und Deutschland liefern dabei die Anforderungen für die zu erarbeitende Lösung. Am Beispiel der deutschen Fahrradindustrie wurden sowohl die Ist-Situation als auch die zukünftigen Anforderungen an das Supply Chain Management (SCM), die sich aus den prognostizierten Marktveränderungen ergeben und Auswirkungen auf die strategische Gestaltung der globalen Wertschöpfungskette haben, analysiert. analysierten die Die Deutsche Fahrradindustrie steht stellvertretend für mittelständische Unternehmen, die Einzelteile und Komponenten aus Fernost beschaffen. Die wichtigsten Projektergebnisse sind: - globale Beschaffungsmodelle zur Optimierung der Lieferkette zwischen Europäischen und Chinesischen KMUs - Leitfäden für Chinesische Unternehmen zur ganzheitlichen Optimierung von SCM-Prozessen und Einführung von IT-Lösungen als Mittel zur effizienten Strategieumsetzung - Wissenstransfer von Europa nach China - wachsende Aufmerksamkeit Chinesischer Unternehmen gegenüber Anforderungen Europäischer Unternehmen, zur Gewährleistung noch wettbewerbsfähigerer Produkte und Dienstleistungen auf beiden Seiten. Somit leistet das Projekt einen Beitrag zur Bewältigung ökonomischer und kultureller Unterschiede und Hürden in Rahmen des globalen SCM und im Speziellen zur Verbesserung der Wirtschaftsbeziehungen zwischen China und Europa

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