LEHRSTUHL FÜR

PRODUKTIONSSYSTEME

UND AUTOMATISIERUNG

Die Promotion beschäftigt sich mit der Systemfähigkeit von Produktionssturturen , externe  und interne Störungen selbständig abzufangen und möglichst schnell in einen gleichgewichtigen Zustand zurückzukehren.

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Distributed Manufacturing  Produktionsnetzwerke, deren Funktionalitäten und Leistungen unabhängig von der physischen Distanz zwischen den beteiligten Komponenten ist, wird verteiltes produzieren genannt.. Das schließt sowohl logisch und räumlich verteilte Einheiten, die kooperierende miteinander über Prozesse und Netzwerke kommunizieren, um bestimmte Produktion Funktionalitäten abzuwickeln ein. Ebenso ist die Zerlegung oder gar Atomisierung monolithischer Produktion Einheiten nun mit dem Ziel verbesserter Flexibilität und erhöht vor Wiederverwendbarkeit inbegriffen. Mit dem Projekt werden eine Reihe verschiedenartiger Lösungsansätze und Produktionsmodelle näher betrachtet. Abhängig von Kriterien Erfüllung in der Heterogenität, der Interoperabilität, der modulare, der Skalierbarkeit sowie der Zeit Synchronisierung werden verschiedenartige Ausprägungen des verteilten Produkt produzierendes untersucht. Von besonderem Interesse sind die Parallelität Auto Gleichzeitigkeit Modi, bei denen besonders Emma Gentz, Iterationen und vergab Stellung zu nennen sind. Abhängig von den Implementierungszielen und den dabei einbezogenen Funktionalitäten sind auch andere Terminologie in für verteiltes produzieren üblich geworden. Darunter fallen Cloud Manufacturing, Ubiquitous Manufacturing, Design Anywhere Manufacture Anywhere (DAMA), Wise Factory oder Dispersed Manufacturing. Eng verwandt sind auch Plug-and-Produce sowie RFID unterstützte Lösungen und Cyber Physical Production Systems (CPPS). Abhängig von den Anforderungen und der Kriterienerfüllung können sämtliche Ausprägungen des verteilten Produzierens bestimmten Lösungsräumen zugeordnet werden. Kern der Projekt Arbeiten ist ein topologiegestütztes Modell von Produktionsnetzwerken, das am Lehrstuhl schon früher im Zusammenhang mit Kollaborationsmodellen, Extended Enterprise sowie den Fraktalen verwendet wurde. Es setzt generische Modell-Elemente ein, die nach den oben genannten Prinzipien eingesetzt werden. Die Projektinitiative zielt ab auf eine bessere methodische und theoretische Begründung dieser neuartigen Produktionsprinzipien, die durch fortschreitende Entwicklungen der Informations- und Kommunikationstechnologie getrieben werden. Alle Einsätze sollen auf eine theoretisch besser begründete und verallgemeinerte Prinzipien Basis gestellt werden.

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Informationstechnologien verändern die Welt der Industrie und die Art und Weise der betriebenen Geschäftsmodelle. Dynamische, skalierbare und virtualisierte Ressourcen, gegebenenfalls über Internet, stehen zur Verfügung, die völlig neue Möglichkeiten eröffnen. In der Fertigung verschmelzen Produktionswirklichkeit mit der digitalen Produktionen immer mehr, so dass digitales Planen und Projekttieren aller Prozesse, Produkte und Produktionseinrichtungen ständig erleichtert wird. Verteiltes produzieren zeigt offensichtlich im Kleinen heute schon, wie die Cyber Production oder was gemeinhin als Cloud Manufacturing bezeichnet wird in Zukunft insgesamt aussehen könnten. In anderen Worten bald könnte insgesamt und standortübergreifend genauso produziert werden, wie es heute schon in den Fertigungsbereichen einzelner Fabriken unter dem Begriff >Verteiltes Produzieren< geschieht. Vor allem deshalb braucht das Verteilte Produzieren eine belastungsfähige und ausgereifte theoretische Grundlage, die auf der topologischen Modellierung, die schließlich allen Produktions-Prozessen von Natur her zugrundeliegt, aufbaut. Ein solcher Projektansatz ist ehrgeizig aber gleichzeitig auch überfällig, denn es müssen in kurzer Zeit viele Antworten jenseits des erprobten Standes der Technik gegeben werden in einem Zustand, in dem viele Forschungsthemen noch in Bearbeitung sind. Dennoch drängen die Technologien aus anderen Anwendungsbereichen massiv die Fertigung. So wie hoch automatisierte Fabriken durch eine Vielzahl von Einheiten und Untereinheiten von unterschiedlichen Herstellern und Dienstleistern charakterisiert sind, so macht auch Cyber Physical Production Gebrauch von Virtualisierungen aller Ressourcen, damit alle Einheiten leicht wahl frei verknüpft und viele Systeme gleichzeitig angesprochen und betrieben werden können. Diese Mengen lose verbundener, quasi autonom agierender Produktionseinheiten sind offensichtlich Prinzipien und Modalitäten unterworfen, die aus der Komplexität als auch aus mechatronischen Systemen bekannt und insgesamt in die Konzepte des verteilten produzierendes eingegangen sind. Besonders hervorzuheben sind dabei die Prozeduren der Verhaltenssteuerung von Einheiten und das verallgemeinernde Prinzip der Verkapselung von Logiken und Einheiten. Derzeit gehen intensiv und in vielen Branchen Implementierungen vor sich, die weitestgehend ohne erprobtes Wissen und ohne theoretisch gesicherte Herangehensweise erfolgen. Aus diesem Grund zielt das Projekt auf eine umfassendere Theorie, die sich für die Virtualisierung der Produktion eignet. Gleichzeitig sollen die Praktiker jedoch mit belastbaren Aussagen zu Trends und Entwicklungen versehen werden, um ihre Entscheidungen für die nächsten Informations-Technik Implementierungen zu stützen oder auch als Referenzpunkte für das Bauchgefühl dieser Entscheider.

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In enger Kooperation zwischen Forschern und Schlüsselindustrien im Ausrüstung Zuliefererbereich sollen Kooperationsmechanismen zwischen den Produzenten und den Technologieausrüster gestärkt und gezielt vorangetrieben werden. Darüber hinaus werden kritische Aspekte beleuchtet und in einen Referenzmodell eingearbeitet. Die Ergebnisse werden in eine Methodik gegossen und an dem mit führenden Industriebetrieben zusammengestellten Testbild verifiziert.

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Innovationsprozesse in Unternehmen beschreiben stets überwiegend erst Ex-post-Abläufe, um anschließend für ein rigides Controllingssystem, Messepunkte und Marken (Gates) bereitzustellen. In Wirklichkeit laufen jedoch intensive Kommunikationsprozesse zwischen Einheiten oder Individuen ab, die über neues Wissen zu Innovationen führen können. All diese Abläufe setzen auf Bestehendem auf, so dass an vielen verschiedenen Stellen Neuerungen erzeugt werden, so dass von verteilten Re-novieren oder verteilte Innovation gesprochen werden kann. Diese in allen Organisationen oder auch in überbetrieblichen Zusammenhängen vorhandenen Mechanismen können gezielt besser genutzt werden, indem man sich seitens der Führung darauf einstellt, entsprechende Voraussetzungen zu schaffen. Hierzu werden in internationaler Abstimmung Führungsgrundsätze und Instrumente erarbeitet, die insbesondere in frühen Phasen der Innovation (Ideenfindung und Invention) Unterstützung leisten. Die Beschreibung gelingt über Räume, die über Dimensionen aufgespannt werden können. Besonders spannend ist der Übergang zu den konkreten Prototypen, die eher projektbezogen im Rahmen von Bewegungsräumen definiert werden können. Alle Überlegungen werden auf der Grundlage der Empirie am Lehrstuhl üblichen Innovationsmodells durchgeführt.

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Production systems have evolved over the years in response to evolution of new methods, product quality and complexity, global competition, new technologies and materials. To meet current multiple interest of customers and improve position, organizations attempt to adapt world-class production approaches such as TPS that enable efficient use of resources, process upgrading in real-time experiences and securing complementary network capability in the value chain. While these production system implementations can build competitive capability, adapting these methods and principles to emerging countries contexts is found difficult. Production system transferability and fairness of enforcing imported methods into specific organization contexts remain major unsolved issues. The project develops a TPS capability adaptation method that takes into account exploitation of indigenous methods, culture dynamics and existing organizational capabilities. The base for mirroring the research to practical cases is a structured survey in two groups of contextually differing industries in Germany on one hand and Ethiopia on the other. By cross-referencing the literature, the survey and numerous expert opinions, a production system adaptation methodology is created that underpins a small number of organizational key attributes. The findings confirm that production system success is highly correlated with organization readiness, managing transformation, emergent process stability and sustaining competiveness.The method highlights the significance of indigenous practices and cultural beliefs of regions contributing to the intended global transfer and adaptation success.

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Im Zuge einer strategischen Neuausrichtung zur Planung und zum Bau von Energieerzeugungsanlagen stellt die neugegründete E.ON New Build & Technology GmbH (ENT), ein Zusammenschluss der Kompetenzteams der Engineering sowie der New Build und New Technology Unit, die maßgebliche Engineering- und Projektmanagementkompetenz für den Kraftwerksneubau in der E.ON Gruppe dar. Die neu gegründete Gesellschaft ist renommierter Anbieter hochwertiger technischer Dienstleistungen in der Planung und der Abwicklung von Großprojekten. Um dieser Gesamtaufgabe Rechnung zu tragen, erarbeitet die ENT in Zusammenarbeit mit dem IAF der OvGU einen verbindlichen unternehmensweiten Projektmanagement Standard - OnePM@ENT. Ziel ist die Erreichung einer Best Practise Lösung im Einklang mit einer hohen Akzeptanz bei den Projektmitarbeitern. Aktuell werden verschiedenste Methoden und Werkzeuge zur Beschreibung aller relevanten Prozesse verwendet, die teilweise inkompatibel sind und nicht dem neuen einheitlichem Bild entsprechen. Die Nutzung unterschiedlicher Standards gilt es aufzubrechen und zu vereinheitlichen. Gemeinsam mit den betrieblichen Akteuren erarbeitet das IAF auf Basis des Level-of-Detail-Ansatzes ausgehend von einer generischen Prozessübersicht - der sogenannte Prozesslandkarte - in verschiedenen Detaillierungsstufungen eine den Projektspezifika angepasste schrittweise Beschreibung der Geschäftsprozesse. Die Datenerhebung erfolgt sowohl indirekt durch Dokumentenanalyse existierender Projektmanuale sowie durch strukturierte Workshops mit den Verantwortlichen der entsprechenden Geschäftsprozesse. Das Ergebnis ist eine teilweise Neustrukturierung der Projektmanagementprozesse auf Basis des Projektmanagement-Standards des international renommierten PMI Verbands.
Die erarbeiteten Projektmanagementprozesse werden datenbankbasiert abgelegt und gepflegt, um schließlich im Intranet nicht nur publiziert zu werden, sondern als jederzeit zugängliches und leicht verständliches Unterstützungsinstrument der Projektarbeit angewendet zu werden.
Hier unterstützt das IAF fachlich-methodisch unter Berücksichtigung der Randbedingungen die Erstellung der Datenbank und ihrer Inhalte. Unter Ausschöpfung spezifischer Methodiken und angepasster Werkzeuge der Datenbank-Architektur, wie z. B. eines projektspezifischen Processmappingtools, wird innerhalb kürzester Zeit die interaktive PM-Toolbox realisiert.

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Heterogene Planungswerkzeuge, die u.a. im Maschinenbau, Anlagenbau, Elektrische Anlagenplanung, MMI, PLC, Robotersteuerung sowie in der Virtual-Reality-Fabrikplanung eingesetzt werden, können mit ihren realen Datenformaten in eine anbieterunabhängige Informationsplattform integriert werden. Advanced Virtual Factory Automation verbindet unterschiedliches Spezialwissen in der Anlagenplanung durch den Einsatz einer hoch entwickelten Automatisierungssprache, AutomationML, die den Austausch von Informationen bezüglich Geometrie, Topologie, logische Informationen wie Abläufe, Verhalten und Steuerung etc. ermöglicht. Die Plattform nutzt als Basisplattformen Collada and AutomationML, deren Funktionen vom IAF effektiv kombiniert werden.

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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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Ziel von VAN ist die Adaption, Modifizierung und Erweiterung von existierenden IT-Kommunikationstechnologien entsprechend den spezifischen Anforderungen der Industriellen Kommunikation: Real-Time (Echtzeit), Wireless (drahtlose Übertragung), Security (Integrität) and Safety (Personensicherheit). Es soll eine neue Dimension in der horizontalen und vertikalen Integration von Büro- und Industrieautomationsbereichen erreicht werden. VAN fokussiert dabei auf industrielle Automatisierungsnetzwerke für die Verbindung lokaler und entfernter Teile von verteilten Automatisierungsfunktionen als bedeutendem Teil einer flexiblen Fertigungsautomatisierung von zukünftigen wissensbasierten, intelligenten und agilen Fertigungsunternehmen.

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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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Powered by strong success visions, extremely efficient self-organised innovation processes may emerge outside of organizational boundaries and across conventional hierarchies. The more such innovation networks expand, the more pressing is the need for a shared sense of trust, reciprocity, informality and community among members. Only on this base, organizational efforts can be focused on the learning processes, the acquisition of new insights and additional knowledge. Although Concurrent Innovation is increasing chances and lowering the risks for all partners, the processes involved are complex and depend on grown experiences on the field. The crucial trust base between the partners will erode if transparency of the processes, the learning progresses, or the motivation of partners are lacking. Learning through collaboration and effective self-organization absolutely requires that the network has a window on the partners capabilities and assets, which is provided by the subsequent monitoring and control procedure.  A procedure for Monitoring and Control of Innovation in Networks is derived as follows:

• Description of the collaboration and the objectives to go for
• Decomposition and Analysis of the Innovation object attributes for market performance
• Skills/Competency profiles for market- und co-operation requirements Technologies/Competencies in line with the phases of Innovation (stage wise)
• Enumeration of the specific and total attractiveness of the collaboration object
• Check of utility / effort ratio for all partners and all phases, expressed in linkage intensities
• Initiation of corrective actions if and where needed. Issue resolution and escalation support.
• Evaluation
The information provided may be used to cover all specifics for a distinct innovation object in a COIN (Collaborative Innovation Network) and, moreover, to support benchmarking of other concurrent innovations, allowing to gain more experience in e.g. early detecting risky constellations or in reliably forecasting chances of success.   Another important step on the way to a Concurrent Innovation Base of Knowledge (CI_BoK) that had been initiated by a framework for Small and Medium Sized Extended Enterprises and ESoCEpedia http://www.ami-communities.eu/wiki/ESoCEpedia as the proper CI terminology for the CE community: http://www.esoce.net/. If innovation network members continuously evaluate their performances, monitoring and control of innovation processes will make collaborative activities more efficient and strengthen the trust bases at long term. The attributes to be monitored can be reduced to a small set of Key Innovation Indicators (KII) allowing the control of COINs. Moreover the collection, the accumulation and the systematisation of these indicators, observed in Concurrent Innovation processes, may eventually pile up considerable CI experience and result in a Base of Knowledge for the support effective and efficient CI processes. The information provided may be used to cover all specifics for a distinct innovation object in a COIN (Collaborative Innovation Network) and, moreover, to support benchmarking of other concurrent innovations, allowing to gain more experience in e.g. early detecting risky constellations or in reliably forecasting chances of success.   Another important step on the way to a Concurrent Innovation Base of Knowledge (CI_BoK) that had been initiated by a framework for Small and Medium Sized Extended Enterprises and ESoCEpedia http://www.ami-communities.eu/wiki/ESoCEpedia as the proper CI terminology for the CE community: http://www.esoce.net/. If innovation network members continuously evaluate their performances, monitoring and control of innovation processes will make collaborative activities more efficient and strengthen the trust bases at long term. The attributes to be monitored can be reduced to a small set of Key Innovation Indicators (KII) allowing the control of COINs. Moreover the collection, the accumulation and the systematisation of these indicators, observed in Concurrent Innovation processes, may eventually pile up considerable CI experience and result in a Base of Knowledge for the support effective and efficient CI processes.

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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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Aufgabenstellung der Diplomarbeit:

Das IAF der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg arbeitet seit Jahren erfolgreich auf dem Gebiet der Ausgestaltung innovativer Produktionsorganisationen. Für die Betreiberkonzepte effektiver Produktionssysteme spielen selbstoptimierende Ansätze in neuen Formen der Produktionsorganisation (sog. Ganzheitliche Produktionssysteme), wie z.B. 6 Sigma und die Umsetzung diverser Firmen-Standards als Modifikation bekannter Optimierungsverfahren und routinen, auch vor dem Hintergrund internationaler Produktionsnetzwerke ein zunehmende Rolle. Seit Anfang der 1990er Jahre ist jedoch bekannt, das Managementverfahren an die jeweiligen Kulturkreise in denen diese eingesetzt werden, angepasst werden müssen (vgl. MIT-Studie zur zweiten Revolution in der Automobilindustrie). Der Kandidat wird sich mit dem bei der ZF Lenksysteme GmbH ausführlich erprobten mitarbeiterorientierten Optimierungsverfahren der mechanischen Fertigung von Lenkgetrieben befassen. Auf der Grundlage eruierbaren Funktionsmechanismen unter Reflektion der Einsatzbedingungen in Brasilien und Asien wird der Kandidat Modifikationen der Methodik vornehmen und damit einen möglichst reibungslosen Einsatz dieser Methoden im jeweiligen Kulturkreis ermöglichen.  

Schwerpunkte der Diplomarbeit:  

• Bestandaufnahme und Analyse der Optimierungsmethoden bei der ZF Lenksysteme GmbH
• Herausarbeitung der Wirkmechanismen und der Verankerung der notwendigen Geschäftprozesse in den bestehenden Produktionsorganisationen
• Recherche zum Einsatz vergleichbarer Verfahren im zu transferierenden Zielgebiet (Brasilien, Asien)
• Modifikation des vorliegenden Methodenwerks unter Beachtung der kulturellen Anforderungen
• Einführung und Austestung im Zielgebiet
• Empfehlungen für die Evaluation des Methodenwerkes
• Ableitung einer verallgemeinerungsfähigen Vorgehensweise
• Zusammenfassung und Schlußfolgerungen

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Die Carcoustics GmbH mit Sitz in Haldensleben plante im Jahre 2008 eine Produktionserweiterung. Als direkter Zulieferer für VW und Audi gestalteten sich die Absatzmengen 2008 so, dass eine Erweiterung unumgänglich wurde. Aus der Historie heraus lag der Carcoustics GmbH ein 2D-Layout vor, was jedoch in Anbetracht der verfahrenstechnisch dominierten Anlagen nicht hinreichend genau für die Einplanung neuer Maschinen war. Das IAF wurde beauftragt in einem einmonatigem Projekt die Datengrundlage für die Einplanung neuer Anlagen zu schaffen. Unter Nutzung der Scantechnologie der FARO GmbH stellten die Mitarbeiter des IAFs bei einer ersten Begehung einen Messplan auf und führten an einem produktionsfreien Tag den Scan der Produktionshalle durch. Innerhalb von nur 6 Stunden lag das Messergebnis der gesamten Halle vor, das als Grundlage für die Maschinenanordnung ausreichend war. Auf Basis derlaufenden Forschungsarbeiten zur Umsetzung von gescannten Modellen in vektororientierte Grafikmodelle erfolgte dann die Datenrückführung, die innerhalb kürzester Zeit abgeschlossen werden konnte. Dafür setzte das IAF die adaptive Nutzung von Modellbibliotheken ein, die in aller Regel hinreichend genau für fabrikplanerische Anordnungsverfahren sind. Bei den klassischen Methoden wie Rückführung mittels algorithmische Triangulation sowie klassisches Nachzeichnen durch Punkt- undFlächenerkennung gilt, dass der Nachbearbeitungsaufwand von gescannten Modellen für solche Datenrückführungen ein Aufwandsverhältnis von 1:10 (1 Stunde Scan zu mindestens 10 Stunden Rückführungsarbeitsaufwand) beinhalteten. Durch die Anwendung einer umfangreich vorhandenen Modellbibliothek am IAF konnte dieser Aufwand um 75% verringert werden, so dass das Aufwandsverhältnis derzeit ca. 1:2,5 beträgt. Dadurch wird das aus der Messtechnik stammende Verfahren des dreidimensionalen Scannens auch für Fabrikplaner interessant. Auf Basis der geliefertenDaten konnte Carcoustics die Erweiterungsplanung 2008 in kürzester Zeit vornehmen und bis Jahresende umsetzen.

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Vor dem Hintergrund der verstärkten Forderungen nach Flexibilität und schneller Anpassbarkeit sowie nach verstärkter unternehmensübergreifender Kooperation in der Fertigung und auf der Basis des erfolgreichen EU-Forschungsprojektes PABADIS wird das Projekt PABADIS"PROMISE die Idee der verteilten Steuerungen zu einer innovativen Architektur interagierender Ressourcen- und Produktsteuerungen weiterentwickeln. Unter dem neuen Paradigma "Der Produktionsauftrag ist die Steuerungsapplikation", das auf einer innovativen Steuerungs- und Vernetzungsarchitektur über alle drei Steuerungsebenen aufbaut, wird PABADIS"PROMISE eine neuartige Steuerungsarchitektur entwickeln, die den zukünftigen Anforderungen an Fertigungssysteme gerecht wird. Die angestrebten Ergebnisse des PABADIS"PROMISE-Projektes umfassen eine neue innovative Steuerungsarchitektur auf der Basis verteilter Intelligenz, eine neuartige Ontologie für Fertigungssysteme, eine erste einbettbare Echtzeitagentenplattform für Steuerungen, eine neue Generation von RFID-Geräten und Tags, eine neue Generation von Feldsteuerungssystemen und neue Bausteine für eine neue Generation von Warenwirtschaftssystemen.

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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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Aufgabenstellung der Diplomarbeit:

Im Zuge der Umsetzung der Konzeption Digitale Fabrik konzipiert die Karosserieplanung der Volkswagen AG in Wolfsburg ein durchgängiges Datenmanagement zur Sicherstellung zeitnaher und qualitativ abgesicherter Betriebsmittelausschreibungen (qualitative Verbesserung der Ausschreibungsunterlagen). Im Datenkonzept sind somit frühzeitig jene Daten, welche für die Anzahl und Art der späteren Betriebsmitteldimensionierung ausschlaggebend sind, nach dem informationslogistischen Prinzip zu erfassen. Einhergehend mit einer umfassenden Analyse notwendiger Planungsaufgaben stellt eine hinreichende Beschreibung der Qualität notwendiger Input-Daten für die Betriebsmittelplanung den erster Kernaspekt der Arbeit dar. Diesbezüglich ist die Kandidatin angehalten, im Planungskontext Qualitätsvorgaben Punkt- und Fügeplan Betriebsmittelkonzept den notwendigen Geschäftsprozeß als verbindliche Vorgabe bzw. als idealen Referenzprozeß zu beschreiben. Auf dieser Grundlage sind Vorgaben zur Auswahl bzw. Weiterentwicklung vorhandener Software-Werkzeuge zu extrahieren. Auf der Basis des idealen Referenzprozesses ist abschließend eine allgemeingültige Methode für eine Kosten-Nutzen-Betrachtung so zu konzipieren, daß bei sachlogischen und qualitativen Abweichungen vom Referenzprozeß mögliche Aufwendungen durch Folgeabschätzung aufgezeigt werden.

Schwerpunkte der Diplomarbeit:

• Thematische Analyse zum Stand der Technik
• Ist-Analyse des Planungsprozesses im Unternehmen
• Erstellung eines idealen Referenzprozesses im geforderten Planungskontext
• Ermittlung der notwendigen Qualität der Daten
• Extraktion von Anforderungskriterien für potentielle Software-Werkzeuge
• Verdichtung gewonnener Erkenntnisse zu einer allgemeingültigen Kosten-Nutzen-Folgeabschätzung

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Aufgabenstellung der Diplomarbeit:

Gerade vor dem Hintergrund schell wachsender Start-up-Unternehmen steht die Fabrikplanung im stetigen Widerspruch zwischen angenommenen Planungsdaten und deren zeitlicher Konstanz und damit der dann tatsächlich eintretenden Stückzahlentwicklung. Diese Diskrepanz kann nur durch einen schrittweisen Vergleich eintretender Umsatz- und Stückzahlentwicklungen und daraus abzuleitender Aktivitäten gelöst werden (z. B. modularer Aufbau von Fertigungen). Herr Arend hat am Beispiel eines Produzenten für Lagertechnik wesentliche Einflussgrößen sowie Eintrittswahrscheinlichkeiten auf die Umsatz- bzw. Stückzahlentwicklung schell wachsender Unternehmen zu eruieren und diese in eine für solche Firmen zu entwickelnde Planungssystematik zu überführen (z.B. szenariobasiert). Dabei ist es insbesondere seine Aufgabe, die frühestmöglichen Auswirkungen unterschiedlich eintretender Ereignisse auf die Fertigungs- und Layoutplanung zu erfassen. Hierbei ist die Kosten-Nutzen-Analyse und Investitionsplanung zu berücksichtigen, gerade vor dem wirtschaftlichen Hintergrund schnell wachsender Start-up-Unternehmen .  
Schwerpunkte der Diplomarbeit:

• Recherche zum Stand der Technik (insbesondere die methodischen Grundlagen)
• Erfassen der Einflußgrößen und Zuordnung zur allg. Planungssystematik
• funktionsgestützte Bestimmung zeitlich-dynamischer Zusammenhänge zwischen den ermittelten Einflußgrößen
• Integration dieser Wahrscheinlichkeitsvariablen in den Planungsprozeß
• Verknüpfung dieser zu Entscheidungsroutinen bzw. Handlungsanstößen

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Aufgabenstellung der Diplomarbeit:

Das IAF arbeitet seit Jahren im Rahmen der Forschung auf dem Gebiet der Strukturierung und Ausgestaltung von Produktionssystemen und steht diesbezüglich mit interessierten Industriepartnern im stetigen Wissenstransfer. Besonders vor dem Hintergrund sich weiter globalisierender Unternehmen und der damit verbundenen Übertragung von Fertigungskapazitäten (Standortänderungen) aus bestehenden Systemen in neue sozio-ökonomische Rahmen, stellt sich die Frage nach einer effizienten und risikominimierten Durchführung des Transfers. Hierzu ist auf der Basis bereits realisierter Transferprojekte, vor allem in Niedriglohnländern, wie z. B. Osteuropa bzw. Fernost, eine Reihe vorliegender Erfahrungen aufzuarbeiten. Diese Erkenntnisse sind zu systematisieren und sollen die Basis für eine Methodik bzw. ein Konzept zum effizienten Produktionstransfer in betroffenen Unternehmen bilden. Ziel ist es, einen handlungsorientierten Leitfaden zu entwerfen. Hierbei sind einerseits die Komplexität der Produktionssysteme an sich, im speziellen jedoch das unterschiedliche sozio-ökonomische Umfeld an den jeweiligen Fertigungsstandorten zu reflektieren. Am Beispiel eines durchzuführenden Produktionstransfers der Braun GmbH soll das ausgearbeitete Konzept fallweise erprobt und die Funktionsfähigkeit validiert werden. Besondere Aufmerksamkeit ist auf einen risikominimierten Ansatz und einen möglichst schellen Produktionsanlauf am Transferstandort zu legen.

Schwerpunkte der Diplomarbeit:

• Präzisierung und Detaillierung der Aufagebenstellung
• Literaturrecherche zum Stand der Technik (insbesondere der bisher bekannten methodischen Grundlagen sowie vorhandener Case-Studies, eventuell auch hausintern bei Braun)
• Erfassung von Einflussgrößen aus unternehmenskulturellen Anforderungen globaler Produktionsstandorte (Auswertung von 1)
• Aufbau einer grundlegenden Systematik bzw. wissensbasierten Methodik zum Transfer von Produktionssystemen und Bestimmung kritischen Einflussgrößen bezüglich Umsetzung
• Erprobung und Validierung am Fall der Braun GmbH und der im Zuge des Transfers getätigten Erfahrungen mit der vorhandenen Methodik

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Das Projekt NESSI hatte sich der Aufgabe gestellt, den steigenden Anforderungen an Sicherheitsmaßnahmen besonders im Bereich der Automatisierung ein wirksames Mittel entgegen zustellen. Dazu wurden eine Methodik und die erste Version eines Softwaretools entwickelt, um kleinere und mittlere Industrial Ethernet Netzwerke zu analysieren und hinsichtlich der Netzwerksicherheit zu administrieren. Dabei wurde die Möglichkeit geschaffen, die Systemtopologie und die Kommunikationsbeziehungen zu modellieren. Dem Werkzeug liegt eine Methodik zugrunde, die dem Anwender in drei Schritten durch die Analyse und Absicherung des Fertigungsnetzes führt:

Ist-Analyse: dient zur Ermittlung der Netzwerktopologie und zur Analyse der bestehenden Kommunikationsbeziehungen
Generierung des Soll-Zustandes: leitet aus dem Ist-Zustand entsprechende Regeln für Infrastrukturkomponenten ab (z.B. Firewalls)
Überwachung des Soll-Zustandes: überwacht anhand der Regeln die Kommunikation im Netz und prüft auf eventuelle Angriffe und Fehlverhalten

Für die Ist-Analyse wurde ein Datenmodell geschaffen, mit dem die Möglichkeit gegeben ist ein Netzwerk mit seiner logischen und physikalischen Sicht abzubilden und zu modellieren. Damit ist es möglich alle notwendigen Daten zu erfassen sowie daraus in direkter Weise die geräteorientierten Regeln für Sicherheitsmaßnehmen zu generieren. Für die Generierung des Soll-Zustandes wurde ein Regelmodell entwickelt, mit dem die Regeln für die Kommunikation beschreiben werden können. Diese Modelle wurden in der Software umgesetzt und dienen als Grundlage der Erstellung und Darstellung eines Netzwerkabbildes und der Bestimmung der gewünschten bzw. unerwünschten Kommunikationsbeziehungen. Durch seinen modularen Aufbau und die Berücksichtigung unterschiedlicher Protokolle und Sicherheitsgeräte bietet das Tool höchste Flexibilität hinsichtlich der Dokumentation und der Administrierung von Netzwerken. Es ist beispielsweise möglich beliebige zusätzliche Datenquellen als Ausgangspunkt für die Ist-Analyse und die Modellierung zu kreieren. Das Werkzeug ermöglicht es den wachsenden Bedarf an Netzwerksicherheit einfach und erfolgreich zu decken.

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Aufgabenstellung der Diplomarbeit:

Das IAF arbeitet seit Jahren im Rahmen der Forschung auf dem Gebiet der Planung und Steuerung von Produktionssystemen. Die Methoden zur Produktionsplanung und -steuerung bestimmen dabei bzgl. Menge, Termin und Kosten die Teilaufgaben für die einzelnen betrieblichen Leistungsträger, um dadurch die Herstellung der Produkte zu sichern. Der Einsatz spezifischer Methoden zur Produktionsplanung hängt im wesentlichen an der im Unternehmen vorzufindenden Fertigungsform und art. Die Prototypenfertigung von Achsgetriebe-Radsätzen bei der BMW AG ist eine klassische Kleinserienfertigung, welche z.Zt. ohne ein System zur Fertigungssteuerung arbeitet. Ziel der Arbeit des Kandidaten ist es, ein an die spezifische Charakteristik der Kleinserienfertigung angepaßtes Steuerungssystem zu konzipieren und zu implementieren. Darüber hinaus ist Herr Falke angehalten, die Aufgabe so zu bearbeiten, daß die erarbeitete Systematik der Fertigungssteuerung - als Handlungsempfehlungen aufgearbeitet - eine Grundlage für die Lösung ähnlicher Problemstellungen darstellt und somit die Lösung über das spezifisch betrachtete Fertigungssystem hinaus eine Anwendung finden kann.

Schwerpunkte der Diplomarbeit:

• Präzisierung und Detaillierung der Aufgabenstellung
• Literaturstudium zum Stand der Technik
• Datenerhebung im Unternehmen
• Entwicklung / Konzeption der Fertigungssteuerung
• Prüfung der Optimierung des Systems
• Ableitung einer verallgemeinerungsfähigen Vorgehensweise
• Zusammenfassung und Schlußfolgerungen

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Aufgabenstellung der Diplomarbeit:

Total Productive Maintenance (TPM) ist ein innovatives und betriebsweit greifendes Managementkonzept, das über die systematische und kontinuierliche Verbesserung der Wirksamkeit der Produktionssysteme die Maximierung von Produktivität, Qualität, Wirtschaftlichkeit und Arbeitssicherheit anstrebt. Diese wird dem Grunde nach bei der Unilever-Seifenfertigung im Werk Mannheim mit Erfolg eingesetzt. Ziel der Arbeit des Kandidaten ist es, über bestehende Ansätze des TPM und klassischer Paretobetrachtungen des industriellen Projektmanagements hinaus, Wege, Methoden und Verfahren zu erschließen bzw. zu entwickeln, welche zum Einen die Gesamtanlageneffektivität (OEE) der Pilotlinie von 70% garantieren, andererseits methodische Ergänzungen zum bestehenden Methodeninstrumentarium darstellen. Über die Analyse und Gestaltung des Systems im Sinne der OEE-Verbesserung hinaus ist Herr Marschall angehalten, neben TPM-Optimierungspotenzialen vor allem ergänzende Methoden der Fertigungsoptimierung für die Nachnutzung auf anderen Linien der Unilever-Seifenfertigung zu entwickeln und zu erproben.

Schwerpunkte der Diplomarbeit:

• Präzisierung und Detaillierung der Aufgabenstellung
• Literaturstudium zum Stand der Technik
• Datenerhebung im Unternehmen
• Einschätzung der bisherigen Arbeiten und deren Weiterentwicklung
• Methodenentwicklung und Erprobung
• Diskussion und Wertschätzung der Methode

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Die Zielsetzung des Projektes JAKOBI beinhaltet die Entwicklung neuartiger Steuerungsgeräte auf Basis der Sprache Java, die eine plattformunabhängige Applikationserstellung, Plug-and-Play Mechanismen, Web Based Management Funktionalitäten und die Anwendung in verteilten Steuerungssystemen unterstützen. Dazu soll ein in sich konsistentes Paket aus Hardware, Java Virtual Machine, Laufzeitumgebung und Applikationsbausteinen zur Gewährleistung einer weitreichenden Flexibilität von Steuerungen und Applikationen entwickelt werden. Wesentliche Bausteine bilden dabei das Design und Spezifikation eines Frameworks von Basisbausteinen zur Applikationserstellung, Mechanismen zum flexiblen, einfachen und nutzerfreundlichen Gerätemanagement sowie das Aufzeigen eines Migrationspfades zwischen heutiger Industriesteuerungs-Technik und der neuen, objektorientierten Industriesteuerung.

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Der Trend zum Einsatz von Echtzeit-Ethernet-Schnittstellen in der Industrieautomatisierung ist ungebrochen. Einige Standards wie ETHERNET Powerlink sind bereits in produktiven Anlagen zu finden. Andere, wie CIPSync oder PROFInet V3 sind noch nicht vollständig spezifiziert, versprechen dafür aber noch mehr Leistungsfähigkeit durch Mechanismen der Uhrensynchronisation nach IEEE1588. Im CIPSync Projekt soll ein sehr kostengünstiges und sehr kleines Buskoppler-Modul für den EtherNet/IP-Standard entwickelt werden, was zudem in seiner Leistungsfähigkeit bisherige Lösungen bei weitem übertrifft. Insbesondere soll dabei die neue CIPSync-Spezifikation umgesetzt werden, die eine sehr hohe Synchronisationsgenauigkeit für parallel arbeitende Netzwerkknoten (z.B. Antriebsachsen in einer Druckmaschine) verspricht.

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Aufgabenstellung der Diplomarbeit:

Mit der stetigen Nachfrage nach Elektronischen Steuergeräten für PKW-Motoren und den immer kürzer werdenden Innovationszyklen im Automobilbau steht Bosch Salzgitter vor der Herausforderung, Wirtschaftlichkeit und Nutzungsdauer der Produktionssysteme in Einklang zu bringen. Da das Mengengerüst für ein eigenständig konzipiertes Produktionssystem nicht ausreichend ist, ist für die bestehende Produktion in Salzgitter mittels einfacher Regeln der Betriebsorganisation ein robustes System für eine wirtschaftliche Fertigung auf Basis des Bosch-Produktionssystems zu entwickeln. Hierbei sind die Routinen der Organisation bzw. Disposition von Materialien so zu entwickeln und optimieren, daß durch eine Verringerung der Dispositionsstufen und die Installation kürzester Dispositonsroutinen eine Optimierung der Bestände erreicht werden kann. Mit der Anwendung des Bosch-Produktionssystems ist die Aufgabe so zu bearbeiten, daß die Systematik anderen betrieblichen Akteuren als Handlungsempfehlung unterbreitet werden kann und hiermit über den Pilotbereich hinaus, Anwendung von Optimierungsroutinen sichergestellt werden können. Diese ist so zu realisieren, daß Optimierungsauswirkungen auch vor dem Hintergrund sich verändernder Produktionsmengen bzw. dem Anlauf neuer Produkte transparent dargestellt sind.  

Schwerpunkte der Diplomarbeit:  

• Charakterisierung des Problembereichs und Analyse der Ausgangsdaten
• Literaturrecherche zu bestandsgeführten Produktionen und Nutzung dieser für Dispositionregelkreise bzw. Verringerung von Dispositionsstufen
• Entwicklung / Konzeption der bestandsgeführten Fertigungssteuerung zur Installation der Regelkreise
• Prüfung der Optimierung des Systems
• Ableitung einer verallgemeinerungsfähigen Vorgehensweise
• Zusammenfassung und Schlußfolgerungen

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Verteilte Automatisierungssysteme haben in den letzen Jahren aufgrundder ständig wachsenden Komplexität und Flexibilität vonProduktionssystemen einen bedeutenden Platz in der Welt derAutomatisierungssysteme eingenommen. Dabei sind auf den verschiedenenEbenen der Automation verschiedene Ansätze zum verteilten Steuernentworfen, implementiert und getestet worden. Im Bereich derProduktionsplanungssysteme wurden dabei vor dem Hintergrundvielfältiger Vorarbeiten, die von den Flexiblen Fertigungssystemen biszum Computer Intergated Manufacturing reichen, und auf der Grundlagedes Holonen oder des PABADIS-Steuerungsparadigmas verschiedeneverteilte Auftragssteuerungsarchitekturen umgesetzt. Die dabeierreichte Vielzahl von Lösungen kann nun die Grundlage für dieGewinnung verallgemeinerter Strukturen für verteilteAuftragssteuerungen sein. Ziel dieser Arbeit ist es, ausgehend vonBetrachtungen zu den Anforderungen an Produktionssysteme und den sichdaraus ergebenden Anforderungen an Steuerungssysteme sowie einergrundlegenden Vorgehensweise beim Entwurf verteilter Steuerungssystemeverschiedene Holone und PABADIS-Steuerungsarchitekturen vergleichend zubeschreiben und daraus gemeinsame Grundstrukturen zu gewinnen unddarzustellen. Für diese Darstellung werden als BeschreibungsmittelDesign Pattern verwendet. In Ergänzung zur Untersuchung vonAuftragssteuerungsstrukturen werden grundlegende Untersuchungen zurStrukturierung und Vergleichbarkeit von Produkt- undProduktionsprozessbeschreibungen vorgenommen, die im Kontext derverteilten Auftragssteuerungssysteme von essentieller Bedeutung sind.

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Aufgabenstellung der Diplomarbeit:

Die SIEMENS Transportation Systems Rail Automation, als Komplett- bzw. Systemtechniklieferant, stellt unter anderem für die Deutsche Bahn Weichenstelleinrichtungen für den Bahnbetrieb her. Hierzu werden, als sicherheitsrelevante Bauteile, Endlagenschalter eines langjährigen Lieferanten verbaut. Diese Endlagenschalter entsprechen derzeit nicht der Produktspezifikation (Sicherheitsrelevanz für den Schaltbetrieb) und der Lieferant sieht sich derzeit außer Stande das Bauteil bei nahezu ähnlichen Stückkosten zu überarbeiten. Unter dem derzeit herrschenden europaweiten Kostendruck ist jedoch eine Preiserhöhung durch Bauteilverteuerung für Siemens dringend zu vermeiden. Für die Lösung des Problems zeichnen sich derzeit mehrer Lösungsmöglichkeiten ab, wie Insourcing, Lieferantenwechsel, konstruktive Veränderung, Änderung der Einbauvorschriften, usw. . Auf Basis einer technischen-betriebswirtschaftlichen Analyse sind Lösungswege für das vorliegenden Problems zu entwickeln, welche SIEMENS in die Lage versetzen, Alternativen zum derzeitigen Fremdbezug aufzubauen. Hier sind die gängigen Methoden der Produktbewertung und entwicklung, wie QFD und House of Quality) mit dem Produktentwicklungsprozeß zu koppeln und hierfür methodisch so zu überarbeiten, das nachnutzungsfähige Verfahrensweisen entstehen. Hierbei ist insbesondere der besonderen Bedeutung (hohe Sicherheitsrelevanz) der Baugruppe Rechnung zu tragen.  

Schwerpunkte der Diplomarbeit:

• Ursachenforschung und systematische Beschreibung der Ausfallgründe des Bauteiles (z.B. Ursache - Wirkungsanalysen)
• Entwicklung von prinzipiellen Alternativen zur Problembehebung, Recherche passfähiger Methoden
• Methodenentwicklung und Testung am betrieblichen Fall
• Bewertung der entwickelten Alternativen (Muß- und Kann-Kriterien, Kriterienkataloges für die Alternativenauswahl)
• Auswahl einer Realisierungsvariante und Erstellung eine Realisierungsplanes
• Zusammenfassung und Schlußfolgerungen

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Aufgabenstellung der Master-Thesis:
Bei der Durchführung von Fabrikplanungsvorhaben entfällt ein nicht unbeträchtlicher Aufwand auf Abstimmungs- und Kommunikationsaufwände über den gesamten Fabrikplanungsablauf. In Zeiten immer kürzer werdender Produktlebenszyklen nehmen konstante Nutzungszeiten von Fabriksystem ab. Fabrikumplanungen erfolgen deshalb unter erheblichen Zeit- und Kostendruck. Bisher gibt es kein Instrument zur verursachungsgerechten Erfassung und Bewertung solcher Kommunikationsaufwendungen. Damit ist es nicht, bzw. nur eingeschränkt, möglich Optimierung des Einsatzes von Kommunikationsmitteln und verfahren im Sinne der Optimierungen gegeben. Eben dieses sollte aber, gerade vor dem Hintergrund artgleich wiederkehrender Planungsprozesse für Optimierungen möglich sein. Grundlage für eine Methode zur Erfassung, Auswertung und Optimierung von Kommunikationsaufwendungen ist die wissenschaftliche Aufarbeitung und sachlogische Gliederung anfallender Kommunikationsaufwendungen, sowie die Entwicklung einer Vorgehensweise zur Anwendung.

Schwerpunkte:

• Bestandsaufnahme vorhandener Methoden und Werkzeuge

• Definition fachliche Gliederung des Untersuchungsgegenstandes

• Entwurf eines Erhebungsdesigns auf der Basis der Gliederung der Kommunikationsaufwände

• Aufbau einer Methode bzw. Vorgehensweise zur Optimierung

• Test auf Funktionsfähigkeit im Untersuchungsfeld

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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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Aufgabenstellung der Diplomarbeit:

Mit der stetig steigenden Nachfrage nach Bosch-Magnetventilen für LKW-Dieseleinspritzsysteme und den immer kürzer werdenden Innovationszyklen im Automobilbau steht Bosch Feuerbach vor der Herausforderung Wirtschaftlichkeit und Nutzungsdauer der Produktionssysteme in Einklang zu bringen. Da das Mengengerüst für ein eigenständig konzipiertes Produktionssystem nicht tragfähig ist, ist für die bestehende Produktion in Feuerbach mittels einfacher Regeln der Betriebsorganisation ein robustes System für eine wirtschaftliche Fertigung zu entwickeln. Hierbei sind die Routinen der Organisation bzw. Disposition von Materialien so zu entwickeln und zu optimieren, daß über eine Verringerung der Durchlaufzeit und die Installation kürzester Qualitätsroutinen eine Optimierung von Beständen und Ausschußraten erreicht werden kann. Mit der Anwendung des Bosch-Produktionssystems ist die Aufgabe so zu bearbeiten, daß die Systematik aufgearbeitet anderen betrieblichen Akteuren als Handlungsempfehlung unterbreitet werden kann und hiermit über den Pilotbereich hinaus, Anwendung von Optimierungsroutinen sichergestellt werden können. Diese ist vor allem vor dem Hintergrund steigender Produktionszahlen in 2005 so zu realisieren, daß Optimierungsauswirkungen auch vor dem Hintergrund sich verändernder Produktionsmengen (z.B. Engpaßöffnung) transparent dargestellt sind.

Schwerpunkte der Diplomarbeit:

• Charakterisierung des Problembereichs und Analyse der Ausgangsdaten

• Literaturrecherche zu bestandsgeführten Produktionen und Nutzung dieser für Qualitätsregelkreise

• Entwicklung / Konzeption der bestandsgeführten Fertigungssteuerung zur Installation der Qualitätsregelkreise

• Prüfung der Optimierung des Systems

• Ableitung einer verallgemeinerungsfähigen Vorgehensweise

• Zusammenfassung und Schlußfolgerungen

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Das TORERO Projekt hat das Ziel, eine, den ganzen Lebenszyklus einschließende und auf der Nutzung von Web-Technologien basierende, Entwurfsarchitektur und -methode für verteilte Automatisierungssysteme zu schaffen. Das Hauptinteresse liegt dabei auf der Entwicklung eines selbstkonfigurierenden, selbstwartenden und automatisch verteilten Steuerungssystems. TORERO strebt damit eine Aufwandsreduzierung und Flexibilitätserhöhung während des gesamten Lebenszyklus von Steuerungssystemen an. In TORERO wird die bisherige gerätezentrierte Steuerungsentwurfsarchitektur durch eine anwendungsorientierte Entwurfsarchitektur ersetzt. Hierzu finden strikte Kapselungen und Modularisierung von Gerätehardware und Gerätefunktionen sowie die Integration von herstellerspezifischen Steuerungsbausteinen ihre Anwendung. Es wird der Paradigmenwechsel hin zur Hochsprachenprogrammierung in der Steuerungstechnik forciert.

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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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Das Task Based Management kann die Lücke zwischen den Anforderungen an die Unterstützung einer erfolgreichen Existenzgründung und Angeboten der regionalen Wirtschaftsförderung in der Theorie mit den Instrumenten des "Collaborative Commerce" technisch problemlos schließen. Kein Mitarbeiter in der Beratung von Existenzgründungen kann gleichzeitig in allen Branchen, allen Technologien, allen Weltmärkten und allen Finanzierungsmodalitäten kompetent sein. Das Konzept des Case Managers, ein Projektmanager in der Existenzgründungsberatung, schliesst die Lücke zwischen Anspruch und Realität, insbesondere durch Vernetzung und abrechenbaren Leistungsaustausch von Experten und Training.

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Das Netzwerk versteht sich als Plattform, um die offene Diskussion zwischen Technikexperten verschiedener, miteinander verwandter Disziplinen, wie Produktentwicklungsprozess, Logistik, Wissensmanagement, Optimierung, Supply Chain Management, Statistische Analyse, Design, Organisation, usw., zu fördern. Das Netzwerk wird die Projekterfahrungen der Teilnehmer, internationales Experten- und Fachwissen sowie den "State-of-the-Art" in einem "Green Book" zusammenfassen, welches dann als Unterstützung für neue Initiativen und politische Entscheidungen zur Verfügung steht.

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Aufgabenstellung der Diplomarbeit:   In den Zeiten global agierender Industrien wächst die Bedeutung des Wissens- und Know-How-Transfers zur ständigen Verbesserung der jeweiligen lokalen Produktionsstätten ständig. Bedingt durch unterschiedlichen industriellen, jedoch auch kulturellen Entwicklungsstände lokal weitgehend eigenständiger Produktionen kommt einer effizienten Vermittlung von Wissen, im Sinne schnellstmöglicher flächiger Nutzung, erhebliche Bedeutung für die Gestaltung wirtschaftlicher Produktionen zu. In der Vergangenheit hat sich gezeigt, daß Wissensmanagement nicht losgelöst von vorhandenen Wissensbasen der jeweiligen Transferpartner erfolgen kann und weit über den derzeit in der Regel reibungslos funktionierenden Dokumentenaustausch hinausgeht. Ein effizientes Wissensmanagement erschließt durch Abgleich von Methoden und Vorgehensweisen erhebliche wirtschaftliche Einsparungsmöglichkeiten und kann somit Kostenvorteile gegenüber Mitbewerbern erzeugen. Gerade im VW Konzern mit seinem weltweiten Verbund von Produktionsstandorten gilt es, Lösungen und Wege zum Aufbau eines langfristig funktionierenden Wissensmanagement so zu erschließen, das Methoden und Instrumente, jedoch auch Erfahrungswissen, standortübergreifend und zielorientiert ausgetauscht werden können.   Schwerpunkte:  

• Recherche zum Stand der Technik des Wissensmanagements (derzeitige Methoden und Instrumente)

• Analyse des Wissensbedarfes und Wissenfundus an den unterschiedlichen Standorten unter Berücksichtigung kultureller und zeitlicher Rahmenbedingungen

• Konzeption eines Systems zum Wissenstranfer und abgleich

• Entwicklung von Instrumenten / bzw. Formulierung des Bedarfes an Instrumenten zur effizienten Organisation des Wissenstranfers und abgleichs

• Organisatorische Verankerung des Wissensmanagements im Konzern (z.B. Verantwortlichkeiten, Abläufe, Meßkritrien)

• Aufzeigen weiterer wissenschaftlicher Handlungsbedarfe

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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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PABADIS - Plant Automation Based on Distributed Systems ist ein von der EU im Rahmen des IMS (Intelligent Manufacturing Systems) - Programm gefördertes internationales Forschungsprojekt, das sich der Fabrikautomatisierung auf Basis verteilter Systeme widmet. Mit Partnern aus Deutschland, Frankreich, Griechenland, Kanada, Österreich, der Schweiz und den USA wird in PABADIS ein umfassendes Konzept erarbeitet, welches es Endanwendern von Automatisierungstechnik ermöglichen wird, weitaus flexibler als bisher zu produzieren. Diese Flexibilität äußert sich in sowohl horizontaler als auch vertikaler Hinsicht.^aHierbei steht die horizontale Flexibilität für die Möglichkeit, Betriebsmittel nach dem plug-and-play-Prinzip ohne umfangreiche Parametrierungsarbeiten in das Netzwerk integrieren oder auch aus diesem entfernen zu können. Vertikal betrachtet soll insbesondere die Auftragssteuerung durch den Einsatz von mobilen Softwareagenten besser auf die Turbulenzen der globalisierten Märkte abgestimmt werden.^aHieraus wird deutlich, dass in PABADIS die gesamte Unternehmenspyramide vom PPS-System im Büro bis zur einzelnen Maschinensteuerung im Feld abgedeckt wird. Als "Enabling Technologies" kommen in diesem Projekt insbesondere solche Technologien zum Einsatz, wie sie auch im Internet bereits Standard geworden sind.^aAls Beispiele seien hier Java und die XML genannt. Auf diese Weise wird ein bedeutender Schritt zu einer technologischen Durchgängigkeit im gesamten Unternehmen getätigt, der auf lange Sicht bedeutende Kostenvorteile mit sich bringt.

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Das drittmittelfinanziert europäische Forschungsprojekt - SOSS - zielt auf die Entwicklung einer Methodik sowie einer Internetbasierten Informations- und Kommunikationsplattform, die den Aufbau, Betrieb und die dynamische Anpassung einer neuen Organisation zur Versorgung privater Haushalte mit kleineren Dienstleistungen unterstützt.

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Die jeweils in Einzelaufträgen abgearbeiteten Projekte befassten sich mit der Anpassung von Produktionssystemen an turbulente Aufgabenwelten und gingen in der am IAF entwickelten Systematik zur Einführung und Umsetzung fraktaler Fabrikkonzepte vor. Die dabei verwendete Vorgehensweise umfasst IST-Analyse und Ziel-Analyse, Strukturkonzept, Einführung im Pilotbereich, Ausdehnung der Einführung auf das gesamte Unternehmen, Teamarbeit und Coaching von Teams. Dabei wurde eine Instrumenten- und Methodenwelt völlig neu entwickelt, die sich im Lehraufbau zum Fabrikbetrieb des Lehrstuhls Fabrikbetrieb und Produktionssysteme des IAF Magdeburg wiederfindet. Die Produktionsbetriebe umfassen Standorte im In- und Ausland (inklusive Übersee). Das Konzept der Fraktalen Fabrik ist ein weltweit bekanntes und anerkanntes Fabrikorganisationsinstrument zur Optimierung von Wertschöpfungsvollzügen sowie der Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit sowie der Erhaltung von Marktführerschaften von produzierenden Betrieben.

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INDIA erhöht die Wettbewerbsfähigkeit von Produktionsbetrieben auf der Basis des Unternehmensmodells der Constellation Driver und richtet sich damit insbesondere an Unternehmen, deren Produktion einer Vorlaufzeit bedarf, bestimmt durch nicht produzierende externe Aktivitäten mit einer langen und komplexen Wertschöpfungskette. Durch INDIA wird die Struktur der Wertschöpfungskette eines Unternehmens von einer Sequenz an Aktivitäten zu einer dynamischen Organisation umgeformt, welche Konstellationen von Partnern bei jedem Glied der Wertschöpfungskette einbezieht. Die Flexibilität des Unternehmens in Hinsicht auf Marktanforderungen und Nachfrage wird damit deutlich erhöht. INDIA stellt einerseits eine Methodik bereit, die Wertschöpfungskette entsprechend zu modellieren und andererseits eine IT-basierte Softwareplattform, die diese Methodik unterstützt. INDIA ist ein EU-IST Projekt, an dem Partner aus Wissenschaft, Technologie und Industrie aus vier verschiedenen europäischen Ländern beteiligt sind. In Pilotprojekten in der Praxis wird INDIA an den Wertschöpfungsketten der Partnerunternehmen getestet, um ein Produkt zu erhalten, das für eine breite Anzahl von Firmen anwendbar ist.

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Aufgabenstellung der Diplomarbeit:
Das IAF arbeitet seit Jahren im Rahmen der Forschung auf dem Gebiet der Strukturierung und Gestaltungen von Produktionssystemen. Hierzu werden im Zuge eines laufenden Projekts Möglichkeiten einer erweiterten methodischen Untersetzung des Planungsprozesses von Produktionssystemen untersucht. Insbesondere im Planungsschritt der Layouterstellung eines Produktionsbereichs zeigt sich, daß klassische Bildungsprinzipien für Fertigungen z.B. nach Transportleistung und Transportkosten (materialflussorientiert) nur noch begrenzt zur Optimierung angewandt werden. Vielmehr zeigt die Praxis, insbesondere unter Zuhilfenahme eines partizipativen Planungs- und Entscheidungsansatzes, daß weitere, bisher nicht algorithmierte, Planungsroutinen im betrieblichen Umfeld zum Einsatz kommen. Aufgabe dieser Diplomarbeit ist deshalb, kommunikationsorientierte Einflußgrößen zur Verwendung als Planungs- und Optimierungsgrößen für die Annordnung von Maschinen und Betriebsmitteln zu prüfen. Dies gilt insbesondere für die Feinplanung (Layoutgestaltung) von Produktionssystemen. Aufbauend auf einer ersten Analyse prinzipieller industrieller Kommunikationsformen sollen qualifizierbare und möglichst quantifizierbare Größen für eine kommunikationsorientierte Anordnungsroutine über Stellvertretergrößen auf ihre Anordnungsrelevanz untersucht werden.

Schwerpunkte der Diplomarbeit

• Analyse möglicher qualitativer Größen für alternative Anordnungsmethoden
• Ermittlung quantifizierbare Größen
• Auswahl produktionsspezifischer Größen und Prüfung einer systematischen Verwendbarkeit
• Abprüfung am Einzelfall, möglichst in der Praxis
• Ableitung von weiterem Handlungsbedarf

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Die Entwicklung modularer und wiederverwendbarer Komponenten für Stückgutmaterialflusssysteme unter Berücksichtigung von Materialfluss, Informationsfluss und Leistungsübertragung zur Erreichung der Wandlungsfähigkeit bei Transportsystemen steht im Mittelpunkt des Forschungsprojektes. Um die aus organisatorischer Sicht bereits weitgehend erreichte Wandlungsfähigkeit von Produktionssystemen auch bei den Betriebsmitteln zu erreichen, soll ein vollständig modular aufgebautes Stückgut-Materialflusssystem konzipiert und prototypisch umgesetzt werden. Derart modular aufgebaute Komponenten werden es ermöglichen, sowohl von der Seite des physischen Materialtransports durch Profile "aus dem Baukasten", als auch von Seiten des Informationsflusses durch verteilte Systeme im Feldbereich wie auch durch Motoren mit integriertem Leistungsteil und einer auf dieses streng modular aufgebaute Konzept abgestimmten Software-, insbesondere Zielfindungsstratregie, Systeme zu realisieren, die vollständig ohne Schaltschrank auskommen und das Gebot der Wandlungsfähigkeit auch auf technischer Ebene umsetzen.

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Im Rahmen des HARMONY-Forschungsprojektes wird die Systematik für eine Internet basiertes Wissensmanagement zur Unterstützung des Existenzgründungsprozesses entwickelt. Die Ergebnisse zielen auf eine anpassungsfähige, prozessorientierte Referenzmethodik zur Verbesserung und Qualifikation von Netzwerken von Support-Organisation bei der Betreuung von Unternehmensgründungen. .

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Das Forschungsprojekt greift den weltweit bekannten Ansatz der Fractal Company (Fraktale Fabrik), der am IAF entwickelt wurde, auf und dehnt ihn auf zwischenbetriebliche Problemstellungen aus. Das Konzept geht bereits innerbetrieblich davon aus, dass ein produzierender Betrieb als Netzwerk von Einheiten verstanden werden kann und muss, soweit sich ein turbulentes Aufgabenumfeld einstellt. Für die zwischenbetriebliche Problemstellung werden nun insbesondere die überbetrieblichen Prozessmodelle eine ADRENALIN-Gesamtarchitektur für die Lieferanten-Kunden-Ketten als auch Modelle zur Interaktion zwischen den Betrieben (business to business) und business to supplier sowie costumer to supplier stellten. Durch die Projektergebnisse wird die Vernetzung wandlungsfähiger Unternehmensstrukturen im zwischenbetrieblichen Bereich unterstützt. Darüber hinaus die wird Entwicklung von Informations- und Kommunikationsinstrumenten erleichtert. Über die Definition mobiler Software und Softwareagenten zur Navigation werden Methoden prototypische Implementierungen sowie Konzepte verglichen.

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Im Zuge der Einrichtung neuer Fertigungslinien zur Produktion neuer Modelle wurde eine Gesamtanalyse der Werkkomplexe erforderlich, um beim Anlauf neuer Modelle effizienter zu sein. Die damit im Zusammenhang stehenden Arbeiten wurden durchgeführt. Dabei kamen insbesondere die am IAF entwickelten Methoden zur ganzheitlichen Analyse, Gestaltung und Optimierung von Produktionssystemen zum Einsatz.

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Gnosis - The Virtual Factory (Gnosis - VF) ist ein Teilprojekt des internationalen Forschungsprojektes »Gnosis«. Dieses in das Programm »Intelligent Manufacturing Systems« (IMS) aufgenommene Projekt hat 28 Teilnehmer aus Kanada, der Schweiz, Finnland, Schweden, Frankreich, Italien, Japan und Deutschland. Das Teilprojekt Gnosis - VF wird von der Europäischen Kommission im Zuge des fünften Rahmenprogrammes gefördert und hat Teilnehmer aus Finnland, Frankreich, Italien und Deutschland. Ein Zusammenschluss verschiedener Unternehmen, die ihre spezifischen Kernkompetenzen in ein Netzwerk einbringen, das dann als Gesamtheit eine Leistung anbietet, wird als »Virtuelle Fabrik« bezeichnet. Ziel des Forschungsprojektes Gnosis - VF ist die Entwicklung und Erprobung von Methoden und Werkzeugen zur Steuerung von Auftragsdurchläufen bei verteilter Wertschöpfung, also einer nicht mehr an bestimmte Standorte gebundenen Fertigung. Dabei sollen neueste Ansätze der Informations- und Kommunikationstechnik auf ihre Anwendbarkeit hin untersucht werden und zum Einsatz kommen. Die im Rahmen dieses Projektes erzielten Ergebnisse werden bei zwei Industriepartnern des Projektes umgesetzt und getestet.

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Im Zuge der Erweiterung von Produktionskapazitäten wurde die Neustrukturierung und Anpassung der Prozesse an die Sollstrukturen notwendig. Neben der Durchführung dieser Arbeiten wurde auch der aufwändige und mit vielen Detailarbeiten einhergehende Anlaufprozess der gesamten Fabrikation inklusive der ersten sechs Monate des laufenden Betriebs übernommen. Das Vorhaben ergab zahlreiche Ergebnisse auf den Gebieten der Prozessvisualisierung, der Prozessmodellierung sowie des Prozesssteuerns. Zum anderen ergaben sich neue Aspekte durch kombinierte Methodeneinsätze im Rahmen industriellen Projektmanagements.

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Die Kooperationsforschung entwickelt sich nur langsam und parallel zu den Bedürfnissen der Unternehmenskooperationen. Anfangs lag das Hauptaugenmerk auf Kooperationsbörsen und die Unterstützung in der Anbahnungsphase durch Kammern, Verbände und sogenannte Auftragsbroker. Das verbundbegleitende Kooperationsmanagement ist hingegen methodisch noch nicht sehr ausgereift. Hier setzt KORAMA an. Ziel ist die Entwicklung eines Instruments zur Unterstützung und des Controllings für die Wachstums- und Reifephase von Kooperationsverbünden.^aIn der Vorbereitungs- und der ersten Projektphase konnten bereits zahlreiche Klein- und Kleinstunternehmen aus der Anwenderzielgruppe für eine Zusammenarbeit gewonnen werden. Gemeinsam wurden Anforderungen an Art und Umfang des Instrumentariums systematisiert. Trotz unterschiedlicher Unternehmensgröße, unterschiedlicher Verbundgröße, unterschiedlicher Branche und Region konnten zahlreiche Gemeinsamkeiten festgestellt werden. Besonders auffällig sind vergleichbare Anforderungen an Entscheidungskriterien, Entscheidungsalgorithmen und Verteilungsschlüssel für Verantwortung und Gewinn. Insbesondere letzteres sind keine einmalig in der Gründungsphase festzulegende Regeln, sondern dynamische, stark den sich ändernden Randbedingungen unterworfene Entscheidungen. Die im Projektverlauf herausgearbeiteten Kooperationsmerkmale haben vordergründig beschreibenden und klassifizierenden Charakter. Im Laufe des Projektfortschritts wurden diese zu einem Indikatorgerüst für das Management des Kooperationsprozesses verdichtet.

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Im Mittelpunkt des Vorhabens soll das im Expertenkreis »Zukunftsstrategien« entwickelte Konzept der »weichen« Strategieressourcen stehen, die eine unverzichtbare Ergänzung zum Einsatz hochentwickelter Produkt- und Verfahrenstechnik und zu hoher technischer Innovationskompetenz sind.Aus ersten Vorbesprechungen der Projektpartner kristallisierten sich sechs Problemstellungen heraus, die im Verbundprojekt schwerpunktmäßig bearbeitet wurden:- Einführung von Inselfertigung und Gruppenarbeit als Voraussetzung höherer Flexibilität, Marktreaktivität und Mitarbeitermotivation- Organisatorische und informationstechnische Fertigungsintegration bei flexibler Fabrik- und Fertigungsorganisation- Verbreitung von Wirtschaftlichkeitsdenken im gesamten Unternehmen- Verbesserung der Kooperation zwischen Marketing, Konstruktion und Fertigung- Zwischenbetriebliche Kooperation zur besseren Ausnutzung spezialisierter Betriebsmittel und Wissensbestände- Integration von längere Zeit arbeitslosen Fachkräften in moderne Fertigungen

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Nur mit wachstumsorientierten Strategien lassen sich langfristig Unternehmen und Arbeitsplätze sichern. International weiter steigende Wettbewerbsintensität fordert, Besitzstandswahrung als Strategieoption zu überwinden. Produkt- und produktionsnahe Dienstleistungen als neue Kernkompetenz produzierender Unternehmen, gekoppelt mit neuen Kompetenzen zur strategischen Geschäftsfeldplanung und aktiver Wandlungsfähigkeit des gesamten Unternehmens, bieten insbesondere produzierenden Unternehmen die Chance, neue Geschäftsfelder zu erschließen und nachhaltiges und rentables Wachstum zu ermöglichen. Acht Forschungsinstitute und zahlreiche assoziierte Unternehmen haben im Rahmen der Vordringlichen Aktion "Wachstum durch marktorientierte Wandlungsfähigkeit und produktnahe Dienstleistungen" (STRATEMA) herausgearbeitet, welche Forschungs- und Entwicklungsaufgaben in Angriff genommen werden müssen, um produzierenden Unternehmen den Weg zu chancenorientiertem, nachhaltigem Wachstum zu erschließen.

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Eine hohe Innovationsfähigkeit ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für den wirtschaftlichen Erfolg auf heutigen Märkten. Demzufolge ist es für die Unternehmen von großer Bedeutung, Potenziale zu erschließen, damit Innovationserfolg wiederholbar und als permanenter Prozess etabliert wird. Deshalb werden im beschriebenen Verbundprojekt Innovationsprozesse untersucht, um aus ihnen erfolgreiche Grundmuster abzuleiten. Wegen der unterschiedlichen Ausgangsbedingungen werden in zwei Teilprojekten spezifische Erkenntnisse zu Innovationsprozessen gewachsener mittelständischer sowie junger, zumeist noch kleiner Unternehmen gewonnen.Zunächst wurden unternehmensindividuelle Muster erfolgreicher und nicht erfolgreicher Innovationsprozesse identifiziert und analysiert. Auf der Basis der Erkenntnisse der Erfolgsfaktorenforschung wurden dazu diejenigen unternehmensspezifischen Faktoren ermittelt, welche am stärksten für den Erfolg verantwortlich gemacht werden können. Des Weiteren wurden die Erfolgsfaktoren herausgefiltert, denen Misserfolge zugerechnet werden. Die Beschreibung dieser Faktoren hinsichtlich ihrer Ausprägung sowie die Gegenüberstellung der jeweiligen Relevanz der Erfolgsfaktoren für die Unternehmen ermöglicht damit die Abbildung ihrer individuellen Muster. Wesentliche Erfolgsfaktoren sind hier beispielsweise die Arbeit in interdisziplinären Teams, die Marktkenntnis und die Kommunikation. Zur detaillierten Beschreibung der Ausprägung des Erfolgsfaktors Kommunikation wurde diese in einigen Unternehmen noch einmal explizit untersucht. Im komplementären Teilprojekt werden die Innovationsprozesse junger Unternehmen analysiert. Aufgrund der geringen Größe und des geringen Alters dieser Unternehmen steht bei ihrem gesamten Handeln der Innovationsprozess im Mittelpunkt. Hier wurde mit induktivem Vorgehen das Innovationsgeschehen der Unternehmen erfasst und zwischen den ermittelten Erfolgsfaktoren vorhandene Wirkungsbeziehungen untersucht.

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Produzenten von Einfachprodukten stehen unter einem hohen Konkurrenz- und Kostendruck, der sie vielfach dazu zwingt, Produktionsstätten in Länder mit niedrigerem Kostenniveau zu verlagern. Diese Verlagerungstendenz steigt in den letzten Jahren unübersehbar an und betrifft insbesondere solche Unternehmen, die ihre Produkte mit arbeits- und lohnintensiven Produktionsprozessen herstellen. Demgegenüber gibt es eine ganze Reihe überzeugender Beispiele für Unternehmen mit Einfachprodukten, die trotz der unzweifelhaft immer schwierigeren Situation bislang erfolgreich in Deutschland produzieren. Um diesen Erfolg auf Dauer zustellen und diese Produktionststätten in Deutschland zu sichern, sind ständige, nicht nachlassende Anstrengungen der Verbesserung und Optimierung der Produktionsprozesse notwendig.^aIn Zusammenarbeit mit den beteiligten Unternehmen Stellhebel und Strategien entwickelt, deren konsequente Umsetzung die Herstellung von Einfachprodukten und damit die Sicherung von Arbeitsplätzen am Standort Deutschland auch in Zukunft sicherstellen.

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Das Forschungsprojekt DARIF wird durch das Bundesministerium für Wissenschaft, Bildung, Forschung und Technologie innerhalb des Rahmenkonzeptes PRODUKTION 2000 gefördert. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Partnern aus Forschung und Industrie werden umsetzungsnahe und gleichsam wissenschaftlich wertvolle Ergebnisse und Methoden generiert. Die Analyse und Gestaltung mehrdimensionaler Informations- und Kommunikationsstrukturen wird dadurch individuell nachvollziehbar und realisierbar gemacht.

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Mit dem Forschungsvorhaben »Neue Produktionssysteme/Experimentelle Fabrik« besteht an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg ein Forschungsverbund mit den Grundforschungsgebieten:- Beschichtungstechnologien- Betriebliches Lernen und Planen- Managementtechniken zu Produktionsstrategien und technischen Innovationen- Material- und Prozeßoptimierung zur Bearbeitungszeitverkürzung und Produktweiterentwicklung- Produktentwicklungs- und Produktentstehungsprozesse- Mikroproduktionstechnik.Dabei nutzen kleine und mittelständische Unternehmen der Region Kern- und Problemlösungskompetenzen bzw. Ressourcen der Experimentellen Fabrik und erzielen über Ressourcenteilung gewünschte Beschleunigungs- und Synergieeffekte.Die Aufgabe des Leitprojektes besteht in der Projektbewertung und -koordination unter der Maßgabe einer zielorientierten Steuerung des Zusammenwachsens des Gesamtvorhabens. Entsprechend dem Leitgedanken des Vorhabens, Grundlagen- und Applikationsforschung mit dem Ziel konkreter Produkt- und Prozeßinnovationen zu betreiben, ist eine exakte Evaluierung zur Empfehlungsunterstützung des Wissenschaftlichen Beirates entwickelt worden.

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Die grundlegende Schwäche vieler ostdeutscher Unternehmen, so läßt sich der aktuelle Forschungsstand zusammenfassen, liegt offenkundig nicht in Defiziten einer "intelligenten" Nutzung vorhandener Technik. Generelles Ziel des geplanten Vorhabens soll es deshalb sein, im Verbund einer Gruppe von ostdeutschen Unternehmen und Forschungsinstituten: - Wege zur Überwindung dieser Defizite intelligenter Techniknutzung zu erkunden und exemplarisch zu beschreiten und - hiermit in der industriellen Praxis bewährte, robuste Lösungen zu entwickeln, die dann auch von anderen ostdeutschen Unternehmen ohne unvertretbares Risiko übernommen werden können. Im Mittelpunkt des Vorhabens soll das im Expertenkreis "Zukunftsstrategien" entwickelte Konzept der "weichen" Strategieressourcen stehen, die eine unverzichtbare Ergänzung zum Einsatz hochentwickelter Produkt- und Verfahrenstechnik und zu hoher technischer Innovationskompetenz sind.

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Ziel des Forschungsprojektes war es, unter Berücksichtigung der spezifischen Situation im Land Sachsen-Anhalt ein praktikables Modell zur Klassifizierung von Unternehmen und zur Findung von Innovationsstrukturen zu entwickeln.

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