FIR e. V. an der RWTH Aachen
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Institute
Companies in the manufacturing industry are shifting towards a more service-oriented business model. One major challenge of this transformation is the information exchange between the different stages of the product-service-lifecycle.
We extend the existing body of knowledge by conducting an empirical study in the German manufacturing industry, addressing the cause-effect relationship between 1) information gathering over the product-service-lifecycle, 2) data analytics 3) interpretation and use of new information and 4) distribution of new product related information and the impact of these four aspects on performance.
The analysis reveals five different success factors with a significant impact on innovation and operation excellence. The implications from our research can help to develop new and more practical oriented Lifecycle-Product-Service-System approaches on the one hand. On the other hand it enables companies to focus on activities leading to higher service efficiency. Creating new stimuli will transform their existing business model to a more service-oriented one.
Volatile electricity prices caused by an increase of renewable energy sources push producing companies towards taking in an active role in balancing the electricity grid. Possible actions at the customer side to actively adapt to volatile energy prices are called demand response actions. In production logistics such actions can be the modification of production schedules motivated by possible economic benefits. So far, the focus in scheduling problems has been the optimization in the dimensions of quality, time and costs. This paper presents the results of a simulation study on the economic benefits of demand response actions for a generic production system.
Systematization models for taylor-made sensor system applications and sensor data fit in production
(2015)
Industrial digitalization to realize smart factories is driven by an informatory base of high-resolution data provided by sensor systems on the shop-floor level. The challenge of technical availability of fitting measurement solutions nowadays turns in a struggle of finding the optimal solution for a specific task in an ever-growing sensor market. This paper analyzes and specifies necessary models to systematically derive and describe organizational, technical and informatory requirements for sensor system applications increasing the technological fit for faster integration and lower misinvestment rates.
Systematization models for taylor-made sensor system applications and sensor data fit in production
(2015)
Industrial digitalization to realize smart factories is driven by an informatory base of high-resolution data provided by sensor systems on the shop-floor level. The challenge of technical availability of fitting measurement solutions nowadays turns in a struggle of finding the optimal solution for a specific task in an ever-growing sensor market. This paper analyzes and specifies necessary models to systematically derive and describe organizational, technical and informatory requirements for sensor system applications increasing the technological fit for faster integration and lower misinvestment rates.
The steady increasing of supply chain complexity due to a rising global cross-linking of production and sales regions leads to an increasing sensitivity to disturbances while in the meantime the requirements of the availability, the time of delivery and the security of supplies within the supply chain increases. To meet this challenges the security of the supply chain infrastructure and the feasibility of supply chain processes need to be ensured, despite of the high specialization within the supply chain partners, the low stock and time buffers, and the information shortcoming between supply chain partners.
In this research, a System Dynamics simulation model, based on the manufacturing supply chain model of Sterman, has been developed for representing the actual complexity and dynamic in manufacturing supply chains. Therefore, the modeled manufacturing supply chain shows the processes of a four level supply chain focusing the processes and interactions of the mid-positioned two supply chain participants. The main contribution of the work described in this paper, is the description and implementation of necessary additional modules and parameters to Sterman’s basic model for the diagnosis of disturbance impacts as well as for the realization of supply chain adjustments. Finally, the model has been simulated and examined for realistic values.
In recent years supply chain participants are increasingly suffering the effects of disturbances in transportation supply chains. Both, dynamics in consumer demands and global supply chains lead to a growth in unplanned supply chain events. These can cause from rather manageable disturbances through to complete break-downs of transportation chains, resulting in high follow-up and penalty costs.
Consequently, concepts for an efficient supply chain disturbance management are needed, preferably with a real-time identification and reaction to disturbance events. Therefore in the following paper the research results of the German research project Smart Logistic Grids with the focus on designing an integrated model for the real-time disturbance management in transportation supply networks are presented. This includes the introduction of elaborated classification models for disturbances and action patterns as well as an associated costs and performance measurement system. Finally, a procedure model for the disturbance management is presented.
Aus dem privaten Alltag sind Soziale Technologien nicht mehr wegzudenken, doch zunehmend kommen diese auch innerhalb von Unternehmen zum Einsatz. Insbesondere Business-Communities können dabei helfen, Mitarbeiter zu vernetzen, und bieten speziell bei wissensintensiven Aufgaben erhebliche Potenziale. Da sowohl der systematische Aufbau als auch die Koordination einer Business-Community mit zahlreichen Aufgabenfeldern verbunden ist, werden oftmals schwerwiegende Fehler im Management dieser Communities gemacht, wodurch Nutzenpotenziale ungenutzt bleiben. Auch mangelt es in der Praxis an geeigneten Erkenntnissen über eine erfolgreiche Steuerung solcher Business-Communities.
Um die Erfolgswirkungen konkreter Koordinationsmechanismen zu untersuchen, führte das FIR an der RWTH Aachen gemeinsam mit der IntraWorlds GmbH eine Studie unter Community-Managern durch. Dabei hat sich herausgestellt, dass die Steuerungsinstrumente unterschiedlich und mit divergierendem Erfolg eingesetzt werden können.
Increasing the energy efficiency and meanwhile avoiding unplanned maintenance breaks are keys for manufacturing companies to stay competitive in the future. This paper presents an energy saving and maintenance cost reducing approach for manufacturing environments. The approach describes first occurring types of energy wastage within manufacturing and characterizes them in more detail. Including additional external information, the significance of an identified on-going wastage can be determined. Based on the type of wastage and the significance; concrete recommendations for measures to prevent the wastage are delivered. The identified wastage facilitates detecting inefficient operating mode as well as wearing and malfunctioning at machines. By using complex event processing technologies realtime information can forwarded directly to the responsible persons to enable quick reactions to prevent energy wastage and unplanned downtimes. The paper presents an approach to identify detection and propose concepts for manufacturing enterprises. The information processing procedure is used for the implementation of two Use Cases.
Industrie 4.0 ist in Politik, Medien, Wissenschaft und Wirtschaft derzeit omnipräsent. Intelligenter, individueller, effizienter, schneller, vernetzter – so lauten nur einige Versprechen dieses neuen industriellen Zeitalters. Tatsächlich sind die Potenziale gerade für den deutschen Maschinen- und Anlagenbau gewaltig: Sowohl für Anbieter als auch für Anwender von Technologien rund um das Thema Industrie 4.0. Aber noch existieren viele ungelöste Fragen, Unsicherheiten und Aufgaben. Hier wollen wir mit unserer Readiness-Studie ansetzen und Hilfestellung leisten. Denn ein Selbstläufer wird Industrie 4.0 nicht. Mit der vorliegenden Studie soll die große Vision näher an die betriebliche Realität gebracht werden. Auch zeigen wir die anspruchsvollen Wegmarken auf, die für viele Unternehmen hinsichtlich ihrer Industrie 4.0-Fähigkeit noch zu passieren sind. Die Studie untersucht, an welcher Stelle der Maschinen- und Anlagenbau aktuell bei der Umsetzung steht. Motivation und Hemmnisse der Unternehmen werden ebenso in den Blick genommen wie die Unterschiede, die sich zwischen Mittelstand und großen Unternehmen ergeben. Im Ergebnis ist es erstmals möglich, die „Industrie 4.0-Readiness“ der Maschinenbau-Industrie detailliert und systematisch abzubilden.
Industrie 4.0 is all around us today: in politics, in the media, and on the agendas of researchers and entrepreneurs. Smarter, faster, more personalized, more efficient, more integrated – those are just some of the promises of this new industrial era. The potential, especially for Germany ́s mechanical
engineering industry and plant engineering sector, is indeed great, both for providers and for users of technologies across the spectrum of Industrie 4.0.
But there are still many unresolved questions, uncertainties, and challenges. Our readiness study seeks to address this need and offer insight. Because Industrie 4.0 will not happen on its own.
This study is intended to bring the grand vision closer to the business reality. We also highlight the challenging milestones that many companies must still pass on the road to Industrie 4.0 readiness.
The study examines where companies in the fields of mechanical and plant engineering currently stand, focusing on what motivates them and what holds them back, and on the differences that emerge between small and medium enterprises on the one hand and large enterprises on the other.
The results make it possible for the first time to develop a detailed, systematic picture of Industrie 4.0 readiness in the engineering sector.
The study concludes with recommendations for action in the business community, complementing the diverse suite of programs and activities offered by VDMA’s Forum Industrie 4.0. We would like to take this opportunity to thank the two sponsors of this project from the VDMA Forum, Dietmar Goericke and Dr. Christian Mosch, whose efforts played a critical role in making this study a success.
We are convinced that Industrie 4.0 can become a success story for Germany’s engineering sector. May our “Industrie 4.0 Readiness” study do its part in this effort.
Business Model Patterns
(2015)
In dem Buch geht es um die Geschichte des FIR, seine Baugeschichte, seine Entwicklungsgeschichte, seine Führungspersönlichkeiten, seine Mitarbeiter, seine Bereiche, seine Feste etc. Zahlreiche Fotos und Darstellungen illustrieren den Blick in die Vergangenheit des Instituts und lassen sie lebendig werden.
Smart Operations
(2015)
Ziel des vorliegenden Whitepapers ist es, dem Leser
einen Einblick in das Themengebiet „Smart Operations“
am FIR an der RWTH Aachen zu geben. Es beschreibt die
derzeitigen Umfeldveränderungen im Kontext produzierender
Unternehmen und zeigt auf dieser Basis die Handlungsfelder
eines zukunftsorientierten Produktionsmanagements
im Umfeld der Digitalisierung auf.
Die Fabrik 4.0 wird nicht menschenleer sein. Im Gegenteil wird der Mensch als Kompetenz‐ und Flexibilitätsquelle sowie als Entscheider eine wesentliche Rolle in den dezentral organisierten Produktions‐ und Prozessstrukturen der Zukunft spielen. So erfordert die Evolution der Arbeits‐ und Produktionssysteme auch eine Evolution der Lehrund Lernprozesse, wobei Produktions‐ und Wissensarbeit immer stärker miteinander verschmelzen. Die Fülle an verfügbaren Informationen in der digitalen Fabrik muss für die beteiligten Mitarbeiter handhabbar und steuerbar gemacht werden. Hierfür werden mobile Endgeräten aber auch vor allem intelligente Assistenzsysteme auf der technologischen Seite notwendig sein. Weitgehende Einigkeit besteht darin, dass durch diese Entwicklung erhebliche Qualifizierungsanforderungen auf die Unternehmen zukommen und dass Lernprozesse aus Zeit‐, Kosten‐, Akzeptanz‐ und Qualitätsgründen viel stärker als heute als Learning‐on‐the‐job, also arbeitsintegriert, erfolgen müssen. Informationen und technische Geräte sind jedoch alleine nicht in der Lage, funktionierende Learning Solutions zu schaffen. Forschungsergebnisse zeigen seit längerem, dass dazu lernförderliche Arbeitssysteme erforderlich sind. Darunter sind Systeme zu verstehen, welche Lernen als Planungsgegenstand und Gestaltungskriterium aufweisen, denn Lernförderlichkeit wird bereits in der Planungs‐ und Gestaltungsphase der Arbeitssysteme zu erheblichen Anteilen bestimmt. Die Förderung menschlicher Lernprozesse für ein effektives und effizientes arbeitsintegriertes Lernen wird damit zu einer Engineering‐Aufgabe. Im laufenden BMBF‐Verbundprojekt ELIAS (Engineering lernförderlicher industrieller Arbeitssysteme für die Industrie 4.0) werden bestehende wissenschaftliche Erkenntnisse zum Lernen im Prozess der Arbeit und zur Lernförderlichkeit zu einem integrativen Modell der Lernförderlichkeit weiterentwickelt.
Wie auch in den Umsetzungsempfehlungen des Arbeitskreises Industrie 4.0 von der acatech aufgeführt, sollen vorhandene Technologien zur Umsetzung genutzt werden. Im konkreten Anwendungsfall des hier vorgestellten Ansatzes wird ein analoger Weg verfolgt. Bereits in den letzten Jahren war zu sehen, dass immer mehr Daten im Internet verfügbar sind. Somit können sich die skizzierten Serviceanbieter bereits heute Daten aus dem Internet bedienen. Der bereits eingeleitete Trend hin zu mehr Datenverfügbarkeit im Internet wird die Servicedienstleister zudem bei Weiterentwicklung stärker befähigen, künftig mehr Daten aus dem Internet zu bekommen. In der Konsequenz wird die Datenmenge, die einzelne Unternehmen direkt an den Serviceanbieter bereitstellen müssen, geringer werden und somit sinkt die Eintrittsbarriere für einzelne Unternehmen in der Zukunft mehr und mehr, zumal die zuvor beschriebenen Vorteile für einzelne Unternehmen nicht zu unterschätzen sind.
Gemessen an der Bruttowertschöpfung in Deutschland nehmen Dienstleistungen eine immer wichtigere Rolle ein. Besonders tragen industrielle Dienstleistungen in enger Zusammenarbeit mit der produzierenden Industrie hierzu bei. Internationalisierung und steigender Wettbewerbsdruck zwingen industrielle Dienstleistungsunternehmen dazu, Effektivität und Effizienz ihrer Leistungen und Prozesse laufend zu hinterfragen und zu verbessern.
In diesem Kontext hat sich der Ansatz des Lean Managements bereits in vielen Branchen und Anwendungsdomänen bewährt. Für industrielle Dienstleistungsunternehmen besteht gerade hinsichtlich des Lean Managements ein Mangel an spezifischen Ansätzen. Der Grad der Kompensation dieses Mangels beeinflusst die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit dieser Unternehmen.
Die Zielsetzung dieser Arbeit lag in der Entwicklung eines Gestaltungsmodells zum Lean Management industrieller Dienstleistungsunternehmen unter Verwendung von handlungsleitenden Prinzipien. Zur Zielerreichung wurden bestehende Ansätze des Dienstleistungs- und des Lean-Service-Managements aus dem deutsch- und englischsprachigen Raum untersucht. Neben den theoretischen Grundlagen bildete die Analyse von inhaltlichen Konzepten, wie den Organisationstheorien von WEBER, TAYLOR, FORD und TOYOTA, den Grundlagen des Komplexitätsmanagements produzierender Unternehmen und angrenzenden Konzepten, wie den Lean-Innovation-Prinzipien, die Ausgangsbäsis.
Die Bedeutung und der Stellenwert von Communities sind in den letzten Jahren - sowohl im privaten wie im beruflichen Kontext - durch die zunehmende Vernetzung sowie die Bereitstellung von Wissen und Informationen erheblich gestiegen. Getrieben durch die Etablierung sozialer Technologien, auch im unternehmerischen Einsatz, sind webbasierte Communities mittlerweile fest in die Struktur vieler Unternehmen integriert und bieten gerade im Bereich wissensintensiver Leistungen erhebliche Potentiale und Möglichkeit für Produktivitätssteigerungen.
Wesentliches Element, um die vielfältigen Potentiale realisieren zu können, ist die Teilnahmemotivation der Mitglieder, die Voraussetzung ist für eine aktive Partizipation an der Community und damit notwendige Bedingung für den Erfolg einer Community. Damit zählt die Implementierung geeigneter Anreizsysteme, die es ermöglichen das Verhalten so wie die Leistungsbereitschaft der Mitglieder gezielt zu beeinflussen, zu den Kernaufgaben des Community-Managements. Jedoch scheitern viele Unternehmen immer noch an der Herausforderung, ihre Mitglieder zur aktiven Teilnahme an der Community zu motivieren und so die Funktionsfähigkeit der Community sicherzustellen. Ursachen dafür sind vor allem mangelhaftes Wissen hinsichtlich der Gestaltung geeigneter Anreizsysteme und damit verbunden mangelnde Kenntnisse über die Motivationsstruktur der Mitglieder.
Unternehmen erweitern ihr Dienstleistungsangebot meist unsystematisch, sodass die Vielfalt im Angebot unüberschaubar wird und auch zu einem Anstieg der unternehmensinternen Komplexität führt. Das zentrale Ziel der Dissertation besteht darin, ein Verfahren im Sinne einer Heuristik zu entwickeln, welches die zusätzlichen Kosten aufgrund von Vielfalt und Komplexität - die Komplexitätskosten - wirtschaftlich und dennoch mit hoher Genauigkeit ermitteln kann.
Diese Arbeit bietet Unternehmen der Medizintechnik ein Modell an, um Produktinformationen bedarfsgerechter in den Wertschöpfungsprozessen der Verkaufs- und Nutzungsphase des Produktlebenszyklus bereitzustellen und im Sinne des PLM-Gedankens zu verwalten. Es wird ein Informationsmodell vorgestellt, welches Strukturvorschläge macht, um Produktinformationen modular abzubilden und bedarfsgerechter bereitzustellen.
Die fortschreitende Digitalisierung und die Etablierung dahingehender Strukturen stellt Unternehmen vor neue Herausforderungen. Die Studie "Digitalisierung der Supply-Chain" widmet sich dieser Thematik und ermittelt in Zusammenarbeit mit 82 Führungskräften aus dem Sektor der Metallindustrie den aktuellen Level der Digitalisierung und die diesbezüglich geplanten Maßnahmen in den beteiligten Unternehmen. Ferner werden Schlüsselfaktoren für die Etablierung der Digitalisierung sowie der Einfluss der Digitalisierung auf unterschiedliche Unternehmensbereiche thematisiert.
Industrie 4.0, Digitalisierung, vierte industrielle (R)Evolution – dies sind Schlagwörter, die bislang viel Wirbel verursacht haben, aber zunehmend auch Auswirkungen auf die industrielle Praxis und die Zukunft der Arbeit haben. Die Bundesregierung hat mit dem Ausrufen der Zukunftsprojekte "Industrie 4.0" und "Smart Service Welt" als Teil der 2006 gestarteten Hightech-Strategie eine nachdrückliche, wenn auch nicht ganz eindeutige Handlungsaufforderung an alle Unternehmen formuliert, "Innovationen für die Produktion und Dienstleistung und Arbeit von morgen" engagiert voranzutreiben.
Neuland Internet
(2015)