Produktionsmanagement
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Forschungsziel ist die Entwicklung eines ganzheitlichen Ansatzes zur Implementierung von additiver Fertigungstechnologie in KMU. Zunächst wird eine grundlegende Analyse der gesamten Wertschöpfungskette durchgeführt. Hierbei werden die Teilprozesse mit dem Fokus der Qualitätssteigerung und der für KMU optimierten Implementierung detailliert betrachtet und optimiert. Es wird eine allgemeine und folgend dann spezifizierte Kosten-Nutzen-Methode zur Entscheidungsunterstützung, ein Produkt durch additive Fertigungstechnologien herzustellen, erstellt. Parallel werden Konstruktions- und Optimierungsaspekte prozesskettenübergreifend betrachtet. Zudem wird die Weiterentwicklung bestimmter additiver Fertigungsverfahren behandelt. Die Validierung findet innerhalb jedes Arbeitspaketes anhand von projektübergreifenden Use Cases statt, welche durch den projektbegleitenden Ausschuss definiert werden. Im Projekt weden folgende zentrale Ergebnisse angestrebt:
1. Übergreifendes Implementationsmodell inklusive Fertigungstechnologien
2. Kosten-Nutzen-Modell zur Entscheidungsunterstützung
3. Erarbeitung von Richtlinien für die Fertigung von optimiert gekühlten Werkzeugeinsätzen für Spritzgussanlagen
4. Erweiterung der Einsetzbarkeit von additiv gefertigten Komponenten aus Keramikwerkstoffen.
Der Nutzen kann insbesondere für KMU in der Fertigungsindustrie aufgezeigt werden. Zunächst unterstützt das Kosten-Nutzen-Modell bei der Entscheidung für welche Teile ein Technologiewechsel wirtschaftlich sinnvoll ist. Des Weiteren ermöglicht der prozessübergreifende Ansatz eine erleichterte Implementierung in die Produktion und somit die vereinfachte Realisierung von kundenspezifischer Produktion oder die Erschließung neuer Märkte. Hierdurch kann die Wirtschaftlichkeit der Unternehmen gesteigert werden.
Das primäre Ziel des Projekts 'AM 4 Industry' bestand darin, ein Modell zu entwickeln, das die Vorteile der Integration von Additiver Fertigung in die Produktionstechnologien eines Unternehmens aufzeigt. Hierzu wurden sowohl die resultierenden Kosten als auch der durch die Produktion mit Additiver Fertigung generierte Benefit identifiziert.
Das Kosten-Nutzen-Modell soll ein für die Industrie praktikables Modell bieten, das den Vergleich verschiedener Produktionsmethoden für bestimmte Teile ermöglicht. Dadurch sollen Unternehmen befähigt werden, fundierte Entscheidungen über die potenzielle Einbeziehung der Additiven Fertigung in ihre Produktion zu treffen. Heutzutage basieren diese Entscheidungen oft auf unvollständigen Informationen, Teilkosten und unsachgemäßem Urteilsvermögen.
Der Einsatz der Additiven Fertigung zur Herstellung von Teilen verändert oft mehr als lediglich einen Einzelaspekt in der Lieferkette. Aus diesem Grund ist es schwierig, einen klaren Überblick über den möglichen Nutzen sowie eventuelle Kosten zu erhalten. Für einen Vergleich, der alle Aspekte berücksichtigt, ist eine ganzheitliche Betrachtung erforderlich. Hierzu müssen alle einflussnehmenden Faktoren betrachtet werden. Dazu zählt insbesondere die fundierte Betrachtung des gesamten Produktlebenszyklus: Produktdesign / Engineering, Produktion / Qualität, Service / After Sales. Die Vorteile der Produktion mit Additiver Fertigung sind zum Beispiel die Funktionsintegration in einzelne Bauteile oder neue Möglichkeiten in der Ersatzteilfertigung. Demgegenüber stehen jedoch u. a. teilweise längere Produktionszeiten und hohe Implementierungskosten der Technologie.
Da es nicht möglich ist, den Nutzen der Additiven Fertigung allein mit einem klassischen Kostenvergleich zu bewerten, musste ein neues generisches Modell entwickelt werden, das die über den gesamten Lebenszyklus entstehenden Kosten mit den technologischen Vorteilen vergleicht. Mit diesem Wissen erhalten Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil, denn anstelle von zeitaufwändigen Trial-and-Error-Tests kann das Modell den Entscheidungsprozess beschleunigen und die Erfolgsrate der Entscheidungen erhöhen.
Darüber hinaus wird ein wirtschaftlicherer Einsatz der Technologie ermöglicht, indem bei der Anwendung des entwickelten Modells neue Vorteile Additiver Fertigung identifiziert und schließlich nutzbar gemacht werden können. Die Anwendbarkeit des Modells in einem frühen Stadium - auch ohne genaue Daten - ermöglicht es Anwendern, sich bei ihren Bemühungen auf erfolgversprechende Anwendungsfälle zu konzentrieren und damit Ressourcen effizienter einzusetzen.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens ‚iP4MoVE‘ will das FIR eine Intelligente Plattform konzeptionieren und entwickeln, um die beiden Sektoren Mobilität und Energie für eine Smarte Mobilität optimal zu verbinden. Mit der Definition eines idealen Elektrifizierungsgrades im Lastverkehr soll eine grundsätzliche Akzeptanz für Elektromobilität in multimodalen Logistikketten geschaffen werden.
Dabei steht die Konzeptionierung einer Intelligenten Plattform zur Ermittlung des energie-/preis- und emissionsoptimalen Einsatzes von Elektrofahrzeugen im Vordergrund. So tragen die Ergebnisse des Forschungsvorhabens dazu bei, die Elektromobilität ökologisch und ökonomisch zu gestalten und eine nachhaltige Quartiersbildung sicherzustellen. Gleichzeitig soll die Integration regenerativer Energiequellen und Speichertechnologien die Treibhausgasemissionen reduzieren.
Im Fokus dieses Artikels steht die Frage, inwiefern ein Ausbau beziehungsweise eine Umstrukturierung der aktuellen Ladeinfrastruktur das Voranschreiten der logistischen Elektrifizierung dynamisiert. Dabei gilt es, die bislang diametrale Relation von Angebot und Nachfrage mit Blick auf regenerative Energieträger zu diskutieren. Wie die logistischen Anforderungen die Ausgestaltung und Platzierung der Ladeparks beeinflussen, lautet eine weitere wichtige Frage.
Heutzutage werden in der Möbelindustrie kostengünstige Möbel vor allem in Massen gefertigt. Diese Produkte zeichnen sich zumeist durch Kurzlebigkeit und minderwertige Materialien aus. Die hohe Konkurrenz drängt kleinere Betriebe vom Markt und Aspekte der Nachhaltigkeit rücken immer stärker in den Hintergrund. Kommt der Wunsch nach einem individualisierten Möbelstück auf, gibt es derzeit vor allem Optionen mit langen Lieferzeiten, hohen Preisen und geringer Kundeneinbindung. Mit dem EU-Projekt ‚INEDIT‘ wird deshalb das Ziel verfolgt, eine Plattform zu entwickeln, auf der maßgefertigte und nachhaltige Möbelstücke zu einem fairen Preis gehandelt und produziert werden können. Nach dem „Do-it-together“ Ansatz wird ein Geschäftsökosystem geschaffen, das nicht nur für Kunden, sondern auch für Designer, Zulieferer und Fertigungsbetriebe einen Mehrwert schafft. Die neuartige Form der Zusammenarbeit und die Vielfalt der möglichen Kooperationsformen sind mit klassischen eindimensionalen Geschäftsmodellen nicht mehr umzusetzen. Vielmehr müssen die verschiedenen Geschäftsmodellkonzepte in einem Ansatz miteinander kombiniert werden. Die Plattform hilft dabei, kollaborative und leistungsfähige Wertschöpfungsnetzwerke aufzubauen, und führt so zu hoher Kundenzufriedenheit.
Das Projekt ‚EDI-Multiply‘ ist der Beitrag des FIR an der RWTH Aachen und des Centers Integrated Business Applications im Cluster Smart Logistik auf dem RWTH Aachen Campus im EU-Projekt ‚MARKET4.0‘, das auf dem quelloffenen SCSN Kommunikationsstandard aufbaut. Ziel dieses Teilvorhabens ist es, einen Multiplikatoreffekt hinsichtlich potenzieller Geschäftsverbindungen zu erzielen. Anstatt einzelne Unternehmen direkt an die MARKET4.0-Plattform anzubinden, adressiert dieser Ansatz ganze Plattformen und ERP-Systeme. Mit der Anbindung des Konsortialpartners myOpenFactory Software GmbH beispielsweise erhalten über 1 300 Unternehmen der Fertigungsindustrie „auf einen Schlag“ die Möglichkeit, mit einer Vielzahl potenzieller Geschäftspartner elektronisch Daten auszutauschen. MARKET4.0 stellt hierbei die entsprechende E-Commerce-Plattform für den Verkauf und die Bereitstellung komplexer Industrieanlagen dar.
In einem umfangreichen Projekt mit der IDEAL Kältetechnik GmbH wurden die Prozesse der Auftragsabwicklung optimiert, Datenqualitäten bewertet und ein neues ERP-System ausgewählt, das die zukünftigen Prozesse wirkungsvoll unterstützt. Damit legt IDEAL den Grundstein für die Ablösung der bestehenden IT-Strukturen hin zu einer zukunftssicheren Lösung, die den langfristigen Erfolg und die weitere Expansion des
Unternehmens sicherstellt.
Die Kulmbacher Brauerei AG schafft mit der Auswahl einer geeigneten ‚Tracking & Tracing‘-Lösung die Grundlage für digitale Prozesse bei dem Zusammenstellen und der Rücknahme von Leihartikeln. Gemeinsam mit dem FIR an der RWTH Aachen wurden dafür Anforderungen und Potenziale einer ‚Tracking & Tracing‘-Lösung aufgenommen, verschiedene Technologiekonzepte entwickelt und schließlich potenzielle Anbieter identifiziert und bewertet.
Wertschöpfungsnetzwerke in Zeiten von Infektionskrisen / Value Networks
in Times of Infection Crises
(2021)
Die COVID-19-Pandemie hat eindrucksvoll die Schwachstellen heutiger
Wertschöpfungsnetzwerke aufgezeigt. Gemeinsam mit dem ‚Industrie 4.0 Maturity Center‘ hat das FIR im Auftrag des Forschungsbeirats der ‚Plattform Industrie 4.0‘ untersucht, wie anfällig heutige Wertschöpfungsnetzwerke gegenüber Krisen sind und welche Maßnahmen als Vorbereitung auf Störungen dienen.
Die jetzt veröffentlichte Expertise zeigt Potenziale und Maßnahmen zur Gestaltung resilienter Wertschöpfungsnetzwerke auf. Durch eine Kombination aus konkreten Handlungsoptionen für die langfristige Steigerung der Resilienz und einem Rahmenwerk zur Ableitung von kurzfristigen Reaktionen im Krisenfall unterstützt die Expertise Unternehmen bei der Vorbereitung auf zukünftige Krisen.
Wenn ein Produkt mit jedem Bearbeitungsschritt ein Unternehmen wechselt, bleiben in der gesamten Prozesskette viele Informationen außer Acht. Daher sinken die Flexibilität innerhalb der Prozesskette sowie die Transparenz über den genauen Produktzustand. Genau das ist der Fall in der Stahlindustrie. Komplexe Stahlbearbeitungsprozesse werden erst durch eine Spezialisierung und große hergestellten Mengen lukrativ, was dazu führt, dass mehrere Unternehmen an der Wertschöpfung beteiligt sind. Im Projekt ‚E2E-Parameter‘ wollen das Institut für Bildsame Formgebung (IBF) und der FIR e. V. an der RWTH Aachen die Transparenz und Flexibilität der Prozessketten durch überbetrieblichen Datenaustausch erhöhen.
Besonders in Krisenzeiten haben sich souveräne Lieferketten als essenziell herausgestellt, um systemrelevante Prozesse störungsfrei gewährleisten zu können. Allerdings ähnelt keine Krise der anderen. Hochwasser oder eine Wirtschaftskrise unterscheiden sich signifikant von einer Pandemie, sodass hier verschiedene politische, aber auch wirtschaftliche Maßnahmen der beteiligten Akteure gefordert sind. Dennoch haben Krisen eines gemein: Die frühzeitige Risikobewertung sowie das gezielte Agieren sind zur Bewältigung einer Krise notwendig.
Im Forschungsprojekt ‚PAIRS (Privacy Aware, Intelligent and Resilient CrisiS Management)‘ wurde ein domänenübergreifender Ansatz gewählt, um auf Basis einer hybriden KI-Methodik Krisenszenarien identifizieren und deren Entwicklung antizipieren zu können. Zusätzlich unterstützt die angestrebte servicebasierte Plattform die Akteure bei der Krisenfrühwarnung, dem Krisenmonitoring und der Bewertung von Reaktionsstrategien. Dadurch werden sie in die Lage versetzt, schnell auf Krisensituationen zu reagieren und Maßnahmen einzuleiten, um so negative Wirkungen zu minimieren. Gleichzeitig ermöglicht der Plattformansatz den Zugang zu diversen und verteilten Datenquellen sowie die Interaktion und Kooperation zwischen verschiedenen Services.