Produktionsmanagement
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Industrial practice shows a strong trend towards digitalization. It is not only economic crises, such as those triggered by Covid-19, that are reinforcing this trend. It is also the entrepreneurial urge to fulfill customer wishes in the best possible way and to adapt to new requirements as quickly as possible. Due to the advancing digitalization, the role of business application systems in manufacturing companies is therefore becoming increasingly important. The data processed in IT-Systems represent a great potential, especially for the evaluation of change requests in production. Through efficient change management, companies can record and process changes quickly. However, the necessary data basis to decide on existing change requests is still hardly used. Existing IT-Systems for change management coordinate the processing of change requests, but do not relate to data of operational application systems such as Enterprise-Resource-Planning. Therefore, a conceptual approach is required for the evaluation of change requests. This approach is based on an objective recording system that enables the transformation from the change description to an evaluation space. The paper presents an approach for the systematic transfer of requirement characteristics into the world of operational IT-Systems.
The Impact Of Manufacturing Execution Systems On The Digital Transformation Of Production Systems
(2021)
With the focus of manufacturing companies on the digital transformation, Manufacturing Execution Systems are market-ready, modular software solutions for manufacturing companies to integrate the value-adding and supporting processes horizontal and vertical in the company. Companies, especially small and mediumsized companies, face high internal and external costs for the implementation of the MES modules. An advantage of MES is the possibility to implement the systems in a continually, module-by-module approach, with the benefit of timely distributed investments. By realizing fast improvements, companies can use the benefits for further module implementations. This paper proposes a maturity model to measure the impact of an MES on the digital transformation of the company’s production systems. The model fulfils two purposes. The first, companies can measure the impact based on the difference between its current maturity index and the potential index of an implemented MES. The second is, the user can identify what impact an MES has in general on the digital transformation since the developed maturity model is derived from an established industry 4.0 maturity model. The development of the maturity model is based on the methodologies of AKKASOGLU and focuses on the further development of an established model. As an outlook, the application of the model will be described briefly. The proposed maturity model can directly be used by practitioners and offers implications for further development of MES functionalities.
The digital transformation brings up various new tasks to manage new business application software and integrate them into existing business processes and legacy systems, which are necessary to keep e.g. a production system running. Today, all these tasks are on the one hand not clearly defined and on the other hand, responsibility of these cross-disciplinary tasks is unclear in companies being mostly structured in a function-oriented way. While quality management has developed to a firmly established function of process excellence years ago, IT-application management is still to become an inevitable part of the digital transformation. There are just a few authors trying to define and describe this part, the related tasks, and necessary roles in an organization. In this paper, we show how the business needs of a company can influence the ideal adaptation of the digitization solutions and thus become the success of the digital transformation. We base the paper on a use case in manufacturing companies. We then describe how companies deal with business application systems today. Based on the framework Aachen Digital Architecture Management we describe how a company can holistically improve the management of business application systems.
The blockchain technology has been increasingly applied in industrial use-cases in recent years. Although the food industry fits in particular with the requirements for blockchain applications, since the actors barely know each other and trust plays a crucial role, it is not widely established in the food industry. There are efforts to increase transparency and enable traceability in food supply chains by applying blockchain technology to share data in a trustworthy way across companies and to ensure food quality standards. This technology can be further used to enable the identification of inconsistencies in sensor data and more efficient handling of food recalls across the food supply chain. The success of a new technology depends to a large extent on its acceptance by companies and their employees. This paper deals with the acceptance of such a blockchain application and presents a systematic literature review to summarize the methods and results of acceptance analyses of the blockchain technology in food supply chain s. Particular attention has been devoted to traceability. For this objective, research is analysed based on scientific methods and the results are systematically analysed.
Schwerwiegende Gesundheits- und Wirtschaftskrisen wie die Weltfinanzkrise (ab 2007) oder die Covid-19-Pandemie im Jahr 2020 haben aufgezeigt, in welch turbulentem Umfeld sich die globalisierte Welt heutzutage befindet und wie schnell gewohnte Abläufe in Wertschöpfungsketten unterbrochen und angepasst werden müssen. Die alltäglichen Anforderungen in dem sich immer schneller wandelnden digitalen Zeitalter wachsen stetig und sind komplexer denn je.
Unternehmen sind angehalten, immer kurzzyklischer auf sich ändernde
Bedingungen und Störungen zu reagieren und strategische Entscheidüngen
zur Gestaltung von Wertschöpfungsketten zu treffen. Nur mithilfe
einer umfassenden Datengrundlage und -kommunikation kann die strategische Planung der Supply-Chain effektiv erfolgen und somit die benötigte Robustheit und Agilität ermöglicht werden.
In the course of the energy transition, both the energy sector and the logistics industry are facing radical changes. Providing renewable energy is subject to natural fluctuations, which leads to continuous over- and undersupply. Besides, the insufficiency of clarity concerning the requirements of renewable energy as well as the extent of charging networks poses a tremendous problem. Especially in terms of mobility, many questions remain unaddressed. Despite the immense benefits of electrification within the industrial freight transport, companies have serious concerns about converting their fleets. The lack of transparency regarding the current status of charging infrastructure as well as its possibilities to expand, causes the inadequate acceptance of electric mobility in multimodal logistic chains. In order to profit from the far-reaching potential of the energy sector, a synergistic interaction of the “energy” and “mobility” sectors has to be conceived.
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.
Mit dem Forschungsprojekt ‚DaFuER‘ sollten, mit Blick auf betriebliche Rückmeldedaten, Methoden der Datenfusion zur Steigerung der Datenqualität unter die Lupe genommen werden. Lesen Sie hier die wichtigsten Ergebnisse, die am Anwendungsfall in der Demonstrationsfabrik Aachen veranschaulicht werden.
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.
Prinzipien zur erfolgreichen Umsetzung von KI-Geschäftsmodellinnovationen
In Zeiten des zunehmenden globalen Wettbewerbs und hoch vernetzter Wertschöpfungsketten entwickelt sich Künstliche Intelligenz zu einem immer wichtiger werdenden Wettbewerbsfaktor für Unternehmen am Wirtschaftsstandort Deutschland. Durch den Einsatz von KI-Verfahren können nicht nur interne Geschäftsprozesse kostensenkend optimiert, sondern auch neue, digitale Geschäftsfelder und -modelle erschlossen werden. Es lassen sich zum einen Trends identifizieren, denen der Einsatz von KI in deutschen Unternehmen folgt. Zum anderen zeigt sich, dass sich KI unterschiedlich stark auf verschiedene Dimensionen innovativer Geschäftsmodelle auswirkt. Insgesamt lassen sich so Prinzipien ableiten, die die erfolgreiche Umsetzung von KI-Geschäftsmodellinnovationen beschreiben.
Neue Technologie- und Anwendungstrends kennzeichnen KI-Nutzung
Die tatsächliche KI-Landschaft in den Wertschöpfungsketten von KI-nutzenden Unternehmen ist durch Trends gekennzeichnet. Diese lassen sich in Technologie- und Anwendungstrends unterteilen. Experteninterviews zeigen beispielsweise, dass KI-Anwendungen bevorzugt auf Cloud-Infrastrukturen entwickelt und bereitgestellt werden. Das wiederum rückt die Frage nach der Wahrung der Datensouveränität in den Vordergrund. Anwendung findet KI tendenziell zur Prognose und Überwachung.
Sechs Prinzipien beeinflussen die erfolgreiche Umsetzung von KI-Geschäftsmodellinnovationen
Fallstudien über ein breites Spektrum der deutschen Wirtschaft beleuchten, welche Aspekte eines KI-basierten Geschäftsmodells den größten Effekt auf das Unternehmen haben. Hier lässt sich ein besonders hoher Einfluss von KI auf das Nutzenversprechen neuartiger, digitaler Leistungen der Unternehmen an die Kundinnen und Kunden feststellen. So lassen sich sechs Erfolgsprinzipien zur erfolgreichen Implementierung von KI-Technologien identifizieren, um die wirtschaftliche Nutzung von KI für Unternehmen in Deutschland im globalen Wettbewerb weiter zu steigern. So empfiehlt es sich zum Beispiel – neben der Auswahl des richtigen KI-Anwendungsfalles – ebenfalls darauf zu achten, dass die KI-Anwendung sowohl den Anbietenden wie auch den Anwendenden nützt. Diese und weitere Erfolgsprinzipien werden detailliert in der Studie Künstliche Intelligenz – Geschäftsmodellinnovationen und Entwicklungstrends beschrieben.
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.
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.
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.
Nach heutigem Stand werden Industrie-4.0-Technologien überwiegend innerhalb der eigenen Unternehmensgrenzen eingesetzt. Ob Cloud-Computing, Big Data oder Künstliche Intelligenz – deutsche Unternehmen treiben die Entwicklung neuester Technologien hauptsächlich im Kontext der eigenen Produktion, Forschung oder allgemeiner interner Prozessoptimierung voran. Im Sinne einer ganzheitlichen Betrachtung sollten unternehmensübergreifende Initiativen jedoch nicht vernachlässigt werden. So sehen sich Unternehmen zunehmend neuen Herausforderungen ausgesetzt, von immer komplexerer Produktion bis hin zu globalem Wettbewerb und internationalen Wertschöpfungsketten. Gerade Disruptionen wie die COVID-19-Pandemie verdeutlichen, dass Agilität und Robustheit von Wertschöpfungsketten eine Grundvoraussetzung für den Unternehmenserfolg sind und die Supply-Chain-Resilienz in der aktuellen Zeit von großer Relevanz ist. Ziel dieser Veröffentlichung ist es, zu verdeutlichen, wie Industrie-4.0-Technologien in der Supply-Chain eingesetzt werden können, um die Resilienz zu steigern. Hierzu werden die bestehenden Herausforderungen, grundlegende Mechanismen der Resilienz, allgemeine Lösungsansätze sowie konkrete Technologien detailliert betrachtet.
Künstliche Intelligenz (KI) hat sich über die letzten Jahre stetig zu einem Thema mit strategischer Priorität für Unternehmen entwickelt. Das zeigt sich nicht zuletzt in der gesteigerten Investitionsbereitschaft deutscher Unternehmen in KI-Projekte. Wirtschaftliche Akteure haben erkannt, dass durch eine sinnvolle Nutzung von KI-Technologien Wettbewerbsvorteile erzielt werden können. Die vorliegende Studie legt das Augenmerk auf den industriellen Einsatz einer KI-Technologie, die bereits heute von vielen Unternehmen erfolgreich genutzt wird: Die natürliche Sprachverarbeitung (engl. Natural Language Processing, kurz NLP). Die wirtschaftlichen Potenziale der Technologie liegen dabei in ihrer Fähigkeit, betriebliche Abläufe zu automatisieren und die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine zu verbessern und zu vereinfachen. Ziel der Studie ist es, die Potenziale der NLP-Technologie für Unternehmen nutzbar zu machen, indem konkrete Anwendungsfälle und allgemeine Handlungsempfehlungen sowie Nutzen und Risiken aufgezeigt werden.
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.
Blockchain-Lösungen sind bisher vor allem im Finanzbereich bekannt
und erfolgreich. Doch ihre unbestreitbaren Vorteile bieten weit darüber
hinaus Potenzial und machen sie auch für industrielle Anwendungen
interessant. Vor allem Lieferketten mit ihren komplexen Strukturen,
vielen Beteiligten sowie verschiedensten Material-, Informations- und
Finanzströmen lassen sich mit der Technologie erheblich effizienter
gestalten.
Nachhaltig dank Blockchain
(2021)
Nachhaltiges Wirtschaften und verantwortungsvoller Umgang mit Ressourcen und Umwelt haben in der deutschen Gesellschaft sowie für Unternehmen einen hohen Stellenwert erlangt. Das belegt etwa das 12. Hermes-Barometer von 2020. Um Aussagen zur Nachhaltigkeit von Endprodukten treffen zu können, müssen relevante Informationen über die gesamte Lieferkette aufgenommen und verteilt werden. Dies erfordert Transparenz. Mit der stärkeren Verflechtung der Unternehmen und dem Austausch umfassender, teilweise sensibler Daten, gewinnen aber auch die Themen Datensicherheit und Datenschutz an Relevanz.
Die zunehmende Integration von IT-Systemen erhöht ebenfalls den potenziellen Schaden durch Angriffe. Die technologische Grundlage für die geforderte Transparenz und IT-Sicherheit kann die Blockchain bieten – eine verteilte Datenbank mit außerordentlicher Datensicherheit, Verfügbarkeit von Informationen in Echtzeit im gesamten Netzwerk und hoher Verlässlichkeit. Daten zu Emissionen, Arbeitsbedingungen, Materialherkunft und weiteren Nachhaltigkeitskriterien lassen sich so entlang der Lieferkette aufnehmen und verteilen. Im Forschungsprojekt „ABChain“ untersuchen Wissenschaftler am Forschungszentrum FIR der RWTH Aachen, wie eine Blockchain-Applikation im Supply Chain Management aufgebaut sein muss, um den Anforderungen durch die beteiligten Stakeholder sowie den technologischen Bedingungen der Blockchain-Technologie zu entsprechen.
Mehr als nur ein Hype
(2021)
Blockchain-Lösungen sind bisher vor allem im Finanzbereich bekannt und erfolgreich. Doch ihre unbestreitbaren Vorteile bieten weit darüber hinaus Potenzial und machen sie auch für industrielle Anwendungen interessant. Vor allem Lieferketten mit ihren komplexen Strukturen, vielen Beteiligten sowie verschiedensten Material-, Informations- und Finanzströmen lassen sich mit der Technologie erheblich effizienter gestalten.