Produktionssysteme

Flexible Produktionssysteme in der Praxis

Ulrich Berger, Thomas Creutznacher, BTU Cottbus-Senftenberg, Raffaello Lepratti und Steffen Lamparter, Siemens AG, München/Nürnberg

Deutschland hat bekanntermaßen einen sehr leistungsstarken Industriesektor, dessen Produkte weltweit nachgefragt werden. Diese Stärke lässt sich aus der guten Kooperation zwischen international agierenden Konzernen und einem breiten Spektrum mittelständischer Unternehmen herleiten. Dabei nimmt das produzierende Gewerbe rund 50 % der deutschen Exporte ein. Die wesentlichen Erfolgsfaktoren sind dabei die hohen Qualifikationen der Arbeitskräfte, die weltweit bekannte hochgradige Qualität der Produkte, das dynamische Innovationssystem und die hohe Produktivität der Unternehmen. Allerdings stehen diese Unternehmen vor einer Vielzahl von Herausforderungen. Dazu zählt neben dem steigenden internationalen Wettbewerbsdruck die Notwendigkeit von kontinuierlichen Innovationen, um den Wettbewerbsvorsprung zu verteidigen. Zudem werden die Wertschöpfungsnetze immer komplexer und die Märkte volatiler [1]. Vor dem Hintergrund dieser Entwicklungen spielen flexible Produktionssysteme eine immer größere Rolle. Um Flexibilität in einem globalen Wertschöpfungsnetzwerk zu ermöglichen, sind Lösungen notwendig, wie sie auch in der vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie formulierten Vision „Industrie 4.0“ adressiert werden. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse einer kooperativen Industriebefragung über flexible Produktionssysteme beschrieben, welche im Kontext des europäischen Forschungsprojekts cPAS durchgeführt wurde. Auf dieser Basis werden Anforderungen und Potenziale einer zunehmenden horizontalen Integration zwischen Unternehmen sowie zwischen Produktionsplanungs- und Laufzeitsystemen diskutiert.

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Machine Learning

Machine Learning in der adaptiven Fertigungssteuerung
Genetischer Algorithmus zur Bewertung alternativer Arbeitspläne

Berend Denkena, Sören Wilmsmeier und Florian Winter

In der Arbeitsplanung werden derzeit zumeist statische Bedingungen angenommen und vermeintlich optimale Fertigungsabfolgen vor dem Produktionsstart festgelegt. Dynamische Einflüsse während der Fertigung führen zu unsystematischen Umplanungen und einem ineffizienten Planungsergebnis. Im Folgenden wird daher ein Ansatz zur adaptiven Fertigungssteuerung mit Hilfe eines Genetischen Algorithmus präsentiert.

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Fabriksoftware des Jahres

Das beste Pferd im Stall
Der Fabriksoftware-Kongress ging in die zweite Runde

Hanna Teuer

Beginnen wir mit einem Rätsel: Sie ist zunehmend unverzichtbar, trotzdem oft noch unterschätzt, ihr Promi-Status ist noch in Arbeit, doch trägt ein Kongress bereits ihren Namen. Gemeint ist – die Fabriksoftware. Für den Wertschöpfungsprozess eines Unternehmens ist sie von enormer Relevanz; in Zeiten der Digitalisierung mehr denn je. Sie ist das beste Pferd im Stall, wer nicht auf sie setzt, verliert das Rennen, es jubelt der Buchmacher.

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Fertigungssteuerung in der variantenreichen Auftragsfertigung

Ein Vorgehen in drei Schritten

Christoph Koch, Daniel Trzyna, Hermann Lödding und Andreas Mehlhart

Die systematische Konfiguration der Fertigungssteuerung ist erforderlich, um die logistischen Ziele einer Fertigung zu erreichen. In der Auftragsfertigung sind kurze und stabile Durchlaufzeiten wichtige Ziele. Eine bestandsregelnde Auftragsfreigabe und die Reihenfolgebildung nach Termin unterstützen auch bei hoher Produktvarianz und komplexen Materialflüssen die logistische Zielerreichung. In diesem Anwendungsfall werden die Effekte durch eine vergleichende Messung belegt.

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Konzept zur Einführung der Fabriksoftware der Zukunft

Jörg Rehage

Einige Erkennisse um die tatsächlichen Integrationsbelange von MES sind scheinbar selbst an Normverbänden wie z.B. der MESA (Manufacturing Enterprise Solutions Association) vorbeigeschlichen. Betriebs- und Unternehmenscontrolling, sowie die gesamte Produktentwicklung (PDM /PLM/ PM /KM usw.) sind bislang noch kein Bestandteil der normativen MES-Welt. Einige wenige Systemhersteller jedoch haben diese Normwelt durchbrochen und MES + PDM/PLM als unzertrennlich zusammengeführt.

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PLUGandWORK - Maschinen und Komponenten für Industrie 4.0 befähigen

Olaf Sauer

PLUGandWORK ist ein Konzept zur Interoperabilität in Industrie 4.0, bestehend aus konkreten Lösungen zur semantischen Beschreibung von Maschinen und Anlagen sowie deren Komponenten. Ziel ist es, manuelle Konfigurationsarbeiten weitgehend zu reduzieren und so allgemein verständliche, schnelle und sichere Verbindungen von Geräten und überlagerter Software zu erreichen.

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Fertigungsmanagementsystem für KMU

Berend Denkena, Alexander Georgiadis und Robert Patzke

Im folgenden Artikel werden die speziellen Anforderungen an Fertigungsmanagementsysteme in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) mit Kleinserienfertigungen erläutert. Darauf aufbauend wird die Entwicklung eines neuen Systems, das die konkurrierenden Zielvorgaben aus maximaler Kundenindividualität und minimalen Kosten in Anschaffung, Implementierung und Betrieb lösen soll, vorgestellt. Das System soll KMU als Werkzeug dienen, schnellere und sichere Entscheidungen in der Fertigung zu treffen, um die Wirtschaftlichkeit zu steigern.

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Produktkonfiguration auf der Grundlage dynamischer Dokumentstrukturen

Erik Oestreich und Tobias Teich

Der Automobilmarkt für Fahrzeuge der Oberklasse ist in den letzen 10 Jahren gegen den allgemeinen Trend um mehr als 80% gewachsen. Neben den Serienmodellen dieser Klasse stehen dabei immer stärker die individuellen Wünsche der Kunden im Mittelpunkt des Interesses. Die Hersteller begegnen diesem Trend mit einer großen Palette exklusiver Pakete, mit deren Hilfe sich fast jeder Kundenwunsch erfüllen lässt. Vertriebsseitig wird dieser Prozess heute bereits durch den Einsatz internetbasierter Produktkonfiguratoren gut unterstützt. Ein anderes Bild zeigt sich im Bereich der Arbeitsvorbereitung. Hier fehlen oftmals geeignete Systeme für eine durchgängige informationstechnische Abbildung individueller Produktspezifikationen. Ein neuer Ansatz zur Produktkonfiguration kann an dieser Stelle Abhilfe schaffen.

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Mit Kennzahlen zur effizienten Produktion

Rainer Deisenroth

Um nachhaltig effizienter produzieren zu können, brauchen Unternehmen belastbare Kennzahlen aus der laufenden Fertigung als Steuerungselement. Die hohe Kunst besteht dabei darin, aus vielen Daten (Big Data) aussagekräftige und verwertbare Informationen (Smart Data) zu generieren.

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Industrie 4.0: MES ermöglicht Dezentralisierung

Jürgen Kletti

Auf dem Weg ins Industrie 4.0-Zeitalter stehen Fertigungsunternehmen vor der Herausforderung, die wachsende Komplexität zu beherrschen und gleichzeitig effizienter zu werden. Dezentralität in der Organisation ist hierfür ein zielführender Ansatz – aber dabei wird klar: ohne ein Manufacturing Execution System (MES) funktioniert das nicht! Warum das so ist, ergibt sich aus der Konkretisierung des Zukunftskonzepts MES 4.0.

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