Professor Stefan Spinler leitet den Lehrstuhl für Logistikmanagement an der WHU – Otto Beisheim School of Management. Ein Gespräch darüber, ob Unternehmen hamstern sollten, Lean Management ausgedient hat und wieso ein digitaler Datenaustausch für das Risikomanagement hilfreich wäre.

Zwei wichtige Botschaften sind mir in den letzten Wochen auf den Schreibtisch gekommen. Die Hans-Böckler-Stiftung findet in einer Befragung heraus, dass die Arbeitsverdichtung bei den Beschäftigten in den Betrieben immer mehr zunimmt. Eine Studie der Wirtschaftshochschule WHU stellt fest, dass der deutsche Mittelstand die Digitalisierung verschläft.

Kleine und mittelständische Unternehmen mit bis 250 Mitarbeitern sind das Rückgrat der deutschen Industrieproduktion. Doch ergeben sich zunehmend große Herausforderungen für die Produktionssysteme zur Einzel-, Klein- und Mittelserienproduktion: Fachkräftemangel, steigende Personalkosten, hohe Produkt- und Bauteilvarianz, unablässige Termintreue sowie neue Anforderungen für nachweisliche Energieffizienzsteigerungen bedingen produktivere und wettbewerbsfähigere Produktionssysteme. Ein Ansatz hierfür stellt die Automatisierung für die Be- und Entladung von Werkzeugmaschinen mit Roh- und Fertigteilen, Werkzeugen sowie Spannmitteln dar. Aktuell gibt es hierzu keine schlüsselfertigen Lösungen für den Mittelstand. Anbieter wie DMG-Mori oder Torwegge haben 2019 zwar erstmals Lösungen vorgestellt, es mangelt jedoch noch an der Eignung für den Mittelstand, den hohen Kosten sowie der begrenzten Skalier-, Erweiterbar- und Integrierbarkeit in das gesamte Ökosystem der Produktion und IT.

Vier Milliarden Kunststoffteile stellt Sulzer Applicator Systems pro Jahr im Spritzgussverfahren her. Wie das gelingt und wie sich dabei eine Produktivitätssteigerung von mehr als zehn Prozent erreichen lässt, zeigt ein Blick in die Fertigung bei Sulzer in Haag, Schweiz.

In der kundenorientierten Schalttafelmontage besteht die Notwendigkeit einer flexiblen Prozesssteuerung sowie der Reaktionsfähigkeit gegenüber nachträglichen konstruktiven Anpassungen. Analoge Informationsflüsse sowie die zeitlich weit vor Montagebeginn liegende physische Materialzuordnung zu den jeweiligen Aufträgen bilden diesen Sachverhalt nicht ausreichend ab. In diesem Beitrag wird daher ein System zur digitalen Kommunikation und einem flexiblen Materialeinsatz vorgestellt.

Konzentrieren sich aktuelle Untersuchungen zu den Auswirkungen von Industrie 4.0 hinsichtlich Geschäftsprozesse auf die Beschreibung einer Zukunftsvision unter Einsatz cyber-physischer Systeme und der Betrachtung isolierter Industrie 4.0-Technologien, so ist die Fokussierung von Veränderungsmechanismen auf der prozessualen Metaebene Gegenstand dieses Artikels. Im Folgenden sind Untersuchungen dreier Umsetzungsbeispiele cyber-physischer Systeme dargestellt.

Industrie 4.0 und die damit verbundene Vernetzung der gesamten Wertschöpfungskette sind zentrales Thema in der deutschen Fertigungsindustrie. MES gilt dabei als einer der Enabler für Industrie 4.0. 

Wenn komplexe Bauteile und Herstellungsverfahren zu einer immer größeren Herausforderung für Maschinen werden, wird es Zeit, aufzurüsten: mit Sensorik, die große Datenmengen mit 5G- und Cloudtechnologie nahezu verzögerungsfrei überträgt und die Maschine mit neuen Funktionen zur Prozessüberwachung und -regelung ausstattet. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen entwickelt im Projekt 5GSensPRO gemeinsam mit sieben Industriepartnern ein modular erweiterbares Sensor-Cloud-System für bestehende Maschinen. Dieses System umfasst Sensorik, Steuerungs-, Auswerte- und Visualisierungssoftware, Schnittstellen und Kommunikationsprotokolle, um hochdynamische Produktionsprozesse gründlicher zu überwachen und adaptiv zu regeln. Das weltweit erste 5G-Mobilfunknetz, das vollständig drahtlos in einer Produktionsumgebung arbeitet, steht dem Konsortium zu Forschungszwecken in der Maschinenhalle des Fraunhofer IPT zur Verfügung. Mit dem Ziel, die produzierende Industrie durch 5G schneller und effizienter zu gestalten, wird in den kommenden zwei Jahren die 5G-Forschungsumgebung in einem weiteren Projekt 5G-Industry Campus Europe auf die Fläche des Campus Melaten in Aachen ausgedehnt. Dort entsteht eine einzigartige 5G-Testumgebung, in der die Projektpartner im Sinne der industriellen Transformation, Anwendungen von 5G-Technologie in der Produktion umsetzen und untersuchen.

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.

Teile mit einer Größe von einigen Mikrometern bis zu wenigen Millimetern, sogenannte Mikrobauteile, werden von der Mikrosystemtechnik bis hin zur Medizintechnik vermehrt benötigt. Hierbei liegen die Herausforderungen für die Forschung und Entwicklung nicht nur in der Miniaturisierung und Entwicklung technischer Verfahren. Für die Einbindung in Produktionsprozesse werden geeignete Handhabungstechniken benötigt. Dieser Beitrag gibt eine Übersicht der Handhabungsprinzipien und –techniken zum Greifen, Fördern, Ablösen und Sortieren von Mikroobjekten. Die unterschiedlichen Prinzipien werden insbesondere an Beispielen aus dem Bereich der Greiftechnik dargestellt.

Der Aufbau eines nachhaltigen „IT-Produktionsgedächtnisses“ durch die MES-Implementierung aus Maschinen- und Betriebsdatenerfassung sorgt bei der Tillmann Profil GmbH für mehr Transparenz und besseres Produktionscontrolling.

In diesem Beitrag werden die theoretischen Grundlagen der Maschinenbelegungsplanung für mehrstufige Produktionsumgebungen erörtert und davon ausgehend Lösungsverfahren für Belegungs-
probleme unter praxisrelevanten Problemstellungen entwickelt. In der Printausgabe von productivITy (Ausgabe 2-17) wurde eine Kurzfassung dieses Beitrages veröffentlicht. In der hier vorgelegten Online-Fassung werden die Abbildung praxis-
typischer Rahmenbedingungen für die Maschinen-
belegungsplanung sowie die Bewertung alternativer Belegungsplänen ausführlicher beschrieben.

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In modernen Fabrikbetrieben wird nach Lösungen zur Reduktion von Energiekosten und Kohlenstoffdioxidemissionen gesucht, dabei jedoch häufig die Beleuchtung vernachlässigt. Durch die stetige Weiterentwicklung der LED existieren marktreife intelligente Beleuchtungssysteme, die äußerst energieeffizient und emissionsarm sind und darüber hinaus weitere Nutzenpotenziale zur Prozessverbesserung aufweisen.