Inhalte der Online-Ausgabe 4-2022

Nachhaltigkeit bedeutet Zukunftsfähigkeit

P. Burggräf – Lehrstuhl für International Production Engineering and Management IPEM, Universität Siegen (Editorial)

Das Erreichen von Klimaneutralität ist eine komplexe technologische und gesellschaftliche Herausforderung – und das nicht erst seit dem Pariser Klimaabkommen. Der Deutsche Bundestag hat in einer Neuauflage des Klimaschutzgesetzes das nationale Ziel gesetzt, bis 2045 klimaneutral zu werden. Dazu stellt der Industriesektor als einer der fünf emissionsintensivsten Sektoren einen wesentlichen Stellhebel dar. Viele deutsche Unternehmen haben sich selbst ambitionierte Ziele zum Erreichen von Klimaneutralität deutlich vor 2045 gesetzt. Dies zeigt: Die Industrie hat die Herausforderung angenommen. S. 205

Green Factories: Ein Ordnungs­rahmen als Wegweiser*

P. Burggräf; T. Adlon, J. Salzwedel, M. Ebade Esfahani, C. Weiler, F. Paßlick – IPEM, Uni Siegen; WZL der RWTH Aachen

Zukünftig steigende CO₂-Preise bedingen eine stärkere Verknüpfung ökonomischer und ökologischer Ressourceneffizienz. Einer entsprechenden Gestaltung der Produktionsstätten von Industrieunternehmen kommt daher eine Schlüsselrolle zu. Der Beitrag skizziert in zwei Teilen einen Ordnungsrahmen für Green Factories auf verschiedenen Hierarchie- und Funktionsebenen. Abschließend werden die Folgen einer zukünftig zunehmenden Relevanz der Thematik für die Fabrikplanung sowie aufgeworfene Forschungsfragen diskutiert. S. 206

Digitale Fabrikplanung als Befähiger zur Erreichung der Klimaziele*

P. Burggräf, T. Adlon, M. Beyer, T. Xu, N. Lehde genannt Kettler, R. Koc – WZL der RWTH Aachen

Der prognostizierte Bedarf nach Wasserstoff für industrielle, energetische und mobile Anwendungen bedingt deutlich erweiterte Herstellungskapazitäten. Die Produktionen von Wasserelektrolyseuren wiederum sind jedoch gekennzeichnet durch eine teilautomatisierte Einzelfertigung, die den erwarteten Absatzzahlen nicht gerecht wird. Dieser Beitrag skizziert einen strategischen Entwicklungsplan, um mittels digitaler Fabrikplanung skalierbare Fabrik- und Produktionskonzepte für Elektrolyseure zu erarbeiten. Im Anschluss werden zu untersuchende Handlungsfelder abgeleitet. S. 210

Einfluss des Multiprojekt­managements auf Fabrikziele*

J. Hook, P. Nyhuis; L. Nielsen – Institut für Fabrikanlagen und Logistik (IFA), Produktionstechnisches Zentrum der Leibniz Universität Hannover; Bahlsen GmbH & Co. KG, Hannover

Unternehmen initiieren regelmäßig Projekte, um durch ständige Anpassung und Veränderung ihre Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. Zur effizienten Planung und Steuerung der Projekte werden Modelle des Multiprojektmanagements (MPM) ein­gesetzt. In diesem Beitrag werden Abhängigkeiten zwischen Wirkgrößen solcher Modelle in Form von Stell- und Regel­größen untersucht, um das MPM um ein Wirkmodell nach dem Vorbild der Produktionsplanung und -steuerung (PPS) erweitern zu können. S. 216

Formale Sprachen für Fabriksimulation*

D. Strljic; A. Kienzlen, O. Riedel – Graduate School of Excellence advanced Manufacturing Engineering (GSaME); Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW), Uni Stuttgart

Während des Fabriklebenszyklus werden viele verschiedene Simulationsmodelle eingesetzt. Diese benötigen spezialisierte Simulationsmethoden und -werkzeuge, die je ein neues Simulationsmodell erfordern, das manuell in einer spezifischen Modellierungssprache erstellt wird. Der Beitrag zeigt eine Analyse von Ansätzen für die Fabriksimulationsbeschreibung mit dem Ziel einer durchgängigen Fabriksimulation. Diese erlauben einen Datenaustausch, aber keine dynamische Kopplung oder Generierung, darum wird ein Fabrikmodell umrissen.  S. 221

Logistische Ansätze zur Produktklassifizierung*

T. Kämpfer, P. Nyhuis – Leibniz Universität Hannover, Institut für Fabrikanlagen und Logistik (IFA)

Herkömmliche Ansätze zur Klassifizierung von Produkten reichen heutzutage nicht mehr aus, um die Vorteilhaftigkeit von Produkt­portfolios ganzheitlich zu bewerten. Insbesondere logistische Treiber­größen wie die Materialvielfalt oder Rüstzeiten werden bisher typischerweise nicht im Rahmen der Produktportfoliooptimierung genutzt. Dieser Beitrag systematisiert produktseitige Treiber von logistischen Zielgrößen und macht sie einer Nutzung als Klassifizierungsgrößen zugänglich. S. 227

Planung und anforderungs­gerechte Auswahl von FTS*

N. Hoppe, M. Freitag; L. Rolfs, C. Petzoldt; A. Putzka – Uni Bremen, Fachbereich Produktionstechnik; BIBA Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH; Plan B Automatisierung GmbH, Bremen

Fahrerlose Transportsysteme bieten großes Potenzial für die Optimierung intralogistischer Prozesse. Durch vielfältige Prozess- und Umgebungsanforderungen hat sich ein varianten­reicher Markt mit vielen Anbietern entwickelt. Eine passende Lösung zu finden und auszuwählen stellt viele Unternehmen vor eine große Herausforderung. Dieser Beitrag zeigt, wie ein Softwaretool umgesetzt werden kann, das den Anwender systematisch durch die Anforderungsaufnahme führt und bei der Lösungsauswahl unterstützt. S. 232

DezPatch zur Verbesserung der Termineinhaltung*

D. Umgelter, D. Bauer, A. Sauer – Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart

Mit DezPatch wird ein dezentraler Dispatcher zur Verbesserung der Termineinhaltung in der komplexen Werkstattfertigung der Halb­leiterindustrie vorgeschlagen. Vier Algorithmen zur Priorisierung von Produktionsaufträgen in Puffern vor Arbeitsstationen werden mittels diskreter Eventsimulation untersucht. Durch Berücksichtigung der Kennzahlen Flussgrad, Fertigstellungsgrad und Pufferreichweite kann neben der mittleren Termineinhaltung auch der mittlere Durchsatz verbessert werden. S. 238

Lösungsmuster zur Produktionssystemplanung*

L. Schäfer, A. Reichardt, G. Lanza – wbk Institut für Produktionstechnik, Karlsruhe

Eine steigende Variantenvielfalt und Änderungsdynamik bedingen regelmäßige Anpassungen der Produktionssysteme produzierender Unternehmen. Der in diesem Beitrag beschriebene Ansatz eines Lösungsmusters enthält ein schrittweises Vorgehen zur modularen, integrierten Planung von Produktionssystemen. Dabei wird produkt- und produktionsseitiges Wissen in eine einheitlich strukturierte Form überführt und darüber eine Lösung für das Produktionsplanungs­problem abgeleitet. S. 243

Automatisiertes Nesting in additiven Prozessketten*

F. Meister, J. Mück, A. Hohmann, C. Seidel – Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV, Augsburg

Im Vergleich zur konventionellen Fertigung ist der schichtweise Bauteilaufbau der additiven Fertigung durch eine höhere Flexibilität gekennzeichnet. Die auch als 3D-Druck bezeichneten additiven Fertigungsverfahren erlauben die Herstellung mehrerer unterschiedlicher Komponenten in einem Bau- beziehungsweise Druckvorgang. Im Rahmen der Produktionsplanung und -steuerung gilt es daher, eine ressourcenoptimierte Zusammenstellung für die Bauvorgänge zu ermitteln. S. 248

Produktion mit Vertrauen: Konzept eines digitalen Notars*

M. Alaluss, C. Drechsler, R. Kurth, A. Mauersberger, S. Ihlenfeldt; R. Labs, M. Marré – Fraunhofer- Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, Chemnitz; Fachhochschule Südwestfalen, Labor für Massivum­formung LFM, Iserlohn

Digitale Geschäftsmodelle wie Pay-per-Use werden für komplexe Produkte, Prozesse und Dienstleistungen in der Produktionstechnik bislang kaum angewendet. Ein Grund dafür liegt in einem Informationsdefizit auf Leasinggeberseite, insbesondere von notwendigen und sensiblen Produktionsdaten der Maschinennutzer. Dies wirkt hemmend auf eine wissensbasierte Preisbildung und führt zu Geschäfts­risiken. Dieser Beitrag stellt einen neuen Informationspfad mittels eines digitalen Notars vor, also einer technischen Lösung für eine sichere, zustandsabhängige Preisbildung, um dieses Defizit aufzulösen. S. 253

Auf dem Weg zum digitalen Zwilling*

S. Fur, A. Mages, A. Wortmann, O. Riedel – ISW, Uni Stuttgart

Simulationsmodelle der virtuellen Inbetriebnahme eignen sich als Grundlage für digitale Zwillinge von Produktionsanlagen, da sie das Verhalten dieser Anlagen abbilden und häufig bereits aus der Entwicklungsphase zur Verfügung stehen. Der Stand der Technik zeigt allerdings, dass zwischen dem Verhalten der Modelle und dem der realen Systeme noch erhebliche Diskrepanzen bestehen. In diesem Beitrag wird eine Methodik zur Kompensation von Diskrepanzen exemplarisch an einer Fräsanlage untersucht. S. 258

Datennutzung in der Produktionssystementwicklung

I. Wiederkehr, C. Koldewey, R. Dumitrescu; M. Marré, D. Panick – Heinz Nixdorf Institut (HNI), Universität Paderborn; Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM; LFM Fachhochschule Südwestfalen

Daten verändern Produkte sowie die dazugehörige Planung, Entwicklung und Produktion. Zunächst wird ein Überblick des Status quos der Datennutzung in diesen Bereichen aufgezeigt. Ferner werden Potenziale und Herausforderungen vor dem Hintergrund der daten­gestützten Produktplanung beleuchtet und Implikationen für die Produktionssystementwicklung abgeleitet. S. 264

Synchronisierte Modularisierung in der Fertigung*

H. Kohl, J. Torka, T. Knothe, J.-P. Goppold – Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK, Berlin

Die Modularisierung gilt schon seit Langem als eine der Grundeigenschaften von wandlungsfähigen Produktions­systemen. Die Umsetzung der Modularisierung von Anlagen, Prozessen und der Shopfloor-IT ist bis heute herausfordernd. In diesem Beitrag wird eine Methodik zur Entwicklung von modularisierter Fertigung und der sie steuernden Shopfloor-IT an einem Beispiel in der Montage vorgestellt. Ausgehend von den wirtschaftlichen Zielen erfolgen die gemeinsame Ableitung und Realisierung der Montage- sowie der Shopfloor- IT-Module auf Basis eines integrierten Modells. S. 269

* Bei den mit einem Stern gekennzeichneten Beiträgen handelt es sich um Fachaufsätze, die von Experten auf diesem Gebiet wissenschaftlich begutachtet und freigegeben wurden (peer-reviewed).