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2017 | Buch

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Metamorphose zur intelligenten und vernetzten Fabrik

Ergebnisse des Verbundforschungsprojekts MetamoFAB

herausgegeben von: Nils Weinert, Martin Plank, André Ullrich

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Wirtschaft" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Dieses Werk entstand im Rahmen des Verbundforschungsprojekts MetamoFAB als gemeinsamer Ergebnisbericht des Projektkonsortiums. Neben methodischen Vorgehensweisen und Hilfsmitteln werden insbesondere auch exemplarische Fallbeschreibungen aufgeführt.

Auf methodischer Seite wird die beschriebenen generelle Vorgehensweise zur Planung und Umsetzung der Transformation von Unternehmen in die Industrie 4.0 durch detaillierte methodische Hilfestellungen für die Entwicklung der Aspekte Mensch, Technik und Organisation in der Fabrik ergänzt. Die detaillierte Beschreibung erlaubt eine eigenständige praktische Umsetzung des Vorgehens.

Die vorgestellten Fallbeispiele stellen Erfahrungsberichte dar, die zwar keine direkte Übertragbarkeit, sehr wohl aber eine Orientierung bei der Entwicklung eigener Lösungsansätze und Transformationspfade bieten. Handlungsempfehlungen, die aus den Erfahrungen sowohl in der Methodenentwicklung als auch der exemplarischen Anwendung in den Fallbeispielen abgeleitet wurden, bieten kurze und prägnante Hinweise für die eigene Arbeit.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

Zusammenfassung

Hinter dem Begriff Industrie 4.0 verbirgt sich ein grundlegender Wandel der produzierenden Industrie. Dieser beruht auf der zunehmenden Integration von Digitalisierungslösungen, Prinzipien der Informations- und Kommunikationstechnik sowie neuen Organisationsprinzipien in industriell-produktionstechnischen Anwendungsfeldern. In der intelligenten und vernetzten Produktion der Zukunft kommunizieren Menschen, Ressourcen und Dienste in Echtzeit miteinander, um Produktionsabläufe zu optimieren. Cyberphysische Systeme (CPS) – also physische Artefakte mit der Fähigkeit zur Erfassung und Verarbeitung von physischen Daten sowie zur Kommunikation (z. B. [Mono-2016], [WGP-2016]) – bilden hierfür die Grundlage, indem sie Maschinen und Anlagen sowie Produkte zu Industrie 4.0-Komponenten erweitern. Entscheidungen über betriebliche Abläufe werden basierend auf der aktuellen Situation auch von technischen Entitäten in Echtzeit getroffen, so dass individuelle Produkte trotz erhöhter Komplexität wirtschaftlich effizient produziert werden können.

Nils Weinert

2. Industrie 4.0 im Produktionsumfeld

Zusammenfassung

Ausgehend von der Investitionsgüterindustrie drehte sich im letzten Jahrzehnt die Komplexitätsspirale rasant weiter, so dass kundenauftragsindividuelle Prozesse auch im vormals Seriengeschäft erforderlich wurden, was Jovane bereits 2003 vorausgesagt hatte [Jov-03]. Viele Industrieunternehmen sind heute in der Lage, eine hohe Variantenvielfalt und Mass-Customization auf Basis vorkonfigurierter Modulstrukturen zu beherrschen [Wal-14a]. Die wirtschaftlichen Grundparameter, wie Liefertreue, Kosten und Qualität, sind dabei mindestens auf dem gleichen Niveau wie beim Standardgeschäft zu halten.

Thomas Knothe, Jörg Reiff-Stephan, Gergana Vladova, André Ullrich, René von Lipinski, Dirk Buße, Manuel Kern

3. Metamorphose zur intelligenten und vernetzen Fabrik

Zusammenfassung

In diesem Kapitel wird die MetamoFAB-Vorgehensweise zur Transformation von bestehenden Fabriken zur individuellen Industrie 4.0-Vision vorgestellt und beschrieben. Nach einer kurzen Ausführung von Fragestellungen und Motivation von Unternehmen erfolgt die Einführung in die Vorgehensweise. Zu Beginn wird aufgezeigt, wie der bereits in Abschn. 1.1 vorgestellte Transformationsprozess mithilfe einer methodenbasierten Vorgehensweise schrittweise geplant und durchgeführt werden kann. Die Ausgangsituation, das Vorgehen und die Ergebnisse jeder der einzelnen Schritte werden kurz erläutert (Abschn. 3.1). In den weiteren Abschnitten des Kapitels folgt darauf die detaillierte Beschreibung dieser Methoden in den Kapitelabschnitten zu den Dimensionen Mensch in Abschn. 3.2.1, Technologie in Abschn. 3.2.2 und Organisation in Abschn. 3.2.3. Interessierten Leserinnen und Lesern wird es somit ermöglicht, einen Überblick zur Vorgehensweise zu bekommen und im Anschluss die detaillierten Beschreibungen der Methoden, Modelle und Instrumente für die Dimensionen Mensch, Technologie und Organisation (MTO) zu lesen.

Erdem Geleç, Manuel Kern, Benjamin Schneider, André Ullrich, Gergana Vladova, Norbert Gronau, René von Lipinski, Dirk Buße, Nicole Oertwig

4. Werkzeuge

Zusammenfassung

Mit dem modellbasierten Transformationscockpit wird Betrieben ein Werkzeug in die Hand gegeben, um flexible Prozessnetze, die im Rahmen der Transformation erforderlich sind, zuverlässig zu überwachen und zu steuern. Es bildet das Informations- und Entscheidungszentrum für alle wesentlichen Fabrikprozesse und -ressourcen. Die großen Datenmengen werden mit geeigneten Aufbereitungs- und Auswertungsmechanismen in Echtzeit dort visualisiert, wo sie gebraucht werden. Das Transformationscockpit bündelt sämtliche im Unternehmen verfügbaren Informationen und Prozesse, so können diese punktgenau überwacht und anschaulich nachvollzogen werden. Das Cockpit liefert jederzeit eine exakte Übersicht über die Gesamtsituation des Betriebs. Neben den Prozessen wird über den Zustand der Fertigungsanlagen informiert, so dass jeder Mitarbeiter zum „Prozess-Controller“ für seinen Verantwortungsbereich wird.

Nicole Oertwig, Sven O. Rimmelspacher, Gergana Vladova, André Ullrich, Norbert Gronau, Erdem Geleç

5. Anwendungsbeispiele

Zusammenfassung

Die industriellen Anwendungspartner Festo, Infineon und Siemens gingen im Rahmen des Forschungsprojekts MetamoFAB nach den entwickelten Methoden vor. In diesem Rahmen sind drei unabhängige Demonstratoren für unterschiedliche Fabriken entstanden, welche die ersten Realisierungsschritte in Richtung der jeweiligen standortspezifischen Vision darstellen.

Martin Plank, Johanna Königer, Mathias Dümmler, Nils Weinert, Christian Mose

6. Handlungsempfehlungen

Zusammenfassung

Im Verlauf des Projekts MetamoFAB wurden sowohl bei der konkreten Betrachtung der drei Anwendungsfälle als auch bei der Methodenentwicklung und -erprobung sowie an darüber hinausgehenden Beispielen umfangreiche Erfahrungen gesammelt. Diese Erfahrungen wurden projektbegleitend erfasst und zwischen den Projektpartnern, aber auch mit projektexternen Stakeholdern und Fachexperten aus Praxis und Forschung diskutiert sowie reflektiert. Im Ergebnis wurden Handlungsempfehlungen formuliert, die in kurzen Aussagen wesentliche Erkenntnisse für die Planung und Umsetzung der Metamorphose in Betrieben zusammenfassen. Diese Handlungsempfehlungen sind inhaltlich stark heterogen ausgeprägt, so dass sie im vorliegenden Buch entsprechend der inhaltlichen Zugehörigkeit verteilt hergeleitet und aufgeführt sind.

André Ullrich, Martin Plank, Nils Weinert

7. Vorstellung der beteiligten Unternehmen und Institute

Zusammenfassung

In diesem Kapitel stellen sich die Projektpartner mit kurzen Profilen vor.

Nils Weinert, Martin Plank, André Ullrich

8. Autorenverzeichnis

Zusammenfassung

Dieses Kapitel beinhaltet das Autorenverzeichnis.

Nils Weinert, Martin Plank, André Ullrich

Backmatter

Titel: Metamorphose zur intelligenten und vernetzten Fabrik
herausgegeben von: Nils Weinert
Martin Plank
André Ullrich
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-662-54317-7
Print ISBN: 978-3-662-54316-0
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-54317-7

Springer Professional

Über dieses Buch

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

2. Industrie 4.0 im Produktionsumfeld

3. Metamorphose zur intelligenten und vernetzen Fabrik

4. Werkzeuge

5. Anwendungsbeispiele

6. Handlungsempfehlungen

7. Vorstellung der beteiligten Unternehmen und Institute

8. Autorenverzeichnis

Backmatter

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