Die vorliegende Arbeit entwickelt auf Basis bestehender Abläufe eine neuartige Prozesskette für die Prototypenfertigung unter Berücksichtigung von Industrie 4.0 Paradigmen. Zu Beginn werden eine gemeinsame Begriffsgrundlage und Potenziale des Gestaltungsrahmens Industrie 4.0 für den Prototypenbau erarbeitet. Aufbauend auf einer Analyse von Unternehmen des Prototypenbaus und deren Strukturen sowie den zuvor erarbeiteten Grundlagen werden folgend Anforderungen an das Produkt Prototyp und die Prozesskette hergeleitet, definiert und quantifiziert. Die Entwicklung der Prozesskette für die Prototypenfertigung im Gestaltungsrahmen Industrie 4.0 findet daraufhin in einer zuvor ausgewählten Geschäftsprozessmodellierungssprache statt. Die Gedankengänge hinter der Entwicklung werden erläutert, die Besonderheiten der Prozesskette vorgestellt und eine Bewertung anhand der zuvor definierten Anforderungen vorgenommen. Abschließend wird ein Fazit mit Ausblick auf weiteren Forschungsbedarf gezogen.
Die Prozesskette demonstriert die Vereinbarkeit von Industrie 4.0 und Prototypenbau. Dabei zeigen die Vernetzung der Produktion mit dem Kunden sowie die virtuelle Produktentstehung und -optimierung das größte Potenzial hinsichtlich ökonomischer und ökologischer Gesichts-punkte. Grenzen treten jedoch bei der Automatisierungsmöglichkeit von Anforderungsanalysen und Konzeptentwicklungen auf. Ebenso wird deutlich, dass sich das volle Potenzial an Effizienz- und Effektivitätssteigerungen nur bei einer Umsetzung von Industrie 4.0-Methoden entlang der gesamten Lieferkette entfaltet.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Motivation der Arbeit
- Zielsetzung
- Aufbau der Arbeit
- Stand der Technik und Begriffsklärung
- Begriffsgrundlagen: Prozess, Prozesskette, Prozessnetz
- Produktentstehungsprozess und Prototypen
- Produktlebenszyklusmodelle
- Prototypen als Instrument zur Produktoptimierung
- Anforderungen und Requirements Engineering
- Industrie 4.0
- Fünf Paradigmen der Industrie 4.0
- Potentiale und Chancen für den Prototypenbau
- Fertigungsverfahren im Prototypenbau und der Produktentwicklung
- Einteilung der Fertigungsverfahren nach DIN 8580
- Geeignete Verfahren für den Prototypenbau
- Analyse des Markts für Prototypenbau
- Use-Case-Diagramm der Unified Modelling Language
- Beobachtbare Unternehmenskonzepte
- Produktentwicklungsdienstleister
- Prototypenhersteller mit Unterstützung in der Produktentwicklung
- Fertigungsdienstleister
- Vermittler
- Vergleich der Konzepte
- Anforderungsentwicklung für Produkt und Prozesskette
- Produktanforderungen
- Anforderungen an die Funktion
- Anforderungen an die Lebensdauer
- Anforderungen an die Entsorgung und Wiederverwertbarkeit
- Prozesskettenanforderungen
- Anforderungen an die Ökonomie
- Anforderungen an die Ökologie
- Anforderungen an den Datenschutz
- Anforderungen durch den Gestaltungsrahmen Industrie 4.0
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer neuartigen Prozesskette für die Prototypenfertigung im Kontext von Industrie 4.0-Paradigmen. Das Ziel ist es, die Effizienz und Flexibilität der Prototypenfertigung durch die Integration von Industrie 4.0-Technologien zu verbessern.
- Analyse der Potentiale von Industrie 4.0 für den Prototypenbau
- Entwicklung einer Prozesskette für die Prototypenfertigung unter Berücksichtigung von Industrie 4.0-Paradigmen
- Bewertung der entwickelten Prozesskette anhand relevanter Anforderungen
- Untersuchung der Grenzen und Herausforderungen der Integration von Industrie 4.0-Technologien in den Prototypenbau
- Ausblick auf zukünftige Forschungsbedarfe im Bereich der Prototypenfertigung und Industrie 4.0
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit einer Einleitung, die die Motivation und die Zielsetzung der Arbeit sowie den Aufbau erläutert. Im zweiten Kapitel werden die relevanten Begriffsgrundlagen, wie Prozess, Prozesskette und Prozessnetz, sowie die Rolle von Prototypen in der Produktentwicklung dargestellt. Zudem wird der Gestaltungsrahmen Industrie 4.0 und dessen Potentiale für den Prototypenbau untersucht.
Im dritten Kapitel wird der Markt für Prototypenbau analysiert, indem verschiedene Unternehmenskonzepte und deren Rolle in der Produktentwicklung dargestellt werden. Dabei werden auch die relevanten Fertigungsverfahren im Prototypenbau betrachtet.
Im vierten Kapitel werden die Anforderungen an Produkt und Prozesskette entwickelt. Hierbei werden die Anforderungen an die Funktion, die Lebensdauer, die Entsorgung und Wiederverwertbarkeit des Produkts sowie die Anforderungen an die Ökonomie, Ökologie, den Datenschutz und die Einhaltung von Industrie 4.0-Paradigmen betrachtet.
Schlüsselwörter
Prototypenfertigung, Industrie 4.0, Prozesskette, Produktentwicklung, Anforderungen, Effizienz, Flexibilität, Fertigungsverfahren, Unternehmenskonzepte, Datenschutz.
- Quote paper
- Christoph Wagner (Author), 2020, Analyse und Entwicklung einer Prozesskette für die Prototypenfertigung auf Grundlage von Industrie 4.0-Paradigmen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1282145
