Smart Manufacturing soll die Flexibilität und Produktivität steigern, die Ressourceneffizienz erhöhen und dabei gleichzeitig Stückkosten senken. Doch der Weg dahin ist mit hohen Investitionskosten verbunden und birgt viele Risiken. Währenddessen ist unklar, welchen Nutzen die vernetzte und intelligente Produktion gegenüber etablierten Management-Ansätzen bringt, mit denen die gleichen Ziele verfolgt werden. In dieser Arbeit wird daher untersucht, in welchen Bereichen Schnittstellen zwischen Lean und Smart Manufacturing bestehen und inwiefern schlanke Methoden dadurch ergänzt werden können.
Aus der zunehmenden Vernetzung und Digitalisierung resultieren neue Möglichkeiten zur Gestaltung von Wertschöpfungsketten. Diese lassen sich zehn unterschiedlichen Handlungsfeldern zuordnen. Ein Großteil dieser Handlungsfelder weist Schnittstellen zu Lean Manufacturing auf. Während bei einigen Schnittstellen die Methoden und Prinzipien von Lean und Smart Manufacturing kollidieren, wirken die meisten Schnittstellen ergänzend. Inwiefern dies zutrifft, wird in dieser Arbeit anhand jedes Handlungsfeldes einzeln erörtert und durch bereits umgesetzte Anwendungsbeispiele aus der Praxis verifiziert. Dabei rückt insbesondere die Frage in den Fokus, welchen Mehrwert Smart Manufacturing für eine nach Lean-Grundsätzen gestaltete Fertigung bietet.
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung
1.1 Problemstellung
1.2 Offene Fragen
1.3 Arbeitshypothese
1.4 Vorgehensweise
2 Grundlagen
2.1 Lean Manufacturing
2.1.1 Wertschöpfung
2.1.2 Wertstrom
2.1.3 Fließende Fertigung
2.1.4 Ziehende Fertigung
2.1.5 Perfektion
2.2 Smart Manufacturing
2.2.1 Begriff
2.2.2 Ziele
2.2.3 Technologien
2.3 Herleitung der Handlungsfelder für Smart Manufacturing
3 Schnittstellen der Handlungsfelder mit Lean Manufacturing
3.1 Funktionalitätserweiterung
3.2 Vernetzte Dienste
3.3 Authentifizierung
3.4 Automatisches Generieren von Anforderungen
3.5 Materialflusssteuerung
3.6 Betriebsdatenerfassung
3.7 Produktoptimierung
3.8 Fernwartung
3.9 Assistenzsysteme
3.10 Mobile Information und Kommunikation
4 Verifikation
4.1 Schnittstellen mit umgesetzten Lösungen
4.1.1 Betriebsdatenerfassung am Beispiel von Bosch
4.1.2 Assistenzsysteme am Beispiel von Volkswagen
4.1.3 Anforderungsgenerierung und mobile Information und Kommunikation am Beispiel von Wittenstein
4.1.4 Fernwartung am Beispiel von Pepperl+Fuchs
4.1.5 Vernetzte Dienste am Beispiel von TX Logistik
4.1.6 Materialflusssteuerung am Beispiel von Dematic
4.2 Zusammenfassung der Ergebnisse aus der Verifikation der Schnittstellen
5 Fazit
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht das Potenzial und die Schnittstellen zwischen Lean Manufacturing und Smart Manufacturing, um zu klären, ob und wie die intelligente, vernetzte Produktion bestehende schlanke Managementansätze sinnvoll ergänzen kann. Die Forschungsfrage fokussiert dabei auf den generierbaren Mehrwert von Smart Manufacturing in einer nach Lean-Prinzipien gestalteten Fertigung.
- Theoretische Grundlagen von Lean und Smart Manufacturing
- Identifikation und Analyse von zehn Handlungsfeldern für Smart Manufacturing
- Untersuchung von Schnittstellen und Komplementarität zu Lean-Methoden
- Verifikation der Erkenntnisse anhand von Praxisbeispielen (u.a. Bosch, VW, Wittenstein)
- Bewertung des Mehrwerts und Aufwands für eine industrielle Umsetzung
Auszug aus dem Buch
3.6 Betriebsdatenerfassung
Die Suche nach Verschwendung, die Ausrichtung der Fabrik nach schlanken Gesichtspunkten und das Streben nach kontinuierlicher Verbesserung stellt in komplexen Produktionsumgebungen eine Herausforderung dar. Derartige Bedingungen erfordern, eine Vielzahl an Fertigungsschritten und eine schwer überschaubare Zahl an Fertigungsaufträgen bei der Suche nach Potenzialen zur Verschlankung auszuwerten. Die in der Fertigung genutzten Maschinen, Roboter, Förder- und Lagersysteme sowie Betriebsmittel und andere Produktionsressourcen können dabei eine hohe Datenmenge an auswertbaren Informationen liefern. Die Erfassung und Messung von Prozessen im Unternehmen kann damit einen wichtigen Beitrag zur Definition eines verbesserten Zielzustands leisten und zur Ableitung geeigneter Maßnahmen genutzt werden.
In einer herkömmlichen Fertigung ist es für die Analyse und Bewertung oft notwendig, die vorhandenen Daten aus dem Produktionsprozess manuell an ein Produktionsplanungs-system oder eine Analysesoftware zu übergeben. Daraus resultiert zum einen ein zusätzlicher Arbeitsaufwand, der mit einer automatisch ablaufenden Betriebsdatenerfassung vermeidbar wäre. In einer schlanken Fabrik mit selbststeuernden, dezentralen Regelkreisen (z.B. Kanban-Kreisläufe) sind Prozesse darüber hinaus jedoch oft nicht an Informationstechnik angebunden. Bei dieser Art von Steuerung erfolgt somit keine Rückmeldung über gefertigte Aufträge, was die Erfassung von Prozessdaten zusätzlich erschwert. Zum anderen können die Daten nur zeitversetzt ausgewertet werden. Besonders letzteres verhindert eine wirkungsvolle Nutzbarkeit: Entstehen Prozessineffizienzen, so können diese erst mit hohem zeitlichen Verzug eliminiert werden.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einführung: Die Einleitung beleuchtet die Problemstellung der Industrie 4.0 im Kontext bestehender Lean-Ansätze und definiert die Arbeitshypothese sowie das methodische Vorgehen.
2 Grundlagen: Es werden die theoretischen Fundamente des Lean Manufacturing mit seinen fünf Prinzipien sowie das Konzept des Smart Manufacturing und dessen technologische Basis dargestellt.
3 Schnittstellen der Handlungsfelder mit Lean Manufacturing: Dieser Hauptteil identifiziert zehn Handlungsfelder und analysiert detailliert, ob Smart Manufacturing hier eine Ergänzung oder einen Widerspruch zu Lean-Prinzipien darstellt.
4 Verifikation: Die theoretischen Ergebnisse werden durch die Untersuchung realer Anwendungsbeispiele namhafter Unternehmen auf ihre Praxistauglichkeit hin überprüft und bewertet.
5 Fazit: Die Arbeit fasst die Ergebnisse zusammen und stellt fest, in welchen Bereichen Smart Manufacturing einen echten Mehrwert für die schlanke Produktion bietet und wo der Aufwand in keinem wirtschaftlichen Verhältnis steht.
Schlüsselwörter
Lean Manufacturing, Smart Manufacturing, Industrie 4.0, Wertstrom, Verschwendung, Cyber-physische Systeme, Internet der Dinge, Betriebsdatenerfassung, Predictive Maintenance, Assistenzsysteme, Prozesskomplexität, Kundenorientierung, Fertigung, Digitalisierung, Automatisierung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit?
Die Arbeit untersucht die Wechselwirkungen zwischen dem bewährten Lean Manufacturing und dem modernen Konzept des Smart Manufacturing (Industrie 4.0), um Potenziale für eine ergänzende Nutzung zu identifizieren.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Im Mittelpunkt stehen die technologischen Komponenten der Industrie 4.0 wie cyber-physische Systeme und Big Data sowie deren Einfluss auf schlanke Produktionsprinzipien wie Wertstrom, Takt und Materialflusssteuerung.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist es, herauszuarbeiten, an welchen Stellen Smart Manufacturing einen echten Mehrwert für Unternehmen bietet, die bereits nach Lean-Grundsätzen fertigen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer Literaturrecherche zur theoretischen Analyse der Schnittstellen sowie der Verifikation dieser Erkenntnisse anhand von realen Praxisbeispielen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil analysiert zehn spezifische Handlungsfelder wie Betriebsdatenerfassung, Fernwartung, Assistenzsysteme und Materialflusssteuerung hinsichtlich ihres Nutzens für eine schlanke Produktion.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie Lean Manufacturing, Industrie 4.0, Wertstrom, Digitalisierung und Smart Factory beschreiben.
Warum wird der Begriff "Smart Manufacturing" dem Begriff "Industrie 4.0" vorgezogen?
Der Autor verwendet den Begriff Smart Manufacturing, da er international gebräuchlicher ist und sich stärker auf die technologischen Aspekte konzentriert, anstatt eine rein national-politische High-Tech-Strategie zu fokussieren.
Welche Rolle spielt der Mensch im Kontext der Smart Factory?
Der Mensch bleibt zentral, wobei sich sein Aufgabenfeld von Routineaufgaben hin zu planerisch-schöpferischen Tätigkeiten, der Überwachung von Prozessen und der kreativen Problemlösung verschieben soll.
Sind Lean und Industrie 4.0 widersprüchlich?
In den meisten Feldern wirken sie ergänzend. Widersprüche zeigen sich primär beim Takt-Prinzip und dem Wunsch nach einer starren Taktung, die durch die Flexibilität von Smart Manufacturing teilweise aufgebrochen wird.
- Quote paper
- Emanuel Szabo (Author), 2016, Untersuchung der Schnittstellen zwischen Lean und Smart Manufacturing, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/336182
