In dieser Bachelorarbeit wird die Wirkungsweise zweier Technologien aus Industrie 4.0, nämlich Augmented Reality und Sensitive Robotik auf schlanke Produktionssysteme untersucht. Lässt sich ein altes Fertigungssystem mit innovativen Technologien aus Industrie 4 Punkt 0 vereinbaren? Und wenn ja, dann wie?
Das Zeitalter der Digitalisierung, in dem reale und digitale Welt miteinander verschmelzen, verändert das Leben von Menschen und Unternehmen drastisch. Der Wettbewerb wird immer intensiver, Kundenwünsche werden immer individueller und Produktlebenszyklen immer kürzer. Industrie 4 Punkt 0, was für vierte industrielle Revolution steht, wird oftmals als Begriff verwendet, um diesen Wandel von Wirtschaft und Gesellschaft zu beschreiben. Im Zuge dieser vierten industriellen Revolution erobern neue Technologien die deutschen Fabrikhallen, durch die ein vernetztes, kosteneffizienteres Arbeiten ermöglicht wird, um erfolgreich auf die Vielfältigkeit der Kundenwünsche und dem zunehmenden Wettbewerb zu reagieren.
Doch wie wirken sich diese Technologien auf bestehende Produktionssysteme aus? Müssen diese durch diesen digitalen Wandel neu konzipiert werden, oder kann an diese angeknüpft werden? Die schlanke Produktion gilt als ressourceneffizienteste Form der Fertigung. Ihren Ursprung stellt das Toyota-Produktionssystem dar, welches in Japan während der Nachkriegszeit geschaffen wurde. Taiichi Ohno, der Entwickler des Toyota-Produktionssystems, verfolgte das Ziel ein System zu schaffen, dass bei einer großen Typenvielfalt und niedriger Nachfrage die Wettbewerbsfähigkeit von Toyota sicherte. Die Methoden und Prinzipen einer schlanken Produktion, die vom Toyota-Produktionssystem geprägt wurden, werden aufgrund der positiven Resultate von zahlreichen Unternehmen weltweit praktiziert.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Lean Production
2.1 Das Just-In-Time Prinzip
2.1.1 One-Piece-Flow
2.1.2 Fließfertigung
2.1.3 Produktionsnivellierung-und glättung
2.1.4 Umrüsten
2.1.5 Taktfertigung
2.1.6 Pull-Produktion
2.2 Autonome Automation (jidoka)
2.2.1 Andon
2.2.2 Poka-Yoke
2.2.3 Total Productive Maintenance
2.2.4 5W-Methode
2.3 Kontinuierlicher Verbesserungsprozess
2.4 Standardisierung
3. Industrie 4.0
3.1 Historie
3.2 Von CIM bis zur Industrie 4.0
3.3 Zusammenhänge der Komponenten von Industrie 4.0
3.4 Technologiefelder aus Industrie 4.0
3.5 Augmented Reality
3.5.1 Ziele von Augmented Reality
3.5.2 Industrielle Einsatzmöglichkeiten von Augmented Reality
3.6. Sensitive Robotik
4. Wirkungsweise ausgewählter Technologien auf schlanke Produktionssysteme
4.1 Wirkungsweise von Augmented Reality auf schlanke Produktionssysteme
4.1.1 Fließfertigung und Augmented Reality
4.1.2 Taktfertigung und Augmented Reality
4.1.3 Pull-Produktion und Augmented Reality
4.1.4 Prozessstabilität und Augmented Reality
4.1.5 Verschwendungseliminierung und Augmented Reality
4.2 Wirkungsweise von Sensitive Robotik auf schlanke Produktionssysteme
4.2.1 Fließfertigung und Sensitive Robotik
4.2.2 Taktfertigung und Sensitive Robotik
4.2.3 Pull-Produktion und Sensitive Robotik
4.2.4 Prozessstabilität und Sensitive Robotik
4.2.5 Verschwendungseliminierung und Sensitive Robotik
5. Risiken
5.1 Augmented Reality Risiken
5.2 Sensitive Robotik Risiken
6. Fazit
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht die theoretische Kompatibilität und die Wirkungsweise der Industrie 4.0-Technologien „Augmented Reality“ und „Sensitive Robotik“ auf die Methoden und Prinzipien schlanker Produktionssysteme (Lean Production). Ziel ist es, zu analysieren, ob diese Technologien bestehende Ansätze der Verschwendungseliminierung und Prozessstabilität unterstützen oder gar verbessern können, um die Wettbewerbsfähigkeit in einem dynamischen Marktumfeld zu sichern.
- Grundlagen der Lean Production und des Toyota-Produktionssystems.
- Einführung in die Konzepte und Komponenten der Industrie 4.0.
- Technische Funktionsweisen von Augmented Reality und Sensitive Robotik.
- Analyse der Synergieeffekte zwischen Lean-Methoden und modernen Technologien.
- Risikoanalyse bei der Implementierung von Industrie 4.0-Lösungen.
Auszug aus dem Buch
3.6. Sensitive Robotik
Die zweite Technologie aus Industrie 4.0, die in dieser Arbeit näher behandelt wird, ist die Sensitive Robotik. Wie der Name schon sagt, stehen hierbei neuartige Roboter aus Industrie 4.0 im Fokus.
Laut Duden wird der Begriff „Roboter“ folgendermaßen definiert:
„Automat, der ferngesteuert oder nach Sensorsignalen bzw. einprogrammierten Befehlsfolgen anstelle eines Menschen bestimmte mechanische Tätigkeiten verrichtet“ (Duden, 2017).
Der Begriff „Industrieroboter“ wird hingegen folgendermaßen von der VDI-Richtlinie 2860 definiert:
“Industrieroboter sind universell einsetzbare Bewegungsautomaten mit mehreren Achsen, deren Bewegungen hinsichtlich Bewegungsfolge und Wegen bzw. Winkeln frei (d.h, ohne mechanischen Eingriff) programmierbar und ggf. sensorgeführt sind. Sie sind mit Greifern, Werkzeugen oder anderen Fertigungsmitteln ausrüstbar und können Handhabungs- und/oder Fertigungsaufgaben ausführen” (VDI 2860, 1990).
In der Vergangenheit bestand für Unternehmen die Entscheidung zwischen flexiblen, manuellen Produktionsabläufen oder repetitiver, produktiver Automatisierung, allerdings mit geringer Flexibilität. Automatisierte Produktionssysteme galten als sehr produktiv, aber starr und kapitalintensiv, wohingegen die manuelle Produktion mehr Flexibilität bietet, aber gleichzeitig als weniger produktiv einzustufen ist. Sogenannte sensitive Leichtbauroboter sollen in der intelligenten Fabrik aus Industrie 4.0 diesen unvereinbaren Gegensatz aufheben (Vgl. Steegmüller/Zürn, 2016, S.34f.).
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Hinführung zum Thema Digitalisierung und Industrie 4.0 sowie Formulierung der Forschungshypothese zur positiven Wirkungsweise neuer Technologien auf schlanke Produktionssysteme.
2. Lean Production: Detaillierte Darstellung der Prinzipien und Methoden der schlanken Produktion wie JIT, Jidoka, KVP und Standardisierung zur Verschwendungseliminierung.
3. Industrie 4.0: Erläuterung der technologischen Grundlagen der vierten industriellen Revolution, des Cyber-physischen Systems und der Rolle von Augmented Reality sowie Sensitive Robotik.
4. Wirkungsweise ausgewählter Technologien auf schlanke Produktionssysteme: Untersuchung der Synergien zwischen Industrie 4.0-Technologien und Lean-Prinzipien hinsichtlich Effizienz, Qualität und Prozessstabilität.
5. Risiken: Kritische Auseinandersetzung mit den Herausforderungen und Gefahren bei der Implementierung von Augmented Reality und Sensitive Robotik in der Produktion.
6. Fazit: Zusammenfassung der Ergebnisse und Bestätigung der Forschungshypothese, dass moderne Technologien die Lean-Methoden sinnvoll ergänzen können.
Schlüsselwörter
Industrie 4.0, Lean Production, Toyota-Produktionssystem, Augmented Reality, Sensitive Robotik, Verschwendungseliminierung, Jidoka, Just-In-Time, Prozessstabilität, Mensch-Roboter-Kollaboration, Digitalisierung, Intelligente Fabrik, Automatisierung, Wertschöpfungskette, Lean Management.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Bachelorarbeit befasst sich mit der Integration moderner Technologien aus dem Kontext Industrie 4.0 in klassische Lean Production-Systeme und untersucht deren Einfluss auf die Fertigungseffizienz.
Welches sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Felder sind die Lean-Methodik (JIT, Jidoka), technologische Neuerungen wie Augmented Reality (AR) sowie die sensitive Robotik als Antwort auf die Anforderungen der intelligenten Fabrik.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage der Arbeit?
Die Arbeit untersucht, ob die Hypothese haltbar ist, dass Augmented Reality und Sensitive Robotik eine positive Wirkungsweise auf schlanke Produktionssysteme haben.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es handelt sich um eine theoretische Analyse auf Basis bestehender Literatur und Studien, die im Konjunktiv diskutiert wird, da für die genannten Technologien 2017 noch keine breiten industriellen Erfahrungswerte vorlagen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil analysiert die spezifischen Wirkmechanismen von AR und Sensitiver Robotik auf die Lean-Prinzipien Fließfertigung, Taktfertigung, Pull-Prinzip und Prozessstabilität.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zu den prägenden Begriffen zählen Industrie 4.0, Lean Production, Wertstromoptimierung, Mensch-Maschine-Interaktion sowie Prozessstabilität.
Wie trägt Augmented Reality zur Prozessstabilität bei?
AR unterstützt die Fehlererkennung in Echtzeit und bietet intuitive Anleitungen, die den Menschen entlasten und die Fehlerrate bei der Montage senken.
Was ist das Besondere an der „Sensitiven Robotik“?
Im Gegensatz zu starren Industrierobotern verfügen sensitive Roboter über Sensoren, die eine sichere Kollaboration mit dem Menschen ohne Schutzzäune ermöglichen und dadurch flexibler einsetzbar sind.
- Citar trabajo
- Guilherme Engel (Autor), 2017, Augmented Reality und Sensitive Robotik. Wie wirken sie auf die Industrie 4.0?, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/501841
