Ziel dieser Arbeit ist es, das am Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen bereits auf theoretischer Ebene erforschte und ausformulierte Konzept des digitalen kontinuierlichen Verbesserungsprozesses als Web-basiertes Shoopfloor-Tool, mit Hilfe des modernen Webframeworks Ruby on Rails, zu implementieren.
Als Entwicklungsansatz wird hierfür der menschzentrierte Gestaltungsprozess nach DIN EN ISO 9241-210 gewählt. In diesem Kontext werden eine Nutzenkontextanalyse sowie anschließende Anforderungsdefinition auf Basis der vorangegangenen Forschungsergebnisse des Instituts durchgeführt. Darauf aufbauend wird ein auf Ruby on Rails basierendes digitales KVP-Board implementiert und mittels Expert Reviews in der Prozesslernfabrik CiP getestet.
Durch die stetig voranschreitende Vernetzung von Produktionsstrukturen unter dem Leitgedanken der Industrie 4.0 und digitalen Transformation von Unternehmen im Allgemeinen besteht ein riesiges Potential Synergieeffekte verschiedener Teildisziplinen bei diesem Prozess der Digitalisierung zu nutzen.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung und Motivation
1.1 Ziel und Aufbau der Arbeit
2 Menschzentrierter Gestaltungsansatz
2.1 Grundsätze der menschzentrierten Gestaltung
2.1.1 Partizipation der Nutzer
2.1.2 Iterativ zyklisches Vorgehen
2.1.3 Benutzerzentrierte Evaluation
2.1.4 Berücksichtigung der User Experience
2.1.5 Interdisziplinäre Kompetenzen
2.2 Phasen und Gestaltungsaktivitäten
2.2.1 Nutzenkontextanalyse
2.2.2 Anforderungsanalyse und -ermittlung
2.2.3 Entwurf von Gestaltungslösungen und Implementierung
2.2.4 Evaluierung
3 Nutzenkontextanalyse
3.1 Prozesslernfabrik CiP
3.2 Kontinuierlicher Verbesserungsprozess
3.2.1 KVP-Klassifizierung
3.2.2 Systemverständnis
3.2.3 Nutzerrollen und ihre Kernkompetenzen
4 Anforderungsermittlung
4.1 Erfolgsfaktoren
4.2 Anforderungsermittlung im Kontext einer Ruby on Rails Web-Applikation
4.2.1 Erfolgsfaktor PDCA-Zyklus
4.2.2 Zielorientierung
4.2.3 Kennzahlen
4.2.4 Prozessstabilität und Standards
4.2.5 Mitarbeiterkompetenzen und Coaching
4.2.6 Dokumentation
4.2.7 Visual Management und Gestaltung von Visualisierung
4.2.8 Technologie und IT
4.2.9 Infrastruktur für eine lernende Organisation
4.3 Lastenheft
4.4 Pflichtenheft
5 Implementierung
5.1 Definition des Webframeworks
5.1.1 Webframework: Ruby on Rails
5.1.2 Design-Framework: Bootstrap
5.2 Systemarchitektur
5.2.1 Development Environment
5.2.2 Staging Environment
5.2.3 Production Environment
5.2.4 Übersicht Systemarchitektur
5.3 Grundlagen und Gestaltungsparadigmen
5.3.1 Model View Controller Pattern
5.3.2 Visuelle Gestaltungsprinzipien
5.3.3 Responsive Design
5.4 Back-End-Entwurf
5.4.1 Identifizierung der zu Implementierenden Datenstruktur
5.4.2 Herleitung der Modelle und ihrer Submodelle
5.4.3 Gesamtmodell
5.4.4 Implementierung der Systemstruktur in RoR
5.4.5 Zugriffsverwaltung in Ruby on Rails
5.5 Front-End-Entwurf
5.5.1 Oberflächen-Layout
5.5.2 Struktureller Aufbau
5.6 Implementierung des im Pflichtenheft definierten Funktionumfangs
6 Evaluation
6.1 Entwurf des Usability-Tests
6.1.1 Expert Cognitive Walkthrough Usability-Test
6.1.2 Aufbau des Usability-Tests
6.1.3 Dokumentation des Experten-Feedbacks
6.2 Iterative Systemverbesserung
6.2.1 Erste Evaluationsiteration
6.2.2 Zweite Evaluationsiteration
6.2.3 Dritte Evaluationsiteration
6.2.4 Ergebnis der Evaluierungsphasen
7 Fazit und Ausblick
7.1 Ausblick
Zielsetzung & Themen
Das primäre Ziel dieser Studienarbeit ist die Entwicklung und Implementierung eines digitalen KVP-Boards (dKVP), um den kontinuierlichen Verbesserungsprozess innerhalb einer digitalisierten Produktion zu unterstützen und durch ein Webframework plattformunabhängig zugänglich zu machen.
- Anwendung des menschzentrierten Gestaltungsansatzes nach DIN EN ISO 9241-210.
- Konzeption und Implementierung einer webbasierten Applikation mit Ruby on Rails.
- Integration von Erfolgsfaktoren für digitale KVP-Systeme, wie den PDCA-Zyklus.
- Durchführung iterativer Usability-Tests in einer Prozesslernfabrik zur Systemoptimierung.
Auszug aus dem Buch
5.4.1 Identifizierung der zu Implementierenden Datenstruktur
Die Datenstruktur lässt sich bei der Anwendung des MVC-Pattern direkt auf Modellebene implementieren. Hierbei sind folgende grundlegende Datenobjekte, die einen KVP definieren, identifizierbar:
- Nutzer
- Wertströme
- Teilprozesse
- Prozesseigenschaften
- Zielzustände
- PDCA-Zyklen
Als stark vereinfachtes ERD ergibt sich folgendes Diagramm in Abbildung 12:
Bereits in dieser vereinfachten Darstellung wird die komplexe Struktur der Relationen zwischen den Objekten ersichtlich: Ein Wertstrom besitzt viele untergeordnete Teilprozesse. Diese Teilprozesse wiederum besitzen viele untergeordnete Prozesseigenschaften. Ein Nutzer hat, je nach seiner Nutzerrolle, als Coach Zugriff auf Wertströme und als normaler Mitarbeiter nur Zugriff auf ihm zugeordnete Teilprozesse. Hierbei handelt es sich um many-to-many Beziehung, da ein Wertstrom bzw. Teilprozess mehrere Nutzer haben, gleichzeitig aber auch z.B. ein Coach mehrere Wertströme betreuen kann. Durch diese hierarchische Struktur betreut ein Coach alle Mitarbeiter, die einem Teilprozess zugeordnet sind, der einem seiner Wertströme zugehörig ist.
Zielzustände sind sowohl Teilprozessen als auch Mitarbeitern zugeordnet. Zusätzlich sind ihnen mindestens eine Prozesseigenschaft zugeordnet. Zielzuständen untergeordnet können diverse PDCA-Zyklen sein, die wiederum mit höchstens einer Prozesseigenschaft in Verbindung stehen. Diese Verbindung ergibt sich indirekt aus der Auswahl einer dem Zielzustand zugeordneten Prozesseigenschaft als Hindernis.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung und Motivation: Einleitung in das Thema KVP und Industrie 4.0 sowie Definition der Zielsetzung und des Aufbaus der Studienarbeit.
2 Menschzentrierter Gestaltungsansatz: Einführung in das methodische Phasenmodell nach DIN EN ISO 9241-210 zur Entwicklung interaktiver Systeme.
3 Nutzenkontextanalyse: Spezifizierung der Lernfabrik CiP als Anwendungsumgebung sowie Einordnung und Klassifizierung des KVP-Systems.
4 Anforderungsermittlung: Herleitung der Anforderungen aus identifizierten Erfolgsfaktoren für digitale KVP-Systeme und Erstellung von Lasten- sowie Pflichtenheft.
5 Implementierung: Detaillierte technische Realisierung des dKVP-Boards mittels Ruby on Rails inklusive Systemarchitektur, Datenmodellierung und Front-End-Design.
6 Evaluation: Durchführung und Analyse von Usability-Tests zur iterativen Systemverbesserung und Fehleridentifikation.
7 Fazit und Ausblick: Zusammenfassende Bewertung der Implementierung und Diskussion zukünftiger Erweiterungsmöglichkeiten.
Schlüsselwörter
Produktionsmanagement, Kontinuierlicher Verbesserungsprozess, KVP, Industrie 4.0, PDCA, Shopfloor Management, Mensch-System-Interaktion, Ruby on Rails, Web-Applikation, Usability, DIN EN ISO 9241-210, Digitalisierung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Implementierung eines digitalen KVP-Boards (dKVP), das den kontinuierlichen Verbesserungsprozess in einer modernen, digitalisierten Produktionsumgebung unterstützt.
Welche zentralen Themenfelder behandelt die Arbeit?
Die zentralen Themen sind Menschzentrierte Gestaltung, Shopfloor Management, PDCA-Methodik, Web-Entwicklung mit Ruby on Rails und die Digitalisierung von Produktionsprozessen.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist die Schaffung eines digitalen, plattformunabhängigen Tools, das basierend auf theoretischen Anforderungen des Instituts für Produktionsmanagement in der Praxis der Lernfabrik CiP erfolgreich implementiert und evaluiert wird.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird das Phasenmodell des menschzentrierten Gestaltungsprozesses nach DIN EN ISO 9241-210 angewendet, inklusive Nutzenkontextanalyse, Anforderungsdefinition, Prototyping und iterativer Evaluation.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil umfasst die detaillierte Anforderungsermittlung, die technische Systemarchitektur, den Back-End- und Front-End-Entwurf auf Basis von MVC-Mustern sowie die Evaluation durch Usability-Tests.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit ist durch Begriffe wie KVP, Industrie 4.0, Ruby on Rails, PDCA-Zyklus, Usability und Prozessmanagement charakterisiert.
Welche Rolle spielt die Prozesslernfabrik CiP bei diesem Projekt?
Die Prozesslernfabrik CiP dient als konkrete Anwendungsumgebung und Nutzerumfeld, in der das dKVP-Board praxisnah getestet und validiert wird.
Wie wurde die Zugriffsverwaltung in der Applikation gelöst?
Die Zugriffsverwaltung erfolgt rollenbasiert (Manager, Coach, Coachee, Administrator), wobei die Rechte auf Controller- und Modell-Ebene definiert werden, um sicherzustellen, dass nur relevante Daten angezeigt werden.
- Citar trabajo
- Jan Heimer (Autor), 2018, Implementierung eines digitalen KVP-Boards zur Prozessverbesserung im Zeitalter von Industrie 4.0, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/704266
