Ziel der Arbeit ist es, die Möglichkeiten der Digitalen Fabrik bzw. des Digitalen Fabrikbetriebs für den Anlauf soziotechnischer Produktionssysteme zu identifizieren und damit einen schnellen und störungsfreien Übergang zur Serienproduktion sicherzustellen
Die Anforderungen an die Produktionsstätten der Zukunft werden immer komplexer. Verkürzte Produktlebenszyklen fordern eine hohe Wandelbarkeit und Anpassungsfähigkeit der Produktionssysteme. Zusätzlich müssen immer mehr Produktionsanläufe in immer kürzeren Zeitabschnitten geplant und umgesetzt werden. Die Produktionsplanung hat somit die Aufgabe, die Komplexität und Störanfälligkeit eines anlaufenden Produktionssystems vorherzusehen und bestmöglich in einem Produktionskonzept zu bewältigen. Dabei bedient sich Produktionsplanung vermehrt Methoden und Werkzeugen der Digitalen Fabrik, um den späteren Produktionsablauf auf digitaler Datenbasis virtuell abzubilden. Das Ziel der ganzheitlichen Planung soll mit Hilfe eines durchgängigen Datenmanagements zu optimalen Prozessen und Strukturen führen.
Zur Planung einer Produktion sind die Methoden der Digitalen Fabrik nützlich, jedoch unterscheiden sich die verwendeten digitalen Daten von denen des realen Produktionsprozesses. Die Integration von realen Produktionsprozessen und –daten auf Basis der Methoden, Modelle und Werkzeuge der Digitalen Fabrik wird in der Literatur als Digitaler Fabrikbetrieb definiert. Ziel ist es, die Datenverfügbarkeit und -qualität entlang des gesamten Produktentstehungsprozesses (PEP) auf einem konstant hohen Level zu halten, die Plandaten mit Realdaten anzureichern und so die Planungsergebnisse bzw. Entscheidungsfähigkeit durch Nutzung von Realdaten zu verbessern. Da die benötigten Realdaten jedoch erst im Zuge des Zusammenspiels des technischen mit dem sozialen Subsystem (soziotechnisches System) im Rahmen des Produktionsanlaufs generiert werden, besteht somit eine Datenlücke zwischen Digitaler Fabrik und Digitalem Fabrikbetrieb. Um die Möglichkeiten der Digitalen Fabrik und des Digitalen Fabrikbetriebs im Anlauf soziotechnischer Produktionssysteme abzubilden, ist es erforderlich Ansätze zu entwickeln, die dabei unterstützen, die Lücke zwischen Plandaten und realen Produktionsdaten zu schließen.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Theoretische Grundlagen
- Grundlagen der Digitalen Fabrik
- Definitionsansätze
- Anwendungsgebiete
- Ziele und Nutzenpotentiale
- Methoden und Werkzeuge
- Grundlagen des Digitalen Fabrikbetriebs
- Begriffsbestimmung und Abgrenzung
- Anwendungsgebiete und Werkzeuge
- Ziele
- Datenmanagement
- Grundlagen der Produktions(system)planung
- Abgrenzung des Begriffs Produktionssystem
- Produktions(system)planung
- Digitale Produktionsplanung
- Grundlagen des Anlaufmanagements
- Begriffsbestimmung Produktionsanlauf und Anlaufmanagement
- Aufgaben und Ziele der jeweiligen Phasen und des Anlaufmanagements
- Die Einflussgrößen im Produktionsanlauf
- Der Produktionsanlauf als soziotechnisches System
- Herausforderungen des Anlaufmanagements
- Grundlagen der Digitalen Fabrik
- Möglichkeiten zur Verbesserung des Anlaufs soziotechnischer Produktionssysteme
- Simulation und Visualisierung als Methode für das Anlaufmanagement
- Ablaufsimulation
- Betriebsbegleitende Simulation
- Virtuelle Inbetriebnahme
- Trend zu Virtual- und Augmented Reality als soziotechnische Assistenzsysteme
- Informations- und Kommunikationstechnologien
- Datenerfassungssysteme für das Anlaufmanagement
- Manufacturing Execution System
- Veränderte Anlauforganisation durch die Digitale Fabrik und den Digitalen Fabrikbetrieb
- Frontloading
- Funktions- und unternehmensübergreifenden Integration
- Digitale Fabrik 4.0
- Cyber Physische Systeme
- Motion-Capturing-Verfahren
- Digitaler Schatten und -Zwilling
- Condition Monditoring
- Business Intelligence
- Cloud-Computing
- Zusammenfassung
- Simulation und Visualisierung als Methode für das Anlaufmanagement
- Vorgehensmodell zur Absicherung des Anlaufmanagements der Zukunft
- Fazit
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Masterarbeit untersucht die Möglichkeiten der Digitalen Fabrik und des Digitalen Fabrikbetriebs zur Verbesserung des Anlaufmanagements soziotechnischer Produktionssysteme. Ziel ist die Identifizierung von Methoden und Werkzeugen, die einen schnellen und störungsfreien Übergang von der Produktionsplanung zur Serienproduktion gewährleisten. Es wird untersucht, wie Plan- und Realdaten effektiv genutzt und der Prozess im Kontext von Industrie 4.0 zukunftsfähig gestaltet werden kann.
- Digitale Fabrik und Digitaler Fabrikbetrieb im Anlaufmanagement
- Optimierung des Produktionsanlaufs durch Simulation und Visualisierung
- Rolle von Informations- und Kommunikationstechnologien (IuK)
- Einfluss von Industrie 4.0 auf das Anlaufmanagement
- Entwicklung eines Vorgehensmodells für das zukünftige Anlaufmanagement
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 2 beschreibt die theoretischen Grundlagen: Digitale Fabrik, Digitaler Fabrikbetrieb, Produktionssystemplanung und Anlaufmanagement, einschließlich der Herausforderungen. Kapitel 3 analysiert Methoden und Werkzeuge der Digitalen Fabrik und des Digitalen Fabrikbetriebs zur Anlaufoptimierung, u.a. Simulation, Visualisierung, Informationstechnologien, Frontloading und Industrie 4.0-Technologien. Kapitel 4 präsentiert ein Vorgehensmodell zur Nutzung dieser Möglichkeiten im Anlaufmanagement der Zukunft.
Schlüsselwörter
Digitale Fabrik, Digitaler Fabrikbetrieb, Industrie 4.0, Anlaufmanagement, Produktionsplanung, Simulation, Visualisierung, Informations- und Kommunikationstechnologien, MES, BDE, MDE, soziotechnisches System, Frontloading, Digitaler Zwilling, Digitaler Schatten, Cyber-Physische Systeme.
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- Anonym (Author), 2019, Die digitale Fabrik und der digitale Fabrikbetrieb. Möglichkeiten für das Anlaufmanagement der Zukunft, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/925262
