Bachelor Theses

Zusammenfassend sei gesagt, dass die anhaltenden Trends auf den Käufermärkten, hin zu einer breiten Diversität an Produkten und einer schwer vorhersagbaren Nachfrage, Herausforderungen für die heutigen Produktionssystem darstellen. Diesen Herausforderungen wird versucht mit einer aufwendigen Anpassung des bestehenden Produktionssystems bei-zukommen. Jedoch könnte es bei den anhaltenden Trends sinnvoll sein, das Produktionssystem komplett zu überarbeiten. Diese Überarbeitung kann im Ergebnis die Einführung einer modularen Produktion zur Folge haben. Eine solche modulare Produktion benötigt flexible, abgeschlossenen und entkoppelte Prozesse, welche auch bei der Materialversorgung gegeben sein müssen. Die Frage die sich dabei stellt ist, welche Materialversorgungskonzepte sich am besten für eine modulare Fertigung eignen. Diese Frage sollte in dieser Arbeit, zumindest im groben Umfang beantwortete werden. Die Arbeit soll Empfehlungen für die Materialversorgung bestimmter Teilkategorien sichtbar machen. Diese Empfehlungen können dann genutzt werden, um anschließende potenzielle Forschungsfelder in den Fokus zu bringen. In der Arbeit wurde ein Vergleich zwischen sechs verschiedenen Materialversorgungskonzepten angestellt. Bei den verglichenen Materialversorgungskonzepten handelt es sich um die Konzepte des Gabelstaplers, FTF, Routenzugs, Warenkorbs, Kombination aus Warenkorb und Gabelstapler, und Kombination aus Routenzug und FTF. Beim Vergleich der Ergebnisse der Simulationen, lassen sich folgende Schlussfolgerungen anstellen. Zum einen scheint, bei der Betrachtung des absoluten Outputs, das Warenkorbkonzept zum Teil klar im Vorteil zu liegen. Je nach umgesetztem Konzept können die Outputzahlen der Simulationen um ein Drittel höher liegen als bei den andern Materialversorgungskonzepten. Eine näher Untersuchung des Warenkorbkonzepts ist jedoch nicht möglich, da es die Modellierung vorgelagerter Arbeitsschritte erfordern würde. Deswegen konnte sich bei der tiefergehenden Analyse der Daten nur auf die restlichen Konzepte berufen werden. Bei der weiteren Analyse der Daten stellt sich heraus, dass die Konzepte mit Beteiligung eines Routenzugs, am besten für unspezifische Teile geeignet sind. Der Grund liegt im hohen Durchsatz dieser Materialversorgungstechnik (Routenzug), welche sich am besten auf starre und wiederkehrende Bedürfnisse einstellen lässt. Aus den Daten bildet sich jedoch auch heraus, dass die spezifischen Teile am besten mit Materialversorgungskonzepten transportiert werden sollten, welche eine Lieferung auf Abruf ermöglichen. Diese Konzepte sind deutlich effizienter bei der Versorgung spezifischer und flexibler Bedürfnisse der Stationen. Jedoch bildet sich, gerade bei der Betrachtung der Wartezeit der Stationen, nicht die erwartete Überlegenheit der kombinierten Konzepte heraus. Was an der Blockade der Transportmittel untereinander liegen könnte (Routenzug und FTF).

Diese Arbeit beinhaltet eine Analyse und Optimierung verschiedener Grundlayouttypen innerhalb eines modularen Montagesystems. Den Einstieg bildet die Motivation und Problemstellung, die Zielstellung, die Methodik und der Einblick in den Aufbau der Arbeit. Im Anschluss daran erfolgt eine kurze Definition der themennahmen Fachbegriffe. Die Ergebnisse des Literatur-Reviews bilden die Grundlage für den aktuellen Stand der Forschung, welcher dem Leser einen Einblick in die Thematik(en) verschafft. Zentraler Bestandteil des darauffolgenden Abschnitts ist die Vorstellung der verschiedenen Layoutvarianten und der dazugehörigen Einschätzung hinsichtlich der Umsetzbarkeit in einer typischen Produktionsumgebung. Daran anschließend thematisiert der fünfte Abschnitt die Vorstellung des erstellten prototypischen Anwendungssystem, welches grundsätzlich auf dem Modell des Fachgebietes der Informationstechnik in Produktion und Logistik basiert, und dem verwendeten Experimentdesign. Ziel ist die Schaffung einer transparenten Vergleichsgrundlage für das nachfolgende Kapitel. Nach der Analyse der erzeugten Simulationsdaten vollendet das Aufzeigen von vorhandenen Optimierungspotenzialen das sechste Kapitel. Im letzten Abschnitt der Arbeit erfolgt eine kurze Zusammenfassung und ein Ausblick auf anschließende Forschungsfragen.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Metalearning als eine der Methoden des automatisierten Machine Learning. Die Hauptaufgabe des Metalearning ist es, Wissen aus vorherigen Erfahrungen zu generieren und es auf neue Aufgaben anzuwenden. Dabei werden die Machine Learning Modelle nicht von Grund auf neu entwickelt, sondern auf Basis Daten aus vorherigen Lernerfahrungen Außerdem wird das Metalearning unterstützend für die Empfehlung von Algorithmen, Parametern oder Konfigurationen eingesetzt. Im Rahmen der Arbeit wurde eine umfassende State-of-the-Art Review durchgeführt und aufbereitet. Dazu wurden die Prozessschritte einer Machine Learning Pipeline analysiert und die Teilbereiche mit dem größten Automatisierungspotenzial in Bezug auf die Verwendungsmöglichkeit des Metalearning identifiziert. Des Weiteren wurde Metalearning genauer definiert und die Funktionsweise eines Metalearning-Systems beleuchtet. Hierfür wurden zwei Ausprägungen eines Metalearning-Systems geschildert und ausführlich aus der Perspektive des Wissenserwerbs und der Empfehlung der angeforderten Artefakten bei den neuen Lernaufgaben erklärt. Weiterhin wurden drei zentrale Recherchen der Kategorisierung von Metalearning Methoden und Techniken analysiert, die sich in ihrem Vorgehen unterscheiden. Der erste Ansatz, die Methoden des Metalearning zu unterteilen, basiert auf der Referenzarchitektur eines Empfehlungssystems. Der zweite Ansatz beruht auf der Kategorisierung nach Quellen der Metadaten und erweitert somit die erste Unterteilung. Die dritte Kategorisierung stützt sich auf Arten der Metalearning-Algorithmen, die mithilfe von neuronalen Netzen zum Einsatz kommen. Des Weiteren wurde ein Metalearning-System für die Empfehlung der Algorithmen in Betracht gezogen und analysiert. Dabei besteht das Empfehlungssystem aus einer Datenbank mit Metadaten, die aus den vorherigen Lernerfahrungen aufbereitet wurden und einem Metalearning-Algorithmus, der die Metadaten zu neuen Datensätzen mappt. Das Empfehlungssystems kann auf weitere Anwendungsfälle wie die Auswahl und das Ranking von Hyperparamatern oder neuronaler Architektur angewendet werden. Neben dem Empfehlungscharakter kann das Metalearning auch für die Wissensübertragung im Bereich Transfer Learning sowie Few-Shot Learning zum Einsatz kommen. Abschließend wurde eine Zusammenfassung der analysierten Einordnung erstellt und im Zusammenhang mit der automatisierten Algorithmen- und Hyperparameterauswahl aufbereitet. Darauf aufbauend wurde ein Forschungsbedarf abgeleitet.

Innerhalb der HENKEL + ROTH GmbH wird ein mobiler Roboter mit variablen Handhabungseinrichtungen entwickelt. Die hauptsächlichen Steuerungseinrichtungen dieses cyberphysischen Systems (CPS) sind eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) und das Robot Operating System (ROS). Zum Austausch von Informationen wird in diesem CPS eine vom Unternehmen entwickelte Schnittstelle basierend auf dem Modbus-Protokoll verwendet. Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit ist es, unter Verwendung der Open Platform Communications Unified Architecture (OPC UA), eine alternative Schnittstelle zwischen diesen Steuerungen zu entwickeln. Dazu werden der mobile Roboter und die bestehende Modbus-Schnittstelle analysiert. Anschließend wird auf Basis der Analyseergebnisse ein OPC UA-Informationsmodell aufgestellt und in einem Testaufbau implementiert sowie evaluiert. Die Implementation und Evaluation zeigen Rahmenbedingungen auf, die für diese Schnittstelle zwischen ROS und SPS gegeben sein müssen. Weiterhin zeigt diese Arbeit, dass die entwickelte OPC UA-basierende Schnittstelle zwischen ROS und SPS funktionsfähig ist, aber unter den gegebenen Rahmenbedingungen kaum Vorteile gegenüber der Modbus-Schnittstelle bietet.

In der moderneren Fertigung werden durch die Digitalisierung und im Zuge von Industrie 4.0 stetig mehr Daten generiert. Diese großen und komplexen Datenmengen lassen sich nicht mehr mit Standardanwendungen analysieren. Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, mit Hilfe eines Visual-Analytics-Systems die technischen Betriebsdaten eines seriellen Fließproduktionssystems zu analysieren, um Ausbringungsverluste sowie deren Ursachen zu identifizieren und dabei zu unterstützen diese zu reduzieren. Es wurde ein Konzept für ein Visual-Analytics-System erarbeitet, welches erfolgreich an einer Produktionslinie in einem Produktionsbetrieb prototypisch implementiert und evaluiert wurde. Das Visual-Analytics-System wurde als webbasiertes System implementiert, mit der Möglichkeit weitere Produktionslinien zu integrieren. Mit dem neuen entwickelten Visual-Analytics-System konnten neue Erkenntnisse erlangt werden, die zur Verringerung der Ausbringungsverluste des Fließproduktionssystems beitragen. Das Visual-Analytics-System ist erweiterbar und weist noch ein großes Potential für weitere Entwicklungen auf.

Data Farming bezeichnet ein echtes, zeitdynamisches Simulationsmodell, welches eine große Mengen an Ergebnisdaten erzeugt. Um neues Wissen in den gewonnenen Datenmengen zu entdecken, wird der Datensatz mit einem Data-Mining-Algorithmus untersucht. Eine Data-Mining-Methode ist das Bayessche Netz. In dieser Arbeit wurde eine prototypische Data-Farming-Studie durchgeführt und der entstandene Datensatz mit einem Bayesschen Netz analysiert. Dabei wurde zuerst auf die Grundlagen der Simulation, des Data Farming und der Bayesschen Netze eingegangen. Im nächsten Schritt konnte ein Konzept für die prototypische Implementierung aufgestellt und im Anschluss durchgeführt werden. Um die Leistungsfähigkeit der Bayesschen Netze im Kontext des Data Farmings zu untersuchen, wurde ein deterministisches Simulationsmodell erstellt und zur Datenerzeugung verwendet. Auf Grundlage der erstellten Daten konnte einerseits ein Bayessches Netz automatisch mit einem Algorithmus und andererseits manuell vom Autoren erstellt werden. Durch den Vergleich der beiden Graphen und durch angewandte Inferenz konnte neues Wissen entdeckt werden. Die vom Bayesschen Netz getroffenen Vorhersagen konnten mit einer Korrektheit von 94 % beweisen, welche Zuverlässigkeit und welches Potenzial in den Methoden der Bayesschen Netze stecken. Zur Überprüfung der Robustheit eines Bayesschen Netzes gegenüber den Einflüssen einer Data-Farming-Studie wurde das Simulationsmodell nach und nach abgeändert. Hierbei wurden stochastische Einflüsse mit zufälligen Maschinenstörungen aufgenommen oder unterschiedliche Experimentdesigns verwendet. Gegenüber dem deterministischen Simulationsmodell hat das Modell mit stochastischen Einflüssen nur eine minimale Verschlechterung der Vorhersagegenauigkeit verzeichnen müssen. Anders sah das Ergebnis im Vergleich zu den Experimentdesigns aus: Die Genauigkeit reduzierte sich um 20 % und mehr. Im Anschluss wurden Überlegungen angestellt, wie die Analyseergebnisse einem Anwender präsentiert werden können. Neben einer Graphendarstellung und der Verwendung von Balkendiagrammen und Histogrammen wurde eine bessere Darstellung und Zusammenfassung der Inferenzergebnisse vorgeschlagen. In dieser Arbeit konnte die Arbeitsweise und Leistungsfähigkeit der Bayesschen Netze in Verbindung mit einer Data-Farming-Studie aufgezeigt und Verbesserungsvorschläge gemacht werden.

Ziel der Arbeit ist, zu klären, ob es für das Data Farming einen, auf Grundlage der Performanz, besten Simulator gibt. Zunächst werden die theoretischen Grundlagen erläutert, zu denen Definitionen von Simulation, Performanz sowie des Data Farming gehören. Anschließend wird ein Kennzahlensystem zur Einschätzung der Performanz entwickelt. Der Fokus liegt auf den Eigenschaften Effizienz und Bedienbarkeit. Das Kennzahlensystem wird an einer Reihe Szenarien getestet. In der Auswertung werden die Simulatoren hinsichtlich ihrer Stärken und Schwächen verglichen. Es hat sich herausgestellt, dass SLX sowie AnyLogic zur Durchführung eines Data-Farming-Projektes am besten geeignet sind.

Im Mittelpunkt dieser Arbeit lag die Erforschung des State of the Art im Bereich von KI-Spielern in Planspielen. Dieses Thema ist anscheinend bislang unbeachtet, den es gibt keine konkreten Arbeiten auf die man sich stützen kann. Das Ziel einen einfachen Prototyp eines KI-Spielers für das Planspiel "webLOOP" zu erstellen wurde erreicht. Im direkten Vergleich zu einem menschlichen Spieler, konnte der simple regelbasierte KI-Spieler allerdings nicht überzeugen. Eine weitere Optimierung und eventuelle Anpassung der KI-Methode ist vonnöten.

Die Nachfrage nach individuellen Produkten in Verbindung mit der stattfindenden Globalisierung führt zu einer Verkürzung von Produktinnovationszyklen. Um diesen Ansprüchen gerecht zu werden benötigen Unternehmen eine flexible Produktion und somit auch eine gesundheitlich intakte Belegschaft. Besonders in der Produktion liegt allerdings meist eine erhöhte körperliche Belastung vor, welche zum Ausfall von Arbeitskräften auf Grund von körperlichen Erkrankungen führen kann. Zudem hat ebenfalls der in Deutschland stattfindende demographische Wandel einen Einfluss auf den Anstieg von Erkrankungen des Muskel-Skelett-Systems und des Bindegewebes, da die Anfälligkeit für diese Erkrankungen mit steigendem Alter zunimmt. Im Jahr 2014 hatte allein in Deutschland der Ausfall von Arbeitskräften auf Grund von Krankheiten des Muskel-Skelett-Systems und des Bindegewebes eine Einbuße an Bruttowertschöpfung von 20,8 Milliarden Euro zur Folge. Da sich die Arbeitsbedingungen in gewissen Branchen in Hinblick auf kurze Taktzeiten, hohe Auslastungen und Wechselschichtarbeit allerdings nur schwer ändern lassen ist die ergonomische Gestaltung der Arbeit ein wichtiger Ansatz zur Verbesserung der Gesundheit von Arbeitskräften. Um Arbeitsabläufe hinsichtlich der Ergonomie zu optimieren ist jedoch eine frühzeitige Feststellung von gesundheitlich bedenklichen Bewegungsabläufen hilfreich. Durch den Einsatz von Software zur Untersuchung von Arbeitsabläufen anhand von digitalen Menschenmodellen können bereits in der Entwicklungsphase Risiken identifiziert und behoben werden. Allerdings besteht hierfür zunächst die Herausforderung, sowohl den komplexen menschlichen Körper, als auch dessen Bewegungsabläufe, digital abzubilden. Dieser wird meist in einer vereinfachten Form in der Software dargestellt, die allerdings für Analysen hinsichtlich der Ergonomie ausreicht. So bieten heutige Softwarelösungen auf diesem Gebiet zahlreiche Möglichkeiten, Arbeitsabläufe, Fahrzeuginnenräume oder andere Szenarien hinsichtlich diverser Aspekte in Verbindung mit einem digitalen Modell des Menschen zu analysieren. Insgesamt wird sowohl in der Literatur als auch im Rahmen einer in dieser Arbeit durchgeführten Simulation der Nutzen von Softwarelösungen auf diesem Gebiet als positiv bewertet. Allerdings werden ebenfalls die Komplexität, der hohe Aufwand und das für die Durchführung einer solchen Simulation notwendige Fachwissen hervorgehoben.

Diese Arbeit befindet sich in dem Forschungsumfeld des 'Design of Experiments'. Das Ergebnis dieser Arbeit ist das Erstellen eines Prototyps für die Erzeugung von Versuchsplänen für Simulationen. Die Grundlage bilden ausgewählte und beschrieben Methoden dieser Arbeit, in diesem Fall sind es die bekanntesten und jene die, dass sequenzielle Vorgehen einer Simulationsuntersuchung unterstützen und erwartungsgemäß umgesetzt werden konnten. Sie sind in ihrer Funktionalität beschrieben, bewertet und deren Einsatzgebiete herausgearbeitet. Eine daraus resultierende Gegenüberstellung hat eine eindeutige Handhabung für den Prototypen definiert und eine neuartige Kategorisierungstabelle gefüllt. Anhand dieser Kategorisierungstabelle sind die Grundfunktionalitäten des Prototyps aufgestellt und umgesetzt worden. Der Experimentator hat eine Vielzahl von Möglichkeiten, den Prototypen zu nutzen. Das nachträgliche Erweitern des Prototyps ist bei der Entwicklung mitberücksichtigt worden. Eine kurze Benutzeranleitung rundet die Arbeit ab.

Die taktgebundene Materialbereitstellung bei der Serienfertigung eines Automobils muss sich aufgrund der zunehmenden Modellvielfalt und Anzahl von Ausstattungsvarianten kontinuierlich neuen Herausforderungen stellen. Da bestehende Fahrstraßen und Wege zur Anlieferung innerhalb der Montage durch die zunehmende Anzahl von Verkehrsteilnehmern wie Zugmaschinen, Staplern und Fahrerlosen-Transport-Systemen (FTS) ausgelastet sind, könnte die Anlieferung in Zukunft auch aus der Luft durch Transportdrohnen erfolgen. In der vorliegenden Bachelorarbeit wird untersucht, inwieweit der Einsatz von Logistikdrohnen für den Teiletransport industriefähig und anhand eines Serienprozesses in der Montage der Audi AG in Ingolstadt umsetzbar ist. Ziel dieser Arbeit ist es, relevante Anforderungen für den Einsatz der neuen Technologie zu erarbeiten. Außerdem sollen Konzeptvorschläge beschrieben werden, die eine Umsetzung, am Beispiel eines für den Ersteinsatz geeigneten Anwendungsfalls, ermöglichen. Die Fragestellung wird auf der Grundlage der Analyse des aktuellen Standes der Technik, relevanter Anforderungen an den Einsatz neuer Maschinen in der Montage der Audi AG und der rechtlichen Rahmenbedingungen diskutiert. Das Ergebnis zeigt, dass die Industriefähigkeit einer Logistikdrohne zu diesem Zeitpunkt noch nicht ausreichend ist, um einen Serienprozess in der Montage zeitnah zu automatisieren. In Anbetracht der am Markt verfügbaren Technik, ist der Teiletransport grundsätzlich möglich. Aufgrund der begrenzten Erfahrung der Hersteller mit den besonderen Bedingungen des Einsatzgebietes in einer Produktionshalle, ist jedoch zunächst eine praxisnahe Untersuchung und Kooperation mit einem geeigneten Drohnenhersteller erforderlich. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse können dazu genutzt werden, eine auf die spezifischen Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfalls angepasste Logistikdrohne zu entwickeln, welche die Automatisierung eines Serienprozesses ermöglicht.

Die Analyse der in Produktionssystemen erfassten Daten ist gerade in der heutigen Zeit hoch bemessen. Als Hilfsmittel der Datenanalyse dienen die sogenannten Data-Mining-Methoden. Das Ziel dieser Bachelorarbeit zum Thema "Anwendungsmöglichkeiten von Data-Mining-Methoden in Produktionssystemen" besteht in der Entwicklung eines Überblicks zum Einsatz von Data-Mining-Methoden in produzierenden Unternehmen. Dazu werden 16 Anwendungsbeispiele vorgestellt, in denen der Nutzen dieser Verfahren für Fertigungsunternehmen aufgezeigt wird. Das Qualitätsmanagement weist dabei die meisten Anwendungsfälle des Data-Mining zur Problemlösung auf. So wurden beispielsweise mittels der Verfahren frühzeitig Fehler in Datensätzen identifiziert, um so die Produktion von defekten Erzeugnissen zu verhindern. Ein weiteres Einsatzgebiet stellt die Verbesserung des Produktionsprozesses dar. In diesem Bereich wurde mit Hilfe von Data-Mining-Methoden zum Beispiel ein System zur dynamischen Ablaufplanung erstellt und eine vorteilhafte Kombination von Wärmeöfen zur Herstellung von Stahlbrammen erforscht. Auch im Gebiet der Logistik konnte der Einsatz von Data-Mining-Methoden dem Unternehmen einen Nutzen generieren. So wurden Data-Mining-Methoden verwendet, um aufgrund in der Vergangenheit erfasster Daten den besten Lieferanten für den Transport eines Produktes zu wählen, oder die Lieferroute von defekten Teilen über verschiedene Lieferanten bis zum Einzelhandel zu analysieren. Zusammengefasst lässt sich in allen untersuchten Beispielen der Grund für den Einsatz von Data-Mining-Methoden auf eine Reduktion der Kosten und/oder der Durchlaufzeit zurückführen.

Ziel dieser Abschlussarbeit ist es, den Zielkonflikt zwischen steigender Produktqualität, kürzeren Entwicklungszeiten und sinkenden Kosten aufzuzeigen und die Einführung einer Dokumentationssoftware als Qualitätssicherungsmaßnahme im Prototypenbau am Beispiel der Porsche AG zu begleiten. Die Software "elektronische Prototypenbegleitkarte" (ePBK) wurde entwickelt, um die Dokumentation des Fahrzeugaufbaus transparenter zu gestalten und langfristig die Qualität gebauter Fahrzeuge zu verbessern. Dazu werden den Nutzern am Prototypenband und in den koordinativen Bereichen verschiedene Software-Funktionalitäten bereitgestellt. Das Programm deckt alle Erfordernisse einer herkömmlichen Dokumentation ab und bietet, durch die Digitalisierung, noch weitere Funktionen, beispielsweise in der Auswertung der erfassten Daten. Die Nützlichkeit der einzelnen Funktionen wurde anhand subjektiver und objektiver Kriterien untersucht und bewertet. Dazu wurde die ePBK mit der herkömmlichen Dokumentation verglichen und auf Basis der DIN EN ISO 9241-110 die Einhaltung der Grundlagen der Dialoggestaltung geprüft. Im Laufe der Untersuchung hat sich die ePBK als wertvolles Tool für die Dokumentation herausgestellt, wobei geforderte Funktionen gut umgesetzt sind. Von den Nutzern wurde auch die Softwareergonomie als gut bewertet. Ausbaupotential hat die elektronische Prototypenbegleitkarte in diversen Dialoggestaltungsthemen und in der Ausarbeitung weiterer Funktionalitäten, wie z.B. die Einbindung weiterer Abteilungen. Mit dem Programm hat die Porsche AG ein bedeutendes Werkzeug zur Verbesserung der Qualität im Prototypenbau geschaffen.

Diese Arbeit befasst sich mit dem Thema Augmented Reality. Die Arbeit stellt einen Überblick über Augmented Reality dar und versucht aufzuzeigen wie Augmented Reality sinnvoll in den Fertigungsprozess integriert werden kann. Dabei wird zuerst der Begriff der Augmented Reality definiert, die historische Entwicklung dargestellt und im Anschluss das zugrunde liegende Prinzip dargestellt. Darauf folgt eine Darstellung der verschiedenen Techniken und Verfahren die den Einsatz von Augmented Reality ermöglichen. Dabei werden die einzelnen Möglichkeiten der Datenerfassung, der Datenverarbeitung und der anschließenden Datenausgabe beschrieben. Dabei wird sowohl auf Aspekte die die Software betreffen als auch auf Aspekte eingegangen, welche hardwarespezifisch sind. Ableitend von dieser Übersicht, wird am Anschluss aufgezeigt wie diese in den einzelnen Phasen des Produktlebenszyklus angewandt werden können. Dabei wird gezeigt, wie Augmented Reality in der Entstehung, der Produktion und der nachfolgenden Betreuung, dem Service, integriert werden kann. Zuletzt werden die Ergebnisse der Arbeit zusammengefasst, beurteilt und einen Ausblick auf zukünftige Entwicklungen gegeben.

Im Rahmen eines Pilotprojekts soll im BMW-Werk Leipzig die grafische Fehlererfassung in allen Montagebereichen der i3-Produktion zum Einsatz kommen. Obwohl grafische Fehlererfassungssysteme bereits seit zehn Jahren in den Finish-Bereichen der Lackiererei und anderen Bereichen in der konventionellen Fertigung im Werk Leipzig erfolgreich eingesetzt werden, ist die Verwendung in der Montage ein Novum. Zunächst wird in dieser Arbeit daher genauer auf die Bedeutung der Fehlererfassung im Fehlerbehebungsprozess in der Automobilindustrie eingegangen. Ausgehend von einer breitflächigen Analyse des Themenkomplexes Prozessautomatisierung und Qualitätsmanagement wird in der Arbeit ein Bewertungssystem entwickelt, das die Evaluierung der Tauglichkeit des Pilotsystems ermöglichen soll. Dabei wird Bezug auf die Besonderheiten der Elektrofahrzeugfertigung genommen und anschließend maßgeschneiderte Bewertungsindikatoren entwickelt. Neben einer detaillierten Schilderung der Projektschritte von der Visualisierung der Fertigungstakte über die Integration des Fehlerstammdatenkatalogs bis hin zum ersten Testlauf werden eine Modellierung der wesentlichen Geschäftsprozesse und eine Schwachstellenanalyse derselben durchgeführt. Im Zuge der anschließenden Nutzwert-Analyse und Kosten-Nutzen-Analyse werden quantifizierbare wie nicht quantifizierbare Nutzen-und Aufwandsfaktoren ausgewertet und in ein Wertesystem überführt. Im Ergebnis wird die Tauglichkeit und Wirtschaftlichkeit des Piloten selbst im Falle ungünstiger Umweltparameter nachgewiesen und den verantwortlichen Organen folglich die Weiterführung und Ausweitung des Pilotversuchs nahegelegt.

Die vorliegende Arbeit leistet einen theoretischen Beitrag zur Visualisierungstechnik Augmented Reality. Im Rahmen der Recherche für diese Bachelorarbeit wurden wissenschaftliche Abhandlungen, aktuelle Artikel aus Fachzeitschriften und verschiedene Quellen aus dem Internet analysiert, zusammengefasst und beschrieben. Damit wird ein Überblick, sowohl zum Begriff Augmented Reality als auch zu den bisherigen technischen Entwicklungen in diesem Bereich geschaffen. Der Fokus der Arbeit liegt dabei auf dem Einsatz im Sektor der industriellen Unternehmungen. Neben dem aktuellen Stand und den zukünftigen Trends der Technologie, geht diese Arbeit weiterhin auf die verschiedenen Techniken zur Realisierung sowie auf konkrete Nutzenpotenziale von Augmented Reality Systemen ein.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Softwareunterstützten Feinterminierung von Netzplänen auf Engpassressourcen in der Produktion. Besondere Aufmerksamkeit gilt der Zuhilfenahme von speziellen Softwarelösungen, welche den Funktionsumfang von Basis-ERP-Systemen ergänzen können. Es wird gezeigt wie unterschiedliche Softwarelösungen die Anforderungen zur Lösung eines speziellen Job Shop Planungsproblems gerecht werden und wie die Integration einer solchen Software in eine vorhandene Systemlandschaft umgesetzt werden kann.

Sich ständig verändernde Bedingungen am Markt, insbesondere hinsichtlich der Beziehungen und des Verhaltens von Kunden und Lieferanten erfordern eine permanente und flexible Anpassung aller Strukturen und Prozesse im jeweiligen Unternehmen. Solche Einflüsse müssen frühzeitig für ein Unternehmen erkennbar sein, um entsprechende Maßnahmen einleiten zu können und mit den richtigen Mitteln zur richtigen Zeit dagegen steuern zu können. Hierfür stehen eine Reihe technischer und organisatorischer Hilfsmittel bereit, um effektiv und mit effizientem Mitteleinsatz auf diese Situationen reagieren zu können. Elektronische Leitstände stellen eine anerkannte Methode dar, um die Planung von Arbeitsgängen der Produktionsaufträge vorzunehmen. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit soll untersucht werden, wie sich die Kapazitätsfeinplanung mit Hilfe eines elektronischen Leitstandes zur optimalen Nutzung der Ressourcen bei der Herstellung von Präzisionsdrehteilen in Hinblick auf Minimierung der Rüstzeiten, Optimierung der Durchlaufzeiten bzw. höchstmögliche Auslastung der Maschinen nutzen lässt. Auf folgende Fragen soll eine Antwort gegeben werden können: Ist der Einsatz eines elektronischen Leitstandes zur Kapazitätsfeinplanung bei der Herstellung von Präzisionsdrehteilen wirtschaftlich sinnvoll und vorteilhaft? Kann der Leitstand auch in den weiteren Abteilungen der Fertigung zur optimalen Nutzung der Ressourcen beitragen?

Core Manufacturing Simulation Data (CMSD) steht für einen Standard zur Beschreibung und zum Austausch der Daten eines Simulationsmodells. Diese Arbeit beschreibt die grundsätzlichen Ziele sowie den Aufbau von CMSD. Weiterhin werden Techniken zur Realisierung von CMSD vorgestellt und die Grundlagen zur benutzerfreundlichen Gestaltung der Anwendung gelegt. Der praktische Teil der Arbeit ist die Implementierung eines Software-Tools, dem über eine Weboberfläche die für ein Simulationsmodell notwendigen Daten übergeben werden können. Das Tool erstellt daraus automatisch ein XML-Dokument, basierend auf dem CMSD-Standard und einem Modellgenerator für Tecnomatix Plant Simulation.

Ziel dieser Bachelorarbeit ist die Entwicklung eines Fertigungssteuerungskonzeptes für die Gleitlagerfertigung und die Bereitstellung eines IT-Werkzeugs zur Unterstützung der operativen Fertigungsplanung und -steuerung in der Präzisionsmechanik bei der Firma Siemens im Werk Rudolstadt.

Für die Kunden von auftragsorientierten Unternehmen ist neben Preisen und Konditionen, den Lieferbedingungen und der Produktqualität oft der Liefertermin ein entscheidendes Kriterium für den Verkaufsabschluss. Daher sollten diese Unternehmen bestrebt sein, Kundenaufträge termingerecht und zur Zufriedenheit der Kunden abzuwickeln. Bei der Bearbeitung einer Kundenanfrage sollten zur Lieferterminbestimmung und zur Entscheidung über die Annahme oder Ablehnung des Auftrages aktuelle Informationen über Material- und Kapazitätsverfügbarkeit mit einbezogen werden. Das am Markt führende SAP ERP bietet im Standard keine Feinplanungskomponente, sondern nur eine Terminierung ohne Berücksichtigung der Kapazitätsschranken. Eine Ein- und Umplanung von Kapazitätsbedarfen gegen ein begrenztes Kapazitätsangebot ist nur manuell möglich. Somit können kurzfristig keine exakten Aussagen über Liefertermine für Kundenanfragen getroffen werden, wenn der Termin von bereits angenommenen Kundenaufträgen, den geplanten und freigegebenen Fertigungsaufträgen sowie der Kapazitätssituation abhängt. Das für kleine und mittlere Unternehmen konzipierte MITAN 4T ERP hingegen, bietet durch einen speziellen Planungsalgorithmus diese Funktionalität. Im Rahmen einer Literaturrecherche zu den Themengebieten MRP II und Feinplanung werden die für eine möglichst genaue Terminierung eines Kundenauftrages notwendigen Informationen identifiziert. Anschließend wird eine Betrachtung zum Stand der Technik im Hinblick auf Lieferterminbestimmung und Kapazitätsplanung sowohl für das SAP ERP als auch für das MITAN 4T ERP durchgeführt. Somit können nachfolgend die Vorteile der Lieferterminbestimmung des MITAN 4T ERP gegenüber der des SAP® ERP erörtert werden. Anschließend fließen die gewonnenen Erkenntnisse in ein Fachkonzept zur Lieferterminbestimmung in einem Fremdsystem ein. Funktionale und nichtfunktionale Anforderungen sowie der Ablauf einer Lieferterminbestimmung bilden dabei die Schwerpunkte der Betrachtung. Als Fortführung des Fachkonzeptes wird ein implementierungsnahes DV-Konzept erarbeitet, das als Vorlage für ein prototypisches Integrationsszenario dienen wird. Die Arbeit schließt mit einer Zusammenfassung und einer kritischen Würdigung der erzielten Ergebnisse ab. Ein Ausblick auf zukünftige Entwicklungen soll gegeben werden.

Die Bachelorarbeit befasst sich mit der Implementierung und Tests folgender Heuristiken zur Lösung von Flowshop Problemen: - Campbell, Dudek, Smith, - Gupta, - Sokolizin, - Petrow, - Palmer, - NEH-Heuristik, - Local Search, - Shifting Bottleneck. Desweiteren wurden oben genannte Algorithmen miteinander und mit in LEKIN bereits implementierten Heuristiken anhand ausgewählter Kriterien verglichen.

Ziel der Arbeit ist die Erstellung eines Emulators zur Erzeugung realitätsnaher Eingangsinformationen für ein MES-System am Beispiel einer Werkstattfertigung. Ausgangspunkt der Betrachtungen bildeten Ausführungen über die Entwicklung der betrieblichen Informationsverarbeitung (BDE/MDE) und deren Ergänzung durch MES. Im theoretischen Teil werden diese MES-Systeme begrifflich erläutert und definiert. 3 verschiedene Ansätze (MESA, ISA, VDI) wurden vergleichend betrachtet und zu relevanten Funktionsgruppen zusammengeführt. Im Weiteren wird die vertikale und horizontale Integration der MES in die Informationslandschaft der Unternehmen beschrieben und die Bedeutung von BDE/MDE ergänzend erläutert. Als Basis für den Aufbau des Emulators wird ein Simulationsmodell mittels Plant Simulation erstellt. Nach theoretischen Betrachtungen zur Simulation und Emulation werden deren Einsatzmöglichkeiten in der Fertigungssteuerung dargestellt. In der praktischen Umsetzung wird zunächst ein reales MES-System ausgewertet. Die dadurch gewonnenen praxisnahen Randbedingungen bilden die Grundlage für die darauf aufbauendenden Simulationsmodelle. Die Umsetzung erfolgt in Simulationsexperimenten zur Emulation von minimal, durchschnittlich und maximalen Datenmengen.

Da die Simulation einen wesentlichen Bestandteil der Digitalen Fabrik darstellt und in der heutigen Industrie der Industrieroboter für ständig wiederkehrende und gefährliche Aufgaben kaum noch wegzudenken ist, beschäftigt sich diese Arbeit im Wesentlichen mit der Simulation und Offline-Programmierung von Industrierobotern. Es wird ein Beispielszenario über die Komponenten und Schritte innerhalb von Process Simulate erstellt, um den an der TU-Ilmenau vorhandenen Fanuc® Roboter Mate 200iB simulieren und offline programmieren zu können. - Die vorliegende Arbeit gliedert sich in fünf Kapitel. Im Anschluss an die Einleitung (Kapitel 1), in der der thematische Fokus und die Motivation beschrieben werden, werden im zweiten Kapitel der Stand der Technik und die Grundlagen hinsichtlich der Digitalen Fabrik erörtert. Darin werden im Abschnitt 2.1 zuerst die Definition und Begriffserklärung herausgearbeitet bevor im Abschnitt 2.2 die Digitale Fabrik hinsichtlich Anwendungsgebiete, Ziele, Methoden und Werkzeuge weiter charakterisiert wird. Im abschließenden Abschnitt 2.3 wird speziell die Simulation als Werkzeug der Digitalen Fabrik näher beleuchtet. Das dritte Kapitel befasst sich mit dem Stand der Technik und den Grundlagen der Robotik und gliedert sich in fünf Abschnitte. Im Abschnitt 3.1 wird die Robotertechnik definiert und klassifiziert. Der Abschnitt 3.2 erschließt zunächst die Hardwarekomponenten von Industrierobotern bevor die Online- und Offline-Programmierung (Abschnitt 3.3) und Roboterprogrammiersprachen (Abschnitt 3.4) näher beschrieben werden. Im Abschnitt 3.5 wird abschließend das Werkzeug der Robotersimulation genauer definiert. Im vierten Kapitel als praktischer Teil werden zuerst das reale Robotersystem (Abschnitt 4.1) und die verwendete PLM-Software (Abschnitt 4.2) beschrieben. Im Abschnitt 4.3 werden der Anwendungsablauf und die im Anwendungsfallbeispiel gesammelte Erfahrungen gezeigt. Im Schlusskapitel fünf wird schließlich die Arbeit zusammengefasst sowie ein Ausblick für weiterführende Tätigkeiten gegeben.

Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Konzeptentwicklung zur Einführung des MES Systems "HYDRA" der MPDV Microlab GmbH und ist bezogen auf die Abteilung Qualitätssicherung/Kontrolle der DIEHL Metall Stiftung & CO. KG Unternehmenseinheit Schmiedetechnik. Während der Arbeit wird zunächst auf die theoretischen Grundlagen der MES und ERP Systeme eingegangen. Nach einer Beschreibung des momentanen Ist-Zustands im Unternehmen wird ein Konzept zur Einführung dieses HYDRA Systems entwickelt und in einem Testsystem auf Funktionsfähigkeit überprüft. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der zeitnahen Betriebsdatenerfassung während der Produktion, wobei die einzustellenden Systemparameter sowie die Auswahl der geeigneten Hardware betrachtet werden. Diese Arbeit ist als Handlungsanweisung für die DIEHL Metall Stiftung & CO. KG Unternehmenseinheit Schmiedetechnik zur Einführung des im Unternehmen vorhandenen HYDRA Systems in der Abteilung Qualitätssicherung/Kontrolle zu sehen.