Agile Produktion

Kaum ein produzierendes Unternehmen agiert heutzutage bei der Produktherstellung autonom und ist nicht Teil einer Lieferkette. Daher sind die Prozesse in den einzelnen Unternehmen auf die übergeordneten Abläufe der Lieferkette ausgerichtet. Das führt im Falle der Lieferpflichtverletzung eines einzelnen Unternehmens zu Störungen entlang der gesamten Lieferkette. Das Fachgebiet beschäftigt sich mit der Entwicklung von Methoden für eine strategische und taktische Ausgestaltung der Material- und Informationsflüsse in Lieferketten und Wertschöpfungsnetzwerken unterschiedlicher Branchen. Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich besonders auf die Fragenstellungen einer optimalen Netzwerktopologie sowie Ablaufregeln, um die Störanfälligkeit der Lieferketten bei gleichzeitiger Erreichung von produktionslogistischen Zielgrößen zu reduzieren.

Kundenindividuelle industrielle Güter sind Einzelstücke (ETO-Produkte) und typisch für den Wirtschaftssektor Werkzeug- und Sondermaschinenbau. Die Entwicklung bzw. Konstruktion des Produktes startet erst ab dem Zeitpunkt der Kundenanfrage, sodass den Herstellern keine belastbaren Informationen zur Berechnung und Festlegung der benötigten Produktionsressourcen (Auftragsdurchlaufzeit und Herstellkosten) ab diesen Zeitpunkt vorliegen. Um in dieser Situation bereits eine optimale Ressourcenplanung und einen effizienten Auftragsdurchlauf zu ermöglichen, beschäftigt sich das Fachgebiet mit der Entwicklung von neuen Planungsmethoden. Dabei wird ein besonderer Fokus auf die Bildung von polymorphen ETO-Repräsentanten und die Erforschung von Methoden der Unterauftragsvergaben gelegt, die in bestehende Planungssysteme implementiert werden können. 

Eine der Hauptaufgaben der Produktion ist es, mit einem möglichst geringen Einsatz von Ressourcen, wie z. B. menschliche Arbeitskraft, Rohmaterial oder Energie, die produktionslogistischen Ziele eines Unternehmens zu erreichen. Zunehmend relevant werden die sozialen sowie ökologischen Einflussfaktoren, die es in der Planung und Steuerung neben der reinen wirtschaftlichen Betrachtung zu berücksichtigen gilt. Am Fachgebiet wird sich mit der Weiterentwicklung von Methoden der Produktionsfeinplanung auseinandergesetzt, um die Kosten unter Berücksichtigung der branchenspezifischen Restriktionen für den Ressourceneinsatz minimieren zu können. 

Eine Zusammenarbeit von produzierenden Unternehmen, wie z. B. ein Wertschöpfungsnetzwerk oder eine Plattform, sind auf eine gemeinsame Sprache angewiesen, die den Teilnehmern die Kommunikation und ein einheitliches Verständnis von ausgetauschten Informationen ermöglicht. Durch eine solche Sprache lassen sich z. B. Informationen über freie Maschinenkapazitäten und Bedarfe von Maschinenkapazitäten austauschen. Durch das Zusammenbringen von angebotenen und nachgefragten Maschinenkapazitäten lassen sich temporäre Kooperationen zwischen den Unternehmen aufbauen. Für eine gemeinsame Sprache eignen sich semantische Ansätze wie z.B. Wissensgraphen. Das Fachgebiet fokussiert sich auf die Weiterentwicklung von Semantik für subtraktive und additive Technologien. Zudem werden Ansätze für eine Vernetzung von Angeboten und Nachfragen im Rahmen zentral und dezentral gesteuerten Kooperationen entwickelt.

Für die Identifikation von existierenden bzw. potentiellen Engpässen, für eine vereinfachte Bestimmung von Prozessgrenzen sowie zur Unterstützung der Entscheidungsfindung bei einer Layoutplanung werden häufig Materialflusssimulationen angewendet. Bei diesen handelt es sich um ein etabliertes Werkzeug, mit welchem existierende oder neue Produktionsprozesse unter Berücksichtigung von unternehmens- und prozessbedingten Abhängigkeiten modelliert werden. Dadurch kann die Leistung des gesamten Systems sowie eines einzelnen Prozesses gemessen und optimiert werden. Materialflusssimulationen stellen für das Fachgebiet ein essentielles Werkzeug für die Identifikation von Verbesserungspotentialen in den Produktionsbereichen der Unternehmen der verarbeitenden Branche dar. Die Ergebnisse veranschaulichen Optimierungsbedarfe und dienen als Diskussionsgrundlage für die Identifikation von Handlungsempfehlungen in der Praxis und für weitere Forschungsansätze. 

Die Integration von Assistenzsystemen auf dem Shopfloor gewinnt bei den produzierenden Unternehmen immer mehr an Bedeutung. Der Erfolg bei der Umsetzung kann jedoch aufgrund der fehlenden Akzeptanz der Systeme durch die Beschäftigten scheitern. Ängste vor Komplexität, Bedenken bezüglich Kontrolle und Überwachung oder mangelndes Verständnis können dazu führen, dass die Beschäftigten Assistenzsysteme unzureichend oder fehlerhaft nutzen. Diesbezüglich beschäftigt sich das Fachgebiet mit der Entwicklung von mitarbeiterzentrierten Qualifizierungskonzepten für derartige Assistenzsysteme. Darüber hinaus wird den produzierenden Unternehmen ermöglicht, den Anwendungsfall mit vorhandenen Assistenzsystemen in einer Laborumgebung nachzubauen, die Anforderungen sowie erforderlichen Qualifizierungskonzepte aufzustellen und in der Praxis zu erproben.