Produktionssysteme 4.0

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Die Gestaltung einer zukunftsfähigen Produktion ist Inhalt einer Studie des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA. Die Studie „Ganzheitliche Produktionssysteme 4.0“, die kostenlos zum Download zur Verfügung steht, ist Teil der Forschungsarbeiten im Future Work Lab und basiert auf einer zweistufigen Erhebung. Im ersten Teil der Umfrage, einer Web-Survey, wurden sieben allgemeine Hypothesen aus der Forschung in der Praxis überprüft. Im zweiten Teil fanden ausführliche Interviews mit Fachleuten aus produzierenden Unternehmen statt, die unter anderem Einblicke in den aktuellen Stand der Gestaltung von Produktionssystemen führender deutscher Unternehmen aus der Automobilindustrie sowie dem Maschinen- und Anlagenbau geben.

Eines zeigt die Fraunhofer-Studie den Forschenden zufolge klar: Die digitale Transformation rüttelt nicht an den Grundsätzen der Ganzheitlichen Produktionssysteme (GPS). „Das unternehmensspezifische methodische Regelwerk, das der kontinuierlichen Orientierung aller Unternehmensprozesse am Kunden dient, gilt weiter – zumal die ganzheitlichen Produktionssysteme in Deutschland als Industriestandard etabliert sind“, so Projektleiter und Hauptautor Simon Schumacher. Die Methoden der Lean Production werden demnach also weiter die Abläufe in den Fabriken bestimmen, sich allerdings im Verbund mit einer zunehmenden Digitalisierung und Vernetzung stetig fortentwickeln. Ziel dieses Wandels sei es, die Produktion flexibler zu gestalten und rasch auch auf sehr spezielle Kundenwünsche eingehen zu können.

„Industrie 4.0 macht es sogar möglich, Einzelanfertigungen zum Preis von Massenware herzustellen“, so das Fraunhofer IPA: „Dabei hilft, dass das Fließband künftig nicht mehr das Maß aller Dinge ist. In der Fabrik der Zukunft kann die herkömmliche Linienfertigung mit Band und Takt aufgelöst werden – und das bei reduzierten Kosten.“ Kern sei ein gutes Datenmanagement. Das bedeute: Alle Daten von jeder Maschine und jedem Vorgang müssen stets verfügbar sind. Zudem müssen Unternehmen über den Tellerrand schauen und die Daten der Kunden und Zulieferer in die eigenen Abläufe integrieren. Bei „End-to-End-Prozessen ohne Systembrüche“ geht die Vernetzung damit weit über den eigenen Maschinenpark hinaus.

Um die Abläufe der dadurch viel komplexer werdenden Produktion dennoch beherrschen zu können, so ein weiteres Ergebnis der Studie, ist ein Werkzeugkasten notwendig. Eine solche Toolbox soll es künftig ermöglichen, Probleme nach standardisierten Verfahren zu lösen – und sie soll gut strukturiert, leicht zu handhaben und möglichst intuitiv bedienbar sein. Die Forschungsgruppe ‚Umsetzungsmethoden für die Digitale Produktion‘ will daher im Sommer einen Industriearbeitskreis „Ganzheitliche Produktionssysteme 4.0“ gründen, in dem die Ausgestaltung einer solchen Toolbox praktisch mit Expertinnen und Experten aus dem Industrial Engineering durchgeführt wird.

 

Die wichtigsten Ergebnisse aus dem Web-Survey

  1. Lean Production ist eine notwendige Grundlage für die Gestaltung von Produktionssystemen mit neuen Industrie-4.0-Technologien.
  2. Die Weiterentwicklung von Produktionssystemen muss in einem integrierten Ansatz aus Lean Production und Industrie 4.0 geschehen.
  3. Alle Ebenen der GPS unterliegen Veränderungen, wobei der Einfluss der Digitalen Transformation auf Methoden und Werkzeuge am größten ist.
  4. Die GPS-Struktur ist geeignet für die Gestaltung bestehender und zukünftiger Produktionssysteme.

Die wichtigsten Ergebnisse aus den Experteninterviews:

  1. Der Ordnungsrahmen Ganzheitlicher Produktionssysteme wird für die Gestaltung zukünftiger Produktionssysteme evolutionär weiterentwickelt.
  2. Der Erfolg Ganzheitlicher Produktionssysteme ist abhängig von der Einbindung der Mitarbeitenden und der Berücksichtigung individueller menschlicher Bedürfnisse.
  3. Die Gestaltung zukunftsfähiger Produktionssysteme muss Rollen und Prozesse für das Datenmanagement umfassen, um Transparenz und datenbasierte Optimierung zu ermöglichen.
  4. Im Industrial Engineering steigt die Komplexität durch neue digitale Methoden und Werkzeuge, die in einer Toolbox systematisch abgebildet, erprobt und ausgerollt werden müssen.

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