Baukasten für wandlungsfähige Fabriksysteme
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Der Baukasten für wandlungsfähige Fabriksysteme dient durch seine besondere Technikauslegung speziell der multidimensionalen Bewertung von Wandlungsfähigkeit im industrienahen Forschungsbetrieb. Weitere Untersuchungsschwerpunkte liegen auf Schnittstellengestaltungen in den Material-, Informations- und Energieflusssystemen sowie der Planung und Gestaltung wandlungsfähiger Fabriken im Zusammenspiel realer und virtueller Welten. Fragen zur Rolle des Menschen in zukünftigen Produktionsstätten sind ebenso relevant wie die Konzeption wandlungsfähiger Logistik- und Sicherheitstechnik. Aufgrund seiner ausgeprägten Wandlungseigenschaften, seiner leistungsfähigen Digitale Fabrik-Anwendungen und seiner Unterstützung kompletter Produktionsszenarien in einer Modellfabrik, der sogenannten Experimentier- und Digitalfabrik (EDF) der Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb an der TU Chemnitz, wurde und wird er u.a. in folgenden Forschungsprojekten (Auswahl) als Demonstrator und Untersuchungsgegenstand eingesetzt: - eniPROD – Energieeffiziente Produkt- und Prozessinnovationen in der Produktionstechnik. Teilthema: Energieeffiziente Systeme und Prozesse der Logistik und Fabrikplanung (SAB) Ziel des Projektes eniPROD ist es, einen sichtbaren Forschungsbeitrag für eine ressourceneffiziente Produktion zu leisten. Fabrikplanerische Problemstellungen sind die Konkretisierung und Integration energetischer Kenngrößen in den Fabrikplanungsprozess, die Analyse und Optimierung des energetischen Verhaltens von Fabrikanlagen sowie die Etablierung eines Energiekompetenzzentrums als Lernfabrik. - S-PAC – Wachstumskern Sächsisches Photovoltaik-Automatisierungscluster. Verbundprojekt 1: Übergreifende Systeme für PV-Fabriken und Schnittstellengestaltung, Teilprojekt 1.4: Modellierung und Simulation (BMBF). Im Fokus dieses Vorhabens steht die Aufgabe, ein durchgängiges Leistungsspektrum für die gesamte Wertschöpfungskette zur Herstellung von Produkten der Photovoltaik (PV) zu entwickeln und den Kunden ein komplettes, jedoch frei konfigurierbares Leistungsspektrum für die Planung, Lieferung, Errichtung, Steuerung und den Service von PV-Fabriken anzubieten. Fabrikplanerische Teilthemen sind die Modellierung, Visualisierung, Planung und Simulation solcher Anlagen. - Interaktives Planungshandbuch für kompetenzzellenbasierte Produktionsnetze (DFG) Ziel des Projektes ist die prototypische Erstellung eines bausteinbasierten Planungshandbuches für KMU basierend auf der Grundlagenforschung zu kompetenzzellenbasierten Netzen (DFG-Sonderforschungsbereich 457). Die inhaltliche Planungsunterstützung zielt hierbei auf die Lösungshilfe und Sicherung von Erfahrungswissen bei typischen Problemstellungen der Produktionsstätten- und Logistikstrukturplanung. - SALE – Systembausteine und Verfahren zur Adaption von Lastprofilen mit dem Ziel der Energiebedarfs- und -kostenreduzierung (AiF) SALE hat das Ziel, die Lücken im Kontext Fabrikplanung, -betrieb und Energieeffizienz weiter zu schließen und damit die Durchgängigkeit zwischen betrieblichen Informationssystemen wie Digitale Fabrik- Anwendungen, ERP-, PPS-, MES-, Energiemanagement-Systemen zu verbessern. Dazu wird ein Set von Systembausteinen und neuartigen Verfahren geschaffen, welches mittels Baukastens angewandt wird. - MERGE – Technologies for Multifunctional Lightweight Structures. Interacting Research Domain C: Textile-/Plastics-based Technologies, Subproject C2: Process merger of metal die casting/plastics injection moulding technologies for components of lightweight conveyor systems (DFG) Das Hauptanliegen des Exzellenzclusters MERGE ist die Verschmelzung von großserientauglichen Basistechnologien zur ressourceneffizienten Herstellung von Leichtbaustrukturen hoher Leistungs- und Funktionsdichte. Die Aufgabe der Fabrikplaner ist die Entwicklung von neuen Logistik-/Materialfluss- und Steuerungskonzepten. Hier sind Teilnutzungen von Demonstratoren im Umfeld des Baukastens geplant. - DFG-Schwerpunktprogramm Altersdifferenzierte Arbeitssysteme, Teilprojekt: Methodengeleitete Entwicklung von fähigkeitsgerechten Prozessmodellbausteinen zur Generierung altersdifferenzierter Beanspruchungsprofile (DFG). Im Zentrum dieses Teilprojekts stand die empirische Untersuchung von Altersunterschieden bei der Beanspruchung von Montagemitarbeitern. Die Untersuchungen fanden in realen Produktionen der Automotive-Branche statt, was ein störungsarmes Untersuchungsdesign und eine robuste Analysetechnik verlangte. Für Probeaufbauten und Probeversuche wurde hier der Baukasten innerhalb der EDF genutzt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Baukasten für wandlungsfähige Fabriksysteme. In: Schenk, M. (Hrsg.): Digital Engineering – Herausforderung für die Arbeits- und Betriebsorganisation. Schriftenreihe der Hochschulgruppe für Arbeits- und Betriebsorganisation e.V. (HAB), GITO-Verlag, Berlin, 2009, S. 37-60, ISBN: 978-3-940019-80-6
Müller, E.; Ackermann, J.
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Building Blocks as an Approach for the Planning of Adaptable Production Systems. In: Dangelmaier, W. et al. (eds.): Advanced Manufacturing and Sustainable Logistics. 8th International Heinz Nixdorf Symposium, IHNS 2010, Paderborn, Germany, April 2010, Proceedings. Springer-Verlag, Berlin, pp. 37-45, ISBN-10: 3-642-12461-5
Müller, E.
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Erforschung wandlungsfähiger Produktionssysteme im IBF-Lab unter Berücksichtigung der Interdependenzen zwischen Mensch, Technik und Organisation. In: Nyhuis, P. (Hrsg.): Wandlungsfähige Produktionssysteme. 23. HAB-Forschungsseminar 2010, GITOVerlag, Berlin, 2010, S. 137-154, ISBN: 978-3-940083-15-4
Spanner-Ulmer, B.; Müller, E.; Glöckner, S.; Ackermann, J.; Keil, M.; Börner, F.
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Approaches for Planning and Operation of Adaptable Factories. In: Spath, D.; Ilg, R.; Krause, T. (eds.): Innovation in Product and Production. Proceedings (CD-ROM) of the 21st International Conference on Production Research (ICPR 21), Stuttgart, July 31-August 4, 2011, ISBN: 978-3-8396-0293-5
Ackermann, J.; Börner, F.; Hopf, H.; Horbach, S.; Müller, E.
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Automation in an Experimental and Digital Factory. In: Proceedings of Factory Automation 2011, Széchenyi István Egyetem Györ, Hungary, May 25-26, 2011, pp. 131-137, ISBN: 978-963-7175-3
Müller, E.; Ackermann, J.; Horbach, S.
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Building Blocks for Adaptable Factory Systems. In: Robotics and Computer Integrated Manufacturing 27 (2011) 4, pp. 735-740
Horbach, S.; Ackermann, J.; Müller, E.; Schütze, J.
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Approaches for planning and operation of adaptable factories. In: International Journal of Production Research (2013), pp. 1-12
Ackermann, J.; Börner, F.; Hopf, H.; Horbach, S.; Müller, E.
