GRK 2193:  Anpassungsintelligenz von Fabriken im dynamischen und komplexen Umfeld

• Fachliche Zuordnung: Produktionstechnik
• Förderung: Förderung seit 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 276879186

Die hohe Dynamik und Intensität von Umfeldveränderungen von Fabriksystemen erfordern schnelle Anpassungs- und Reaktionszeiten. Diese sind entscheidende Wettbewerbsfaktoren, jedoch aufgrund der hohen Komplexität und interdisziplinären Aufgabenstellungen der Fabrikplanung schwer zu bewältigen. Die konsequente Digitalisierung von Fabriksystemen und eine interdisziplinäre Vorgehensweise ermöglichen es, die Anpassungsintelligenz weiter zu steigern. Insbesondere das hochaktuelle Spannungsfeld von menschlichen Entscheidungen und autonomeh Systemen wird in einer stark interdisziplinären Zusammenarbeit der am Graduiertenkolleg beteiligten Disziplinen Bauingenieurwesen, Betriebswirtschaft, Elektrotechnik, Informatik, Logistik, Maschinenbau und Sozialwissenschaften untersucht. Basis hierfür sind digitale und virtuelle Abbildungen von Fabrikmodellen, welche allen beteiligten Disziplinen ein aufwandsarmes und kollaboratives Experimentieren, Entwickeln und Testen von Lösungsvarianten in einer realitätsnahen Testumgebung ermöglichen und eine permanente Planungsbereitschaft erzeugen. In der ersten Phase konnten neben der Erarbeitung einer gemeinsamen Terminologie sowie eines gemeinsamen Verständnisses über alle Fachbereiche wertvolle Vorarbeiten sowohl Allgemeine Angaben bei der Entwicklung gemeinsamer Methoden zur Anpassungsplanung und intelligenten Produktionssteuerung als auch über die Entwicklung von Digitalen Zwillingen, Software-Werkzeugen, mathematischen Modellen und Simulationsmodellen geleistet werden. Die zweite Förderphase des Graduiertenkollegs baut auf diesen Vorarbeiten auf und beschäftigt sich umfassend mit menschenzentrierten, modellbasierten und datengetriebenen Methoden. Es sollen mithilfe von Verfahren des maschinellen Lernens und Simulationsmodellen neue Methoden für die Fabrikplanung und -Steuerung entstehen, welche zur Steigerung der Anpassungsintelligenz von Fabriken einen wertvollen Beitrag leisten können. Zur Realisierung innovativer sozio-technischer Systeme neben menschlichen und technologischen Aspekten neue Formen der Zusammenarbeit von Planungsbeteiligten im Sinne einer partizipativen Fabrikplanung entwickelt werden, um auch die organisatorische Dimension von Anpassungsprozessen zu betonen. Zentrale Arbeitshypothese ist dabei, dass sich Anpassungsintelligenz nur durch eine aufgaben-gerechte Kombination menschlicher und algorithmischer Intelligenz realisieren lässt. Das Kolleg ist hierfür in die Interaktionsthemen „Virtualisierung und Digitale Zwillinge“, „Management von Anpassungsprozessen“ und „Smarte Produktionssteuerung“ unterteilt. Diese in der ersten Phase bewährte Dreiteilung ermöglicht eine effiziente und zielgerichtete Arbeit zu den Basismethoden, der Gestaltung wandlungsfähiger Fabriksysteme und zur Nutzung systeminhärenter Flexibilitätspotenziale im Spannungsfeld menschlicher Entscheidungen und autonomer Systeme.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Technische Universität Dortmund
• Sprecher: Professor Dr. Jakob Rehof
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr.-Ing. Dirk Biermann; Professor Dr. Peter Buchholz; Professor Dr.-Ing. Mike Gralla; Professor Dr. Michael Henke; Professor Dr. Andreas Hoffjan; Professor Dr. Michael ten Hompel; Professor Dr. Jürgen Howaldt; Professorin Dr.-Ing. Anne Meyer, von 10/2019 bis 8/2023; Professor Dr.-Ing. Christian Rehtanz, seit 10/2019; Professor Dr.-Ing. Jürgen Roßmann; Professorin Dr.-Ing. Petra Wiederkehr