Entwicklung einer Methodik zur Bewertung bedarfsorientiert flexibler Fertigungsprozessfolgen für die variantenreiche Serienfertigung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Bergs
• Fachliche Zuordnung: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 549757578

Aktuell ist eine Verkürzung der Produktlebenszyklen und eine steigende Individualisierung von Produkten zu beobachten. Das resultiert darin, dass sich die Anforderungen an Bauteile ändern und somit Bauteile oft an geänderte Anforderungen anzupassen sind. Unternehmen in der Serienfertigung stehen vor der Herausforderung, dass zunehmend verschiedene Bauteilvarianten mit unterschiedlichen Anforderungen an die Fertigung zu produzieren sind. Somit sind bei der Investitionsentscheidung bzgl. neuer Fertigungsmittel neben aktuellen Bauteilen auch potenzielle, zukünftige Bauteilvarianten zu berücksichtigen. Dies führt dazu, dass eine Fertigungsprozessfolge nicht für ein Bauteil, sondern unter Betrachtung zukünftiger Bauteilvarianten zu planen ist. Daraus resultiert die Forderung nach flexiblen Fertigungsprozessfolgen. Um dies zu erfüllen, müssen Unternehmen in der Fertigungsplanung die Flexibilität der Fertigungsprozessfolgen ggü. zukünftigen Bauteilvarianten berücksichtigen. Jedoch ist eine Maximierung der Flexibilität der Fertigung nicht wirtschaftlich, da eine höhere Flexibilität der Fertigungsmittel i. d. R. mit höheren Investitionen verbunden ist. Somit sind eine bedarfsorientierte Betrachtung der Flexibilität, die durch die Bauteilvarianten definiert wird, und eine Bewertung der Wirtschaftlichkeit der Fertigung unter Einbeziehung der Flexibilität erforderlich. Außerdem ist zu beachten, dass die Charakteristika der zukünftigen Bauteilvarianten (z. B. technologische Anforderungen oder Eintrittszeitpunkt) zum Planungszeitpunkt nicht eindeutig bekannt sind. Um diese Herausforderungen zu lösen, sind die Unsicherheiten in die Planung zu integrieren. Es existiert aktuell kein Ansatz zur Modellierung zukünftiger, potenzieller Bauteilvarianten unter Berücksichtigung von Unsicherheiten, um eine Bewertung der bedarfsorientierten Flexibilität der Fertigung zu ermöglichen. Außerdem ist nicht bekannt, wie eine Prognose der Wirtschaftlichkeit zur Bewertung von Fertigungsprozessfolgen bei unsicherheitsbehafteten Bauteilvarianten umzusetzen ist. Um diese Forschungslücke zu schließen, wird eine Methodik entwickelt, die eine Bewertung bedarfsorientiert flexibler Fertigungsprozessfolgen ermöglicht. Das Ziel wurde in vier Teilziele unterteilt. Im ersten Teilziel wird eine Methodik entwickelt, die eine Modellierung von potenziellen, unsicherheitsbehafteten Bauteilvarianten ermöglicht. Im zweiten Teilziel wird eine Methodik erarbeitet, die ausgehend von den Bauteilvarianten, eine Ableitung bedarfsorientiert flexibler Fertigungsprozessfolgen ermöglicht. Das dritte Teilziel umfasst die Entwicklung einer Bewertungsmethodik zur Prognose der Wirtschaftlichkeit von Fertigungsprozessfolgen unter Berücksichtigung potenzieller, unsicherheitsbehafteter Bauteilvarianten. Abschließend werden im vierten Teilziel die drei Methodiken zu einer Gesamtmethodik verknüpft mithilfe derer eine ganzheitliche Gestaltung bedarfsorientiert flexibler Fertigungsprozessfolgen umgesetzt werden kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen