Die Zukunft der Wertschöpfung

Dipl.-Wirt.-Ing. Ulrich Brandenburg, Dipl.-Wirt.-Ing. Dennis Schiemann, M.Sc. Dominik Frey und Dipl.-Wi.-Ing. Ulrike Krebs sind Projektmanager am Forschungsinstitut für Rationalisierung (FIR) an der RWTH Aachen (Produktionsmanagement).

Durch steigende Kundenorientierung und den einhergehenden Schwankungen im Auftragseingang sind Unternehmen einer zunehmenden Dynamik ausgesetzt. Eine große Variantenvielfalt führt zu einer hohen Produkt- und Prozesskomplexität. Die Herausforderung, komplexe Produktions- und Planungsprozesse mit Hilfe einer Vielzahl von Systemen zu beherrschen, wird mit der Hightech-Strategie Industrie 4.0 der Bundesregierung angenommen. Im Kern sieht dieses Zukunftsprojekt die Verschmelzung der realen und digitalen Welt eines Wertschöpfungssystems vor. Ein hoher Automatisierungsgrad, Ressourceneffizienz und Ergonomie zeichnen das Zielbild einer intelligenten Fabrik aus.

Um diesen Herausforderungen zu begegnen wird im Enterprise-Integration Center (EICe) der RWTH Aachen die Zukunft der Wertschöpfung in Deutschland erforscht. Dabei stehen folgende Forschungsziele im Vordergrund:

Die Demo Fabrik Aachen macht erstmals die komplexen Zusammenhänge in Wertschöpfungssystemen durch eine reale Produktions- und IT-Umgebung erforsch- und erlebbar. Hier werden Prototypen und Vorserien produziert – zukünftig die Karosserie des Elektrofahrzeugs StreetScooter sowie das Fun-Sport E-Kettcar MAXeKart mit Pedelec-Antrieb. Dabei arbeitet das FIR an der RWTH bei der Realisierung eng mit namenhaften Produktionsunternehmen sowie Anbietern von industriellen Dienstleistungen und IT-Lösungen zusammen. Drei ERP-Lösungen wurden in einer realen Produktionsumgebung am RWTH Aachen Campus integriert. Durch die Systeme wird eine dreistufige Supply-Chain dargestellt. Auftragsdaten werden automatisch und in Echtzeit über die EDI Plattform myOpenFactory ausgetauscht. Über einen Logistikdienstleister wird kundenspezifisch Material eingelagert und auftragsspezifisch zur Verfügung gestellt. Damit bietet die Infrastruktur eine reale Experimentierumgebung für Industrie 4.0.

Im Rahmen öffentlich-geförderter Forschungsprojekte werden sukzessive Use-Cases umgesetzt und zusätzliche Techniken implementiert. So hat das Forschungsprojekt ProSense zum Ziel, eine hochauflösende, adaptive Produktionssteuerung auf Basis kybernetischer Unterstützungssysteme und intelligenter Sensorik zu entwickeln. Transportbehälter werden mit RFID-Tags bestückt und an Bereitstellungsflächen identifiziert. Durch Datenaustausch zwischen den Sensoren und dem ERP-System werden Liegezeiten automatisch erfasst.

Im Forschungsprojekt Polar soll ein elektrisches Energie- und Lastmanagement auf Produktionsanalagenebene ermöglicht werden. Dafür werden Bestandsanlagen mit individuellen Energiemonitoren ausgerüstet und der Energieverbrauch der Fertigung in Echtzeit gemessen und eine Datenbank für die Energiemessewerte angelegt. Daraus werden wiederum Handlungsempfehlungen gemäß variierender Strompreise abgeleitet.

Innerhalb des Forschungsprojekts Sense&React wird geklärt, wie Störungen in der Montagesteuerung durch eine exakte und echtzeitbasierte Bestimmung des Auftragsstatus minimiert werden können. Hierfür werden in der Montagelinie der Demo Fabrik Aachen Werkstückträgerdaten mit RTLS-Tags ausgestattet. Somit sind eine automatisierte Ortung des Werkstücks und eine Echtzeitermittlung des Montagsfortschritts möglich, wobei Planabweichungen automatisch gemeldet werden.

Im Rahmen des Forschungsprojekts BigPro wird das Störungsmanagement von Produktionsunternehmen durch die Einführung von BigData-Konzepten und datengestützten Störmustererkennungen unterstützt und proaktiv ausgestaltet, wobei der „Störfaktor Mensch“ im Mittelpunkt steht. Dazu wird die Demo Fabrik Aachen mit Endgeräten für die Erfassung von Mitarbeiterdaten ausgestattet. Diese Daten werden zusammen mit Prozess-, Maschinen- und Umgebungsdaten auf der BigPro-Plattform konsolidiert um sich anbahnende Störungen anwenderorientiert visuell aufzubereiten. •