Ganzheitliche Produktionssysteme für Industrie 4.0 - smartGPS

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jan C. Aurich
• Subject Area: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Term: from 2016 to 2020
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 324273463

Die Industrie 4.0 bringt einen Paradigmenwechsel in der Prozesssteuerung mit sich: In Zukunft bestimmt das einzelne Werkstück seinen individuellen Produktionsprozess, indem es mit den Elementen eines Produktionssystems kommuniziert und sich eigenständig durch die Fabrik navigiert. Um dieses Szenario zu realisieren, erhalten zahlreiche Entwicklungen Einzug in die Fabriken (z.B. Internet der Dinge, Mobile Computing, Big Data). Zur Umsetzung dieser Entwicklungen sind diverse Informations- und Kommunikationstechnologien erforderlich. Der Fokus der Forschungsarbeiten liegt derzeit stark auf technologischen Fragestellungen. Nur einzelne Arbeiten beschäftigen sich mit intelligenten Arbeits- und Organisationskonzepten im Kontext der Industrie 4.0. Insbesondere die Auswirkungen der Industrie 4.0 auf die in der Industrie weit verbreiteten Ganzheitlichen Produktionssysteme (GPS) werden bisher nicht umfassend untersucht. In diesem Zusammenhang sind die grundlegenden Forschungsfragen zu beantworten, welche gegenseitigen Auswirkungen Industrie 4.0 und GPS aufweisen und wie ein GPS im Kontext der Industrie 4.0 aussehen muss. Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist es daher, die Bedeutung von GPS für Industrie 4.0 zu erforschen. Auf der Grundlage von vier repräsentativen Produktionsszenarien sind zunächst die gegenseitigen Auswirkungen von GPS und Industrie 4.0 zu analysieren. Es gilt herauszufinden, in welchem Maße die Informations- und Kommunikationstechnologien der Industrie 4.0 die Methoden und Werkzeuge eines GPS beeinflussen. Auf der Grundlage der identifizierten Wechselwirkungen wird ein GPS für die Industrie 4.0 entwickelt (smartGPS). Analog zu der Struktur von bestehenden GPS setzt sich das smartGPS aus Gestaltungsfeldern, Methoden und Werkzeugen zusammen. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Erforschung eines Methodenbaukastens für das smartGPS. Bei den smartGPS-Methoden handelt es sich zum einen um Methoden, die auch im Kontext der Industrie 4.0 weiterhin wirksam sind und zum anderen um Methoden, die durch die Informations- und Kommunikationstechnologien der Industrie 4.0 unterstützt werden können (z.B. Selbstregelung einer Werkzeugmaschine auf der Grundlage einer Qualitätsregelkarte als Unterstützung der GPS-Methode Statistische Prozessregelung). Anschließend wird eine Methode zur Gestaltung eines smartGPS entwickelt. Die Methode beschreibt die Kombination und Auswahl von smartGPS-Methoden und -Werkzeugen auf der Basis der jeweiligen Unternehmensziele. Schließlich werden die erzielten Forschungsergebnisse anhand der zu Beginn definierten Produktionsszenarien überprüft, bewertet und ggf. angepasst. Mithilfe der gewonnen Erkenntnisse sollen produzierende Unternehmen zukünftig in die Lage versetzt werden, die Potenziale der Industrie 4.0 mit den Potenzialen der GPS zu verbinden und zu nutzen. Dabei stehen insbesondere die Potenziale im Fokus, die erst aus dem Zusammenspiel beider Ansätze entstehen.

• DFG Programme: Sachbeihilfen