TU Chemnitz: Fakultät: Institut: Professur
Thema
Baukasten für wandlungsfähige Fabriksysteme
HBFG-Antrag
Als Folge der zunehmend dynamischer und unkalkulierbarer werdenden Märkte, getrieben durch Trends wie Verkürzung von Produktlebenszyklen, Individualisierung der Kundenwünsche, Globalisierung mit Anpassung an internationale Märkte und Normen, sind die Anforderungen an die Fabrikplanung nach Gestaltung wandlungsfähiger Fabrikstrukturen stark gestiegen. Die Professur hat auf diesem Gebiet umfangreiche Kompetenzen vorzuweisen (u.a. Bausteinprojektierung, PLUG+PRODUCE, HIPER, SFB457, PAK196). Konsequent sollen Ergebnisse dieser Forschungen nun im Vorhaben Baukasten für wandlungsfähige Fabriksysteme umgesetzt und anhand von konkreten ausgewählten Fabrikteilsystemen einer Grundlagenforschung mit anschließendem Praxistransfer zugeführt werden. Grundsätzlich wird das Ziel verfolgt, eine anforderungsgerechte Wandlungsfähigkeit durch Ausgestaltung so genannter Wandlungsbefähiger wie Universalität, Mobilität, Skalierbarkeit, Modularität und Kompatibilität, zu erreichen. Hierzu sind deren Wirkprinzipien zu verstehen und bewertbar zu machen sowie Konzepte, Vorgehensweisen und Methoden der Gestaltung zukünftiger wandlungsfähiger Fabriksysteme zu entwickeln. Das Grundkonzept des Baukastens besteht in der Symbiose zwischen virtueller und realer Produktion gemäß nachfolgendem Bild:
Grundkonzept des Wandlungsfähigen Fabrikbaukastens
Hauptkomponente des Baukastens ist eine Montage-/ Fertigungsanlage, die über entsprechend ausgebildete Schnittstellen mit dem Logistiksystem der Experimentier- und Digitalfabrik (EDF) verbunden werden soll. Die Wandlungsfähigkeit des Systems soll unterstützt werden u.a. durch Werkzeuge der Digitalen Fabrik, innovative Identifikations- und Ortungssysteme, Konzepte der Materialbereitstellung und Selbststeuerung logistischer Objekte sowie Mensch-Maschine-Schnittstellen.
Nachfolgendes Bild verdeutlicht das Konzept der Integration des Wandlungsfähigen Fabrikbaukastens in die EDF.
Konzept der Integration des Wandlungsfähigen Fabrikbaukastens in die EDF
Die komplette Umsetzung des Baukastens für Wandlungsfähige Fabriksysteme, dessen Integration in die Experimentier- und Digitalfabrik des IBF und die vollständige Inbetriebnahme der entstandenen Modellfabrik, dauerten bis April 2011 an.
Nachfolgendes Video demonstriert den Wandlungsfähigen Fabrikbaukasten:
Demonstration Wandlungsfähiger Fabrikbaukasten
Ansprechpartner:
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Prof. Egon Müller Dr. Jörg Ackermann |
Tel. / Fax: Tel. / Fax: |
+49 371 531-35309 / 835309 +49 371 531-35306 / 835306 |
PLUG+PRODUCE
Ziel des BMBF-Verbundprojektes PLUG+PRODUCE war die Entwicklung von Gestaltungsstrategien zum effizienten Planen und Betreiben wandlungsfähiger Fabrikstrukturen. Dabei wurden Richtlinien zur Gestaltung wandlungsfähiger bzw. modular aufgebauter Maschinen, Logistikmittel und Arbeitssysteme erarbeitet. Neben der Definition des Funktionsumfangs eines solchen Moduls umfasste dies auch die Gestaltung entsprechender technischer Schnittstellen. Darüber hinaus wurde eine neue Vorgehensweise zur Bestimmung der quantitativen Kapazität bei unsicheren Stückzahlprognosen entwickelt sowie eine Methode erarbeitet, die bei der Planung des Fertigungssystems erstmals auch die Abhängigkeiten zwischen den Hauptprozessen (Maschinen) und der Peripherie (Personal) berücksichtigt. In ihrer Gesamtheit ermöglichen die Ergebnisse den schnellen Aus- bzw. Rückbau von Fabriken mit Sortenfertigung. Dies umfasst die schnelle Anpassung an sich ändernde Produktionskapazitäten sowie die schrittweise und risikoarme Erschließung neuer Märkte.
- http://www.produktionsforschung.de/fzk/idcplg?IdcService=PFT&node=2292&T=VP_DESC&ID=704&TF_ID=
- Hildebrand, T.: Theoretische Grundlagen der bausteinbasierten, technischen Gestaltung wandlungsfähiger Fabrikstrukturen nach dem PLUG+PRODUCE Prinzip. Dissertation, Wissenschaftliche Schriftenreihe des IBF, Heft 45, TU Chemnitz, 2005
- Günther, U.: Methodik zur Struktur- und Layoutplanung wandlungsfähiger Produktionssysteme. Dissertation, Wissenschaftliche Schriftenreihe des IBF, Heft 50,TU Chemnitz, 2005
Dynamis-P
Im Mittelpunkt des von der DFG geförderten Projektes stand die Entwicklung einer Methode zur dynamischen Dimensionierung von Fertigungssystemen (Werkstattfertigung), mit der sich die Kapazität temporär an schwankende Bedarfe anpassen lässt. Als Möglichkeiten zur temporären Kapazitätsanpassung werden dabei das Zu- und Abschalten von Ressourcen (Leasing- oder Mietmodelle) bzw. die Fremdvergabe von Fertigungsaufträgen unterschieden. Um die verschiedenen Optionen vergleichbar zu machen, wurde ein Optimierungsmodell aufgestellt. Ziel der Optimierung ist eine minimale Ressourcenanzahl (Ressourcenkosten) bei Einhaltung vorgegebener Restriktionen für die Durchlaufzeit. Die Ermittlung der optimalen Planungslösung erfolgt mit Hilfe der Simulation.
- Kobylka, A.: Simulationsbasierte Dimensionierung von Produktionssystemen mit definiertem Potential an Leistungsflexibilität. Dissertation, Wissenschaftliche Schriftenreihe des IBF, Heft 24,TU Chemnitz, 2000
VA16 - TempoFak
Zielstellung der vordringlichen Aktion (VA) 16 "Flexible, temporäre Fabrik" war die Klärung der Fragestellung, in welche Richtung sich die industrielle Produktion in den nächsten 10 bis 20 Jahren entwickeln wird und welche Gestaltungsanforderungen sich daraus an die Industrie ergeben. Dabei waren sowohl adäquate Losungsansätze für die ganzheitliche Gestaltung zukünftiger als auch für die entsprechende Umgestaltung bestehender Fabriken zu ermitteln. Im Mittelpunkt der Untersuchungen standen einerseits neue organisatorische Methoden zum Planen, Steuern, Betreiben und Verwerten von Fabriken und andererseits technisch-konstruktive Lösungen und Konzepte zur intelligenten Modularisierung und Standardisierung.
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