Selbstorganisierte Kapazitätsflexibilität in Cyber-Physical-Systems (KapaflexCy)

Problemstellung
Die Produktion kundenindividueller Produkte verlangt nach ständiger Erhöhung der Dynamik, Wandlungsfähigkeit und Kundenorientierung. Dies erfordert höchste Flexibilität – sowohl der technischen Einrichtungen als auch des eingesetzten Personals. Eine schlanke Produktion am Puls des Kunden erfordert eine möglichst echtzeitnahe Steuerung des flexiblen Personaleinsatzes. In der Praxis erfolgt dies heute meist noch manuell: Teamleiter und Schichtführer koordinieren die An- und Abwesenheitszeiten der Mitarbeiter. Hierfür kommunizieren sie täglich mit ihren Arbeitskräften, den Personalbetreuern, weiteren Teamleitern, Zeitarbeitsfirmen – in der Regel mündlich, selten und bei genügender Vorlaufzeit per E-Mail. So wird die kurzfristige Kapazitätseinsatzsteuerung bisher nur ungenügend informationstechnisch unterstützt.

Projektziele
Im Forschungsprojekt KapaflexCy wurde eine selbstorganisierte Kapazitätssteuerung entwickelt, die Unternehmen erlaubt, ihre Produktionskapazitäten unter direkter Beteiligung der ausführenden Mitarbeiter hochflexibel, kurzfristig, und unternehmensübergreifend zu steuern. Die heute üblichen vertikalen Anweisungskaskaden „von oben nach unten“ werden ersetzt durch horizontale Entscheidungen in und zwischen Arbeitsgruppen.

Vorgehensweise
Möglich wird dies durch den konsequenten Einsatz von Mobilgeräten sowie die Durchdringung der Produktion mit Cyber-Physischen Systemen (CPS). Sie liefern in Echtzeit Informationen über das Produktionsumfeld, lernen typische Kapazitätsprofile und kombinieren diese mit Kommunikationsfunktionen für die Mitarbeiter. Im Forschungsprojekt wurden dazu die Flexibilitätsbedarfe, das Kommunikationsverhalten und Kapazitätssteuerungsprozesse für die Produktion analysiert. Darauf aufbauend wurde ein CPS-Werkzeug entwickelt, das Mitarbeitern eine Plattform zur Kapazitätsabstimmung bietet. Mit diesem Werkzeug können die Mitarbeiter ihren Kapazitätseinsatz selbstverantwortlich dem benötigten Bedarf anpassen. Hierfür wurden Methoden zur Kapazitätsbewertung, Einsatzgenerierung und mobilen Einsatzabstimmung konzipiert und prototypisch realisiert. Das neuartige Verfahren wurde in drei Piloteinsätzen in unterschiedlichen Anwendungskontexten evaluiert.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Die neue, selbstorganisierte Kapazitätssteuerung verkürzt für Unternehmen die Reaktionszeit bei schwankender Auftragslage und volatilen Märkten, vermeidet unproduktive Zeiten und reduziert den Aufwand für die Kapazitätssteuerung. Die Mitarbeiter erleben eine transparente Personaleinsatzplanung und stimmen ihre Einsatzzeiten untereinander ab. Der Ausgleich zwischen Arbeit, Familie und Freizeit gelingt ihnen besser und steigert so ihre Motivation. Das Projekt zeigt neue Formen der Kapazitätsflexibilität durch den Einsatz von Echtzeit-CPS-Daten, Mobilgeräten und Web 2.0-Technologien anwendungsnah auf.

• binder intrObest GmbH & Co. KG
• BorgWarner Ludwigsburg GmbH
• Bruker Optik Holding GmbH
• Flughafen Stuttgart Gesellschaft mit beschränkter Haftung
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• Kaba GmbH
• SAP SE
• seca GmbH & Co. KG
• Trebing & Himstedt Prozeßautomation GmbH & Co. Kommanditgesellschaft
• Universität Stuttgart