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Forschungsziel: Der effizienten Entwicklung mechatronischer Produkte kommt eine Schlüsselrolle für den Standort Deutschland zu. Durch deren Komplexität und Interdisziplinarität erfolgt die Entwicklung verteilt über mehrere Unternehmen in Wertschöpfungsnetzwerken, häufig mit starker Beteiligung von KMU. Oftmals sind aber die Anforderungen einzelner Partner nicht rechtzeitig im Netzwerk bekannt. Hierdurch können Ineffizienzen auftreten, die zu Zeitverzögerungen, Mehrkosten und Qualitätseinbußen führen. Aktuell fehlt es an methodischer Unterstützung für derartige verteilte Entwicklungsprozesse. Im Ergebnis bietet SynProd eine KMU-geeignete Methodik zur frühzeitigen Berücksichtigung aller Anforderungen des Wertschöpfungsnetzwerks. Hierin sind explizit drei Sichtweisen - Produkt, Produktion und Betriebswirtschaft - kombiniert und in eine geschlossene Gesamtmethodik überführt. Das Ergebnis ist ein KMU-gerechtes Tool zur Entscheidungsunterstützung in der Produktentwicklung.
Prof. Thomas Vietor +49 531 391-666670
t.vietor@tu-braunschweig.de
Martina Kühnapfel, M.A.
+49 721 608-24979
martina.kuehnapfel@kit.edu
Problemstellung
Die steigende Produktkomplexität erfordert es künftig, dass neue Entwicklungen unter aktiver Beteiligung der Zulieferfirmen interdisziplinär durchgeführt werden. Hierfür sind die derzeit etablierten Zulieferstrukturen nicht ausgelegt. Dies führt zu Zeitverzögerungen, Kostenüberschreitungen und Defiziten bei der Erfüllung von Kundenanforderungen. Die Integration von Gesamtsystemen wie Flugzeugen, Kraftfahrzeugen, aber auch bei Produkten aus dem allgemeinen Maschinenbau, wird vielfach in Großunternehmen durchgeführt. Der Mittelstand hat in der Entwicklung und Herstellung komplexer Produkte ijedoch ebenfalls eine wesentliche Rolle, da große Teile der Wertschöpfung dort stattfinden – als Zulieferer an größere Unternehmen oder als Systemintegratoren. In mittelständischen Unternehmen sind jedoch abteilungs- oder unternehmensübergreifende Prozesse oft nur in Ansätzen vorhanden.
Projektziele
Das Forschungsprojekt hat diese notwendige Interdisziplinarität in der Zulieferkette fokussiert und neue Lösungswege für die gemeinsame Entwicklung und Produktion mechatronischer Produkte in Wertschöpfungsnetzwerken aus mehreren Unternehmen erarbeitet. Speziell die Anforderungen kleiner und mittelständischer Unternehmen (KMU) in der Zulieferkette wurden mit berücksichtigt. Die Ergebnisse wurden am industriellen Anwendungsbeispiel eines komplexen Industrieschaltgerätes für die Steuerung von Anlagen und Fahrzeugen entwickelt. Wesentlicher Teil des dabei abgebildeten Wissens sind strukturelle Zusammenhänge des Produktes und Liefer- sowie Ablaufstrukturen im Wertschöpfungsnetz. Die Realisierung des wissensbasierten Ansatzes erfolgt durch ein webbasiertes Software-Tool.
Vorgehensweise
Schritt für Schritt wurden aus Sicht der Produktentwicklung, der Produktionstechnik und der Betriebswirtschaft Unternehmenssituation, Technikeinsatz, Produktdatenmanagement sowie bereits identifizierte Verbesserungsbedarfe der Firmen aufgenommen. Darauf wurden die erforderlichen Methodenkombinationen zur besseren Zusammenführung von Konstruktionstechniken, Produktwissen und der Beziehungen und Kommunikationsschnittstellen zwischen den Partnern der Wertschöpfungskette aufgebaut.
Ergebnisse
Nach erfolgreicher Implementierung und Anwendung wurden die Lösungen von einem Systemhaus in ein Softwarewerkzeug umgesetzt. Damit steht eine softwarebasierte Methodik für die effizientere Gestaltung der unternehmens-übergreifenden Produktentwicklung zur Verfügung, die sich „per Knopfdruck“ an unterschiedliche Anforderungen der Unternehmen anpassen und ausbauen lässt. Insbesondere aus der Sichtweise des Original Equipment Manufacturer im Wertschöpfungsnetzwerk wurden Potentiale zur noch effizienteren Gestaltung des SynProd-Tools umgesetzt: Durch eine Modularisierung der Produkte, die einerseits den Austausch von Teilen durch ein Baukastensystem und andererseits die bessere Einbindung von Unternehmen in ein Wertschöpfungsnetzwerk ermöglicht. Das SynProd-Tool kann hier bereits in den frühen Phasen des Entwicklungsprozesses ansetzen und die Schaffung einer zweckmäßigen Produktstruktur auf Basis der Kundenanforderungen unterstützen. Zudem wird durch ein Anforderungsmanagement die vollständige Erfassung der Anforderungen möglich. Ein parallel dazu entwickeltes Regelwerk unterstützt die Auswahl der Produktkomponenten.
Anwendungspotentiale
Die im Projekts SynProd identifizierten Informationsstrukturen innerhalb von Wertschöpfungsnetzwerken sind charakteristisch für die Zusammenarbeit von KMU in Deutschland. Weiterführende Forschungsarbeiten müssen nun auf die automatisierte Informationsbereitstellung innerhalb des gesamten Produktentstehungsprozesses abzielen. Ein zielgerichteter Einsatz von Industrie 4.0 Lösungen und der spezifischen Eigenschaften verfügbarer CPPS-Technologien würde in diesem Zusammenhang herausragende Möglichkeiten der Informationsvernetzung von Produktentwicklung, Produktions- und Planungssystemen bieten, um kritische Entscheidungen abzusichern und Ressourcen flexibel einzusetzen.
In der folgenden Liste sehen Sie Ihre ausgewählten Projekt-Favoriten.
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