Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung eines semantischen Modells zur Beschreibung eines Digitalen Schattens

der Logistikprozesse im Maschinen- und Anlagenbau zur Verwendung im PM

Im KMU-geprägten Maschinen- und Anlagenbau ist die termingerechte Inbetriebnahme kundenindividueller Produkte wettbewerbsentscheidend. Projektplanung und -steuerung sind wesentliche Erfolgsfaktoren, hängen aber von stets aktuellen Informationen zu allen Vorgängen während der Projektdurchführung ab. Während Produktionsdaten zumeist bereits digital erfasst werden und in Form eines Digitalen Schattens vorliegen, fehlen diese Daten für logistische Prozesse in der Auftragsfertigung des Maschinen- und Anlagenbaus. Rückmeldungen zu logistischen Prozessen erfolgen - wenn überhaupt - manuell, analog oder im Nachgang kumuliert. Nutzungsdauer und Verbleib der (logistischen) Ressourcen sind oftmals intransparent.

Mit dem Forschungsvorhaben soll diese Lücke im Digitalen Schatten geschlossen werden. Die Herausforderung besteht darin, ein allgemeingültig einsetzbares und erweiterbares semantisches Modell eines Digitalen Schattens für Logistikprozesse im Maschinen- und Anlagenbau zu erarbeiten, über das eine (teil-)automatisierte Erfassung von Daten realisiert werden kann. Die geplanten Ergebnisse umfassen eine Systematisierung der relevanten Informationen zu den logistischen Prozessen, eine ontologiebasierte Umsetzung eines semantischen Modells für einen Digitalen Schatten, eine einsatzzweckbasierte Technologiebewertung sowie eine Vorgehensmethodik mit Technologieschablonen und einem Interoperabilitätskonzept für eine technische Umsetzung. Mittels einer Demonstrationsplattform erfolgt die Evaluation praxisnaher Anwendungsszenarien mit Partnern aus dem projektbegleitenden Ausschuss. Die Innovation liegt in der Schaffung eines praxisgerechten Zugangs für KMU zur digitalen Erfassung logistischer Prozessinformationen für den Maschinen- und Anlagenbau. Der Informationsbedarf definiert eine anwendungsspezifische Sicht auf den Digitalen Schatten, hier auf das Projektmanagement. Das semantische Modell sowie die Technologieschablonen werden allerdings flexibel erweiterbar konzipiert.

Ergebniszusammenfassung:

Die termingerechte Fertigstellung, Lieferung und Inbetriebnahme einer Anlage sind entscheidende Wettbewerbsfaktoren für die zumeist kleinen und mittleren Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus. Zudem wird die geforderte Individualisierung der Produkte zu einem wichtigen Wettbewerbsmaßstab. In diesem Zusammenhang bestimmen die präzise Planung und Durchführung aller logistischen Prozesse rund um ein kundenspezifisches Projekt die zuverlässige Terminplanung und -einhaltung. Diese Prozesse sind allerdings mit Unsicherheiten verbunden. Ist-Daten der ausgeführten logistischen Prozesse stehen heute in der Unikat- und Kleinserienfertigung nicht in ausreichender Quantität und Qualität zur Verfügung; damit ist die regelbasierte Auswertung, Analyse und Nachnutzung dieser Daten nicht möglich und eine höhere Planungsqualität und -sicherheit kann nicht erreicht werden.

Das im Vorhaben entwickelte semantische Modell als Digitaler Schatten der Logistikprozesse basiert auf Logistikreferenzprozessen der Unikat- und Kleinserienfertigung, angereichert um Verknüpfungen zu den Informationsbedarfen für das Projektmanagement. Ein systematisches Vorgehensmodell erlaubt die unternehmensspezifische Adaption des zunächst allgemeinen Informationsmodells; unternehmensspezifische Instanziierungen und Adaptionen zur Abbildung der jeweiligen Unternehmensprozesse sind möglich.

Die entwickelte Vorgehensmethodik und das als Ontologie realisierte semantische Modell erlauben eine umfassende Erfassung, Aufbereitung und Bereitstellung von Informationen zur Beschreibung eines Digitalen Schattens von Logistikprozessen für das Projektmanagement im Maschinen- und Anlagenbau. Beide Ergebnisse sind auf Unikat- und Kleinserienfertiger außerhalb des Anlagenbaus übertragbar. Das semantische Modell ist flexibel erweiterbar als Demonstrationsplattform umgesetzt worden. Die Vertreter der Industrieunternehmen im Projektbegleitenden Ausschuss bestätigten Nutzen, Praktikabilität und Übertragbarkeit der Methodik.