Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

APACHE – Entwicklung einer adaptiven Fertigungsregelung zur systematischen Abweichungsbewältigung bei Kleinserien

Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Entscheidungsunterstützung für den Fertigungssteuerer, die eine differenziertere Betrachtung von Abweichungen in der Fertigung ermöglicht. Des Weiteren bietet sie durch die Bewertung von Abweichungen die Möglichkeit, transparent zu machen, bei welchen Abweichungen dringender Handlungsbedarf besteht und in welcher Art und Weise interveniert werden muss. Durch die Berücksichtigung von Entscheidungen bzgl. Abweichungssituationen aus der Vergangenheit, können zukünftige Abweichungen besser bewertet werden.

Lösungsweg

Aufbauend auf einer Analyse fertigungsspezifischer Einfluss- und Zielgrößen (AP1) werden eine Morphologie entwickelt und Abweichungstypen abgeleitet (AP2). Anschließend werden die Wechselwirkungen in der Fertigungssteuerung betrachtet (AP3). Auf dieser Grundlage wird eine Reaktionsstrategiematrix zur Allokation von Abweichungen entwickelt (AP 4). Zum Schluss wird ein Regelkreismodell für die Fertigungssteuerung entwickelt, das eine adaptive Abweichungsbewältigung ermöglicht (AP5). Abschließend werden ein Schulungskonzept inkl. Demonstrator aufgebaut sowie die Projektergebnisse validiert (AP6&7). AP8 dient der Dokumentation.

Angestrebte Ergebnisse

1) Morphologie zur Beschreibung und Bewertung von Abweichungen

2) Reaktionsstrategiematrix inkl. Differenzierungslogik zur Allokation von Abweichungen zu Reaktionsstrategien

3) Regelkreismodell für die Fertigungssteuerung zur adaptiven Abweichungsbewältigung

Nutzen für KMU

Durch die Projektergebnisse werden Unternehmen unterstützt ihre auftretenden Abweichungen zu bewerten und zu priorisieren. Hierdurch kann der Aufwand für das sogenannte Fire-Fighting in der Fertigungsteuerung reduziert werden. Zusätzlich kann die Reaktionsgeschwindigkeit in Bezug auf Abweichungen gesteigert werden. Ein mittelbarer Nutzen, der sich durch die Projektergebnisse ergibt, liegt in der Steigerung der Kundenzufriedenheit auf Basis einer zuverlässig hohen Liefertermintreue.

Ergebniszusammenfassung:

Im Rahmen des Projektes wurden im ersten Schritt die fertigungsspezifischen Einflussgrößen aufgenommen und ein Zielsystem (intern und extern) für die Fertigungsregelung definiert. Darauf aufbauend wurden Abweichungstypen abgeleitet und systematisch beschrieben (Morphologie). Die gefundenen Abweichungstypen wurden in Bezug auf ihre Wirkzusammenhänge untersucht. Die Ursachen der Abweichungen wurden analysiert und in Verbindung mit deren Einflüssen gesetzt. Daraus ließ sich der Einfluss auf die Zielgrößen des Zielsystems ermitteln. Als wichtigster Inhalt kann die Reaktionsstrategiematrix hervorgehoben werden, in der Abweichungen allokiert werden können. Die Matrix betrachtet sowohl die Charakteristika der zu untersuchenden Unternehmen als auch die der auftretenden Abweichungen. Somit ist ein Ergebnis, die Abweichungen mittels Reaktionsstrategiematrix einer manuellen, teil-automatischen oder automatischen Reaktionsstrategie zuzuordnen. Die aus der Reaktionsstrategiematrix, den Zielsystemen und Wirkzusammenhängen gewonnenen Erkenntnisse fließen durch das entwickelte Regelkreismodell mit in die Fertigungsregelung ein. Somit wird eine Adaptivität des Systems sichergestellt, da sich dieses kontinuierlich an wechselnde Umstände des Unternehmens anpassen kann. Um die Inhalte auch langfristig weiterzugeben, wurde mit dem PBA ein Schulungskonzept erarbeitet. Die Reaktionsstrategiematrix wurde als Excel-Tool programmiert (Software-Demonstrator) und bildet das Kernstück der Schulung. Diese sieht die Nutzung des entwickelten Softwaredemonstrators vor, um Use-Cases in Gruppen oder alleine zu bearbeiten. Die Ergebnisse des Projekts wurden kontinuierlich mit dem PBA validiert und in mehreren Fallstudien, die mithilfe der Excel-Lösung ausgewertet und durchgeführt wurden, abschließend exerziert.