Fabrikplanung

 

Forschungsprojekte


Unsere Forschungsprojekte: Wettbewerbsvorteile durch Innovationskraft


Umfassende Innovationskraft ist ein wesentlicher Faktor für Wettbewerbsfähigkeit und langfristigen Unternehmenserfolg. Daher verfolgt das WZL der RWTH Aachen in enger Kooperation mit renommierten Partnern aus Industrie und Forschung stetig das Ziel, innovative Ansätze für die Gestaltung, Organisation und das Management der Produktion zu entwickeln.




Eine Auswahl unserer aktuellen Forschungsprojekte:

  • A4BLUE – Adaptive Automatisierung in der Montage zur Steigerung der Mitarbeiterzufriedenheit im dynamischen Umfeld
    Moderne Produktionssysteme und Produktpaletten stellen steigende Anforderungen an die Mitarbeiter in der Montage. Im EU-Forschungsprojekt A4BLUE wird daher in Kooperation mit internationalen Partnern das Ziel verfolgt, eine neue Generation nachhaltiger, adaptiver Montagearbeitsplätze zu entwickeln, die den wechselnden Anforderungen der modernen Produktion gewachsen sind. Es sollen automatisierte Systeme etabliert werden, die ihre Aufgaben flexibel und effizient in individueller und personalisierter Interaktion mit dem Werker ausführen. So sollen die Arbeitsbedingungen und damit einhergehend die Zufriedenheit des Werkers verbessert werden.
  • Am WZL und PEM wird daher ein Use-Case konzipiert, der den Werker in der Montage von E-Fahrzeugen durch den Einsatz von Augmented Reality Lösungen und einem automatisiert fahrenden Werkzeugwagen unterstützt. In Vorbereitung der softwaretechnischen Umsetzung von Industrie 4.0 Lösungen wird ein Visualisierungsmodell entworfen, das die materiellen und immateriellen Ressourcen der Produktion transparent und leicht verständlich dokumentiert. Des Weiteren wird ein Bewertungskonzept erarbeitet, welches ein kontinuierliches Monitoring moderner Montagearbeitsplätze ermöglicht, um die implementierten Lösungen zu validieren. Für die zukünftige Gestaltung von Montagesystemen wird zudem eine Methodik entwickelt, die ein nachhaltiges Design ermöglicht, indem individuell optimale und adaptive Automationsgrade identifiziert und realisiert werden können.

  • Multivariable Automatisierungsentscheidungen für die volumen- und produktflexible Fließmontage (MAproFli)
    Traditionell findet eine Bestimmung des optimalen Automatisierungsgrades anhand von monetären Vergleichsrechnungen statt. Eine rein monetäre Bewertung ist jedoch nicht ausreichend. Ziel des Forschungsprojektes MAproFli ist daher die Entwicklung einer Entscheidungsmethodik für den optimalen Automatisierungsgrad in der volumen- und produktflexiblen Fließmontage auf Basis multivariabler Kriterien. Dabei soll zunächst die Entscheidungsfähigkeit durch eine kontextrelevante Auswahl der Entscheidungsfaktoren verbessert und dass notwendige Maß an Wandlungsfähigkeit abgebildet werden. Basierend hierauf kann eine Auswahl und Bewertung an Automatisierungsalternativen vorgenommen werden. Eine Verbesserung der Entscheidungsqualität für Automatisierungsalternativen soll durch die Übertragung von Erkenntnissen aus der Arbeitswissenschaft, der Entscheidungstheorie und bewährten Methoden der Wirtschaftlichkeitsrechnung erreicht werden. Schließlich soll der Entscheidungsaufwand durch eine multivariable Entscheidungsmethodik und die Entwicklung einer auf der Entscheidungsmethodik basierenden Softwarelösung reduziert werden. Der Untersuchungsbereich konzentriert sich dabei auf die Fließmontage von Mittel- bis Großserien.

  • Cyber-physische Systeme von kleinen und mittleren Unternehmen für kleine und mittlere Unternehmen (cyberKMU²) (EU)
    Der Schritt zur Industrie 4.0 ist besonders für produzierende KMU von Bedeutung, um ihre Wettbewerbs- und Innovationsfähigkeit beizubehalten und sich im weltweiten Wettbewerb behaupten zu können. Cyber Physical Systems (CPS) sind wesentliche Technologiebausteine zur Umsetzung von Industrie 4.0. Doch insbesondere KMU fällt die Übertragung des abstrakten Begriffs „Cyber Physical Systems“ als Lösungskomponente für ihre operativen Problemstellungen schwer.
    Das Projekt cyberKMU² entwickelt eine Online-Plattform, die produzierende KMU unterstützt, Cyber Physical Systems zu identifizieren und geeignete Technologieanbieter zu finden. Die Auswahl erfolgt durch eine Analyse der Anforderungen der Anwenderunternehmen im Konsortium und eine Analyse der am Markt befindlichen Cyber Physical Systems. Um die Qualität der Bewertungsmethode sicherzustellen, werden die empfohlenen Lösungen anhand konkreter Demonstratoren in den Anwenderunternehmen umgesetzt und validiert.

  • PrOlonged Life Cycle for Electric vehicles (POLICE) – Verlängerte (Erst-)Nutzungsdauer durch updatefähige Fahrzeugkonzepte (BMWi)
    Das Forschungsvorhaben POLICE hat die Erhöhung der Nutzungsdauer und der damit verbundenen Attraktivitätssteigerung von Elektrofahrzeugen zum Ziel. Durch Remanufacturing, dem gezielten Austausch bestimmter Komponenten, können updatefähige Fahrzeuge aktualisiert und auf einem neuwertigen Stand gehalten werden. Neben der Untersuchung verschiedener Batteriekonzepte, der Entwicklung flexibler Anbindungselemente und -verfahren sowie der werkstoffseitigen Qualifizierung von 3D-Druck für Austauschkomponenten wird die Auslegung der Montage/ Demontage für das Remanufacturing von Elektrofahrzeugen betrachtet. Bei der Erarbeitung des Montage-/ Demontagekonzepts werden insbesondere die Themenbereiche Montagelayout, Bereitstellung sowie Mitarbeiterqualifikation fokussiert.

  • Modularer Energiebaukasten für Fabriken: integrierte modulare PROduktions- und Energieplanung (imPROvE)
    imPROve steht für "integrierte modulare Produktions- und Energieplanung". Das Ziel von imPROve ist die Steigerung der Energieeffizienz von Fabriken. Schlüssel hierzu sind die Integration und Vernetzung von Fabrik und Energiesystem sowie die phasenübergreifende Betrachtung von Konzeptionierung, Ausführungsplanung und Betrieb der Fabrik. Zentrale Aufgabe von imPROvE ist daher die Entwicklung integrierter Methoden und Werkzeuge für die Produktions- und Energieplanung.

  • Graduiertenkolleg Anlaufmanagement (DFG) Im Graduiertenkolleg Anlaufmanagement werden in interdisziplinärer Zusammenarbeit Entscheidungsmodelle entwickelt, die das Systemverhalten des Anlaufmanagements in Beziehung zu Entscheidungsgrundlagen, Entscheidungsfähigkeiten und Zielsystemen der zu treffenden Einzelentscheidungen im Anlauf setzen. Entscheidungsmodelle erlauben es, zukünftig Entscheidungen im Produktionsanlauf systematisch zu verbessern, Probleme zu antizipieren und proaktiv Problemlösungsstrategien zu entwickeln.
  • Virtual Production Intelligence goes Virtual Reality (DFG)
    Im Rahmen des Forschungsprojektes werden relevante Fragestellungen und Ergebnisse aus realen Fabrikplanungsprojekten in die virtuellen Fabrik übertragen. Das WZL ist an der Entwicklung von zwei Demonstratoren beteiligt. Zum einen werden für die Fabrikplanung relevante Kennzahlen definiert und in flapASSIST, einer dreidimensionalen, virtuellen Fabrikplanungsumgebung visualisiert. Darüber hinaus werden die Informationsflüssen von Fabrikplanungsprojekten analysiert und in die Virtual Production Intelligence integriert. Beides geschieht in direkter Anlehnung an das Aachener Fabrikplanungsvorgehen.

Eine Auswahl unserer abgeschlossenen Forschungsprojekte:

  • Adaptive Montage für XXL-Produkte (AiF/ BVL)
    Die Montage von großskaligen Produkten ist als Baustellen- oder Standplatzmontage organisiert und zeichnet sich oftmals durch schlechte Datenverfügbarkeit, geringe Prozessstandardisierung und vielfache Produktänderungen aus, was zu häufigen Montagestörungen führt. In diesem Forschungsprojekt wird daher eine Methodik entwickelt, welche die Identifikation, Bewertung und Visualisierung von Prozessalternativen im Störungsfall ermöglicht. Diese Methodik wird in einen einfach zu bedienenden, plattformunabhängigen Softwaredemonstrator implementiert, der insbesondere kleinen und mittelständischen Unternehmen eine Unterstützung bieten soll, um bei Montagestörungen handlungsfähig zu sein.
  • FINESCE - Future INtErnet Smart Utility ServiCEs (EU) Ziel des Projektes FINESCE ist die Entwicklung einer offenen IT-Infrastruktur, um neue appbasierte Lösungen im Bereich des Energiesektors im Zuge des Future Internet zu ermöglichen. Zur Validierung der Konzepte des Projektes werden zahlreiche Trial Sites eingerichtet. In der Demonstrationsfabrik Aachen werden dabei vor allem Konzepte einer energieeffizienten Produktionssteuerung getestet.
  • ProAktiW (BMBF)
    Im Rahmen des Forschungsprojekts ProAktiW wird ein wandlungsfähiges Produktionssystem (WPS) auf Einzelunternehmensebene durch die integrierte Betrachtung von Technologie, Organisation und Information entwickelt.
  • Dienstleistungen im Bauprozess - DIB (ZIEL2.NRW)
    Der Bau von Industriegebäuden ist komplex. Viele verschiedene Kompetenzen sind an Planung und Realisierung beteiligt. Doch gleichzeitig wachsen die Anforderungen an den Bauprozess. Deshalb entwickelt das Projekt „DIB" jetzt innovative Dienstleistungspakete. Sie sollen Dienstleister, wie z. B. Planern, Handwerkern, Baulogistiker etc. neue Geschäftsmodelle eröffnen und langfristig wettbewerbsfähiger machen.
  • Investitionsplattform für den Betriebsmittelmarkt (ZIEL2.NRW)
    Ziel des Projektes ist der Aufbau einer Internetplattform zur Unterstützung von KMU bei Transaktionsprozessen innerhalb des Betriebsmittelmarktes.
  • ReVista (BMBF)
    In den meisten Unternehmen sind die realen Energie- und Stoffströme sowie deren Zuordnung zu den Verursachern nicht bekannt. Das Projekt ReVista widmet sich deshalb der Entwicklung einer ganzheitlichen, ressourcen- und verfügbarkeitsorientierten Instandhaltungsstrategie, die eine material- und energieeffiziente Produktion ermöglicht und eine bedarfsgerechte Verfügbarkeit im Betrieb sicherstellt.
  • Virtual Factory Framework - VFF (EU)
    In diesem von der EU geförderten Projekt wird ein grundlegend neues Konzept für die digitale Fabrik erarbeitet. Es wird ein ganzheitliches Rahmenkonzept entstehen, welches die Integration verschiedenster digitaler Werkzeuge und Systeme ermöglicht, so dass diese reibungslos über eine gemeinsame Plattform interagieren können.
  • ICD B-1.1: Networked Models of the Digital Factory (Exzellenzcluster, DFG)
    Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wird versucht, die Dichotomie zwischen „Planungsorientierung“ und „Wertorientierung“ zu verringern, indem der Planungsprozess modular und frei konfigurierbar gestaltet und die digitale Unterstützung flexibel über ein Plattformkonzept in den Prozess eingebunden wird.
  • ReBox-Pool (KMU-Innovativ)
    Das übergeordnete Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Ladungsträgerbranche zu befähigen, kostenoptimierte und komplexitätsgerechte Sonderladungsträger am Markt zu etablieren. Dazu werden die Entwicklung eines neuen modularen Baukastensystems und eines Lebenszyklusmodells für Sonderladungsträger verfolgt.
  • Verstand (BMBF)
    Es wurde ein ganzheitlicher, verfügbarkeitsorientierter Instandhaltungsansatzes entwickelt, der produzierenden Unternehmen in Deutschland hilft, die wesentlichen Stellhebel im Bereich der Instandhaltung zur Steigerung der Verfügbarkeit und der Produktivität optimal zu nutzen. Unternehmen werden somit in die Lage versetzt, die Frage zu beantworten, mit welchen – aufeinander abgestimmten – pro- und reaktiven Maßnahmen eine wirtschaftlich optimale Verfügbarkeit erreicht werden kann, sowie diese Maßnahmen weitest möglich in Echtzeit zu planen und durchzuführen.
  • LicoPro (EU und IMS)
    Aufgrund produkt- uns stückzahlseitiger Fixierung heutiger Wertschöpfungsketten beläuft sich die Unterauslastung von Ressourcen auf ca. 20-50%. Im Projekt LicoPro wird daher als Lösungsansatz die „Factory on Demand“ zur lebenszyklusorientierten Produktionssystemplanung untersucht.