Konzeption einer Lernfabrik für die variantenreiche Montage

Abstract

Produzierende Unternehmen im Bereich der variantenreichen Serienproduktion müssen sich an Herausforderungen wie verkürzte Innovations- und Produktlebenszyklen, verändertes Bestellverhalten der Kunden sowie Entwicklungen der Produkt-, Produktions-, Informations- und Kommunikationstechnologien anpassen, um auf dem Markt wettbewerbsfähig zu bleiben. Die notwendige Wandlungsfähigkeit, um auf kurz- und mittelfristigen Turbulenzen reagieren zu können, wird durch eine kontinuierliche Planung von Prozessen, Abläufen und Strukturen der produktionstechnischen Systeme erreicht, die in das Arbeitsgebiet des Industrial Engineering (IE) fällt. Für die Bewältigung dieser Aufgaben wird ein neues IE- Verständnis benötigt. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Konzeption einer Lernfabrik für die variantenreiche Montage, um ein neues IE-Verständnis zu vermitteln, das mit den vorhandenen Potentialen der Digitalen Fabrik und modularer, wandlungsfähiger Montagesysteme Lösungswege zur Bewältigung von Turbulenzen aufzeigt. Kern des neuen IE-Verständnisses ist ein methodisches Planungsvorgehen, das durch ein kontinuierliches Fabrikmonitoring der laufenden Produktion angestoßen wird. Zur Turbulenzbewältigung stehen dem Industrial Engineer im Planungsvorgehen Methoden und Werkzeuge der Arbeits- und Prozessplanung sowie der Digitalen Fabrik zur Verfügung. Für den Know-how-Transfer des neuen IE-Verständnisses wurde ein handlungs-orientiertes Qualifizierungskonzept entwickelt, sodass Industrial Engineers den Umgang mit Planungsmethoden und -werkzeugen kennenlernen und in realitätsnahen Szenarien selbstständig anwenden können. Für die Umsetzung des Qualifizierungs-konzepts wurde eine Lernumgebung mit einer digitalen Planungsumgebung und einer physischen Montageumgebung entwickelt. Zur Validierung des Qualifizierungskonzepts zur Nutzung einer Lernfabrik für die variantenreiche Montage wurden mehrere Schulungen durchgeführt und sowohl der kurzfristige als auch nachhaltige Lernerfolg nachgewiesen.

Manufacturing companies in the field of multi-variant series production influenced by global general conditions must adapt themselves to challenges like shortened innovation life cycles and product life cycles, changes of customer order patterns as well as developments of product, production, information and communication technologies to be competitive on the market. The necessary transformability to react to short- and medium-term turbulences is achieved by continuous planning of processes and the production system structures which are part of the area of responsibility of industrial engineering. To handle these tasks a new understanding of industrial engineering is necessary. This work deal with the concept of a learning factory for the multi-variant assembly in order to impart a new understanding of industrial engineering which demonstrates solutions for handling turbulences using the potentials of the digital factory and modular, transformable assembly systems. The main part of the new understanding of industrial engineering is a methodical planning procedure which is initiated by a continuous factory monitoring of the running production. For handling turbulences the industrial engineer methods and tools of industrial engineering and the digital factory are available in the planning procedure. To communicate this new understanding of industrial engineering an action-oriented qualification concept was designed so that industrial engineers can become familiar with planning methods and tools. The independent usage of the methods and tools was achieved by working with scenarios in the context of a business game. A learning environment with digital planning and a physical assembly environment was designed in order to realise the qualification concept. To validate the qualification concept for using a learning factory for multi-variant assembly, several training courses have been held. The results show that short-term and sustainable learning success was achieved.