Agile Gestaltung der späten Phasen der Produktentstehung (agileASSEMBLY)

Motivation
Unternehmen stehen vor der Herausforderung, die Dynamik und Unsicherheiten, welche aus internationalen Lieferketten sowie dynamischen und technologischen Entwicklungen resultieren, zu meistern. Die Digitalisierung der Geschäftsprozesse, neue Produktionstechnologien der Industrie 4.0 und zunehmend komplexe Hybrid-Produkte mit steigendem Software- und Service-Anteil erfordern eine hohe Innovations- und Wandlungsfähigkeit in der Produktion. Dabei sind die der Fertigung folgenden Prozesse der Montage und Inbetriebnahme besonders zeitkritisch. Sie bündeln Informationsflüsse der vorgelagerten Bereiche und müssen schwankenden Auftragsmengen kapazitiv unmittelbar folgen können. Hinzu kommen zusätzliche Schnittstellen zu Kunden und Dienstleistern, welche das System störanfällig machen, wie gerade die COVID-19-Pandemie mit ihren unterbrochenen Logistikketten und Reisebeschränkungen, etwa für Monteure, gezeigt hat.

Ziel
Ziel ist die Steigerung der Wandlungsfähigkeit in den späten Phasen der Produktentstehung durch integrierte personelle, organisatorische und technische Lösungen. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf digitalen Assistenzsystemen und Lösungen der Industrie 4.0. Dies ermöglicht es den Unternehmen, systemische Kompetenzen im Wertschöpfungsverbund mit Kunden aufzubauen sowie das Reaktions- und Anpassungsvermögen durch gezielte Integration agiler Ansätze deutlich zu erhöhen.

Vorgehensweise
Das Projekt verfolgt einen systemischen Forschungsansatz, der Expertisen aus den Bereichen Produktionsmanagement, Service Engineering und Arbeitsorganisation miteinander verknüpft, um agile und wandlungsfähige Strukturen in den späten Phasen der Produktentstehung zu fördern. Ziel ist es, Ansätze zur Steigerung der Wandlungsfähigkeit in Montage, Inbetriebnahme und angrenzenden Prozessen zu entwickeln und in der industriellen Praxis zu validieren.

Zu Beginn des Projekts erfolgte eine umfassende Analyse der bestehenden Produktions- und Logistikprozesse in den beteiligten Unternehmen. Diese Analyse umfasste Prozessaufnahmen, Wertstrombetrachtungen sowie eine detaillierte Untersuchung der Informationsflüsse entlang der Logistikkette. Ergänzend wurden Interviews und Workshops mit Fach- und Führungskräften durchgeführt, um die bestehenden Herausforderungen, Bedarfe und Potenziale in den relevanten Bereichen systematisch zu erfassen. Die Ergebnisse bildeten die Grundlage für eine Anforderungsanalyse, die sowohl technologische als auch organisatorische und menschzentrierte Aspekte berücksichtigte. Darauf aufbauend wurden Zielbilder und Soll-Prozesse für die fünf Anwendungsschwerpunkte entwickelt. Die Entwicklung der Konzepte folgte einem iterativen Vorgehen mit enger Abstimmung zwischen wissenschaftlichen Partnern und Industrievertretern. Neben theoretisch-methodischen Arbeiten wurden Click-Dummys, Demonstratoren und digitale Prototypen entwickelt, um frühzeitig Rückmeldungen aus der Praxis zu integrieren. Dadurch konnten die Ansätze sukzessive verfeinert und an reale betriebliche Anforderungen angepasst werden.

Zwischenergebnisse belegen, dass durch die gezielte Verbindung digitaler Planungs- und Kommunikationslösungen mit agilen Arbeitsweisen eine situative Selbstkoordination der Teams und eine effizientere Bewältigung von Prozessabweichungen erreicht werden kann. Damit werden operative Anpassungsmechanismen gestärkt, die wesentlich zur Wandlungsfähigkeit im Montageumfeld beitragen. Diese Erkenntnisse flossen in die Ausgestaltung der übergreifenden Werkzeuge – den „Wandlungsassistenten zur Entscheidungsunterstützung“ und den „Werkzeugkasten agileASSEMBLY“ – ein, die als integrative Transferinstrumente zur Anwendung in Unternehmen bereitgestellt werden. Die abschließende Evaluation der Projektergebnisse erfolgt gemeinsam mit den beteiligten Unternehmen und untersucht den Beitrag der entwickelten Lösungen zur messbaren Steigerung der Wandlungsfähigkeit in industriellen Montage- und Inbetriebnahmeprozessen.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Die im Projekt entwickelten Vorgehensweisen, Methoden und digitalen Tools leisten einen zentralen Beitrag zur Steigerung der Wandlungsfähigkeit industrieller Unternehmen. Sie ermöglichen eine übergreifende Anwendung über das Projekt hinaus, insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU). Im Fokus stehen Branchen mit interner oder externer Montage, wie der Maschinen- und Anlagenbau sowie der Automotive-Bereich.

Im Rahmen des Projekts wurden in fünf industriellen Anwendungsfällen unterschiedlicher Partnerunternehmen neue Vorgehensweisen, Methoden und digitale Werkzeuge entwickelt und erprobt. Durch digitalisierte Prozesse in der „Virtuellen Inbetriebnahme“ und durch die Unterstützung einer neu entwickelten Softwarelösung können Transparenz in der Montage erheblich gesteigert werden. Erste Erprobungen zeigen, dass sich dadurch Informationsflüsse strukturierter gestalten lassen und Abstimmungsaufwände in der Endmontage reduziert werden.

Zur „Agilen Schichtplanung“ wurden basierend auf Regelwerken und einem interaktiven Schichtplanspiel Konzepte entwickelt. Diese bieten eine belastbare Grundlage zur Erhöhung der organisatorischen Wandlungsfähigkeit und fördern eine stärkere Mitarbeiterbeteiligung an Planungsprozessen.

Im naheliegendem Themenfeld „Integrative Personaleinsatz- und Kapazitätsplanung“ wurde eine digitale Personaleinsatzplanung entwickelt, bestehend aus einem Planungsboard und einer mobilen App. Diese ermöglicht eine dynamische und qualifikationsbasierte Zuweisung von Mitarbeitenden unter Berücksichtigung aktueller Auftragslagen, Präferenzen und Verfügbarkeiten. Durch die erhöhte Flexibilität in der selbstorganisierten Planung können Unternehmen personelle Engpässe besser kompensieren und ihre Wandlungsfähigkeit gezielt ausbauen.

Zur Gestaltung der „Agilen Teamorganisation“ wurde ein digitales Tool für das Störungsmanagement in der Montage entwickelt. Es unterstützt die teamübergreifende Kommunikation, beschleunigt Problemlösungsprozesse und fördert Wissensaufbau und -verbreitung.

Ergänzende Rotationskonzepte und Querqualifikationsstrategien ermöglichen eine flexible Einsetzbarkeit von Mitarbeitenden und stärken deren Eigenverantwortung. Zur „Modularisierung in der Produktentstehung“ wurde eine Lösung mit einer digitale Projektakte entwickelt, welche sämtliche Informationen zu Auftrag, Montage und Transport integriert. Mit der durchgängigen Informationsbasis können Durchlaufzeiten verkürzt und die Wandlungsfähigkeit erhöht werden. Unternehmen erhalten mit dem „Wandlungsassistenten zur Entscheidungsunterstützung“ und dem „Werkzeugkasten agileASSEMBLY“ ein umfangreiches Instrumentarium zur Erhöhung der eigenen Wandlungsfähigkeit. Weitere Ergebnisse sind Software- und Methodikdemonstratoren und ein Self-Assessment zur Sensibilisierung von Unternehmen.

• Dango & Dienenthal Maschinenbau GmbH
• Diehl Metering GmbH
• digital worx GmbH
• Eurogard Gesellschaft für industrielle Nachrichtentechnik und Datenbankentwicklung mbH
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• Gleason-Pfauter Maschinenfabrik GmbH
• Hawk Intelligent Technologies GmbH
• IMS Gear SE & Co. KGaA
• Mauser Produktion GmbH
• Qundis GmbH
• RWTH Aachen
• Universität Stuttgart