Metamorphose zur intelligenten und vernetzten Fabrik (MetamoFAB)

Problemstellung
Erfolgreiche Produktionsunternehmen von morgen setzen auf eine effiziente, ergebnisorientierte Kommunikation und Kooperation entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Die Einführung cyberphysischer Systeme (CPS) als ein Kernelement der Industrie 4.0 kann dabei die Wandlungsfähigkeit der Produktionsbedingungen steigern und zu einer Erhöhung der Flexibilität in Produktion und Logistik beitragen. Alle prozessbeteiligten Akteure, wie Menschen, Maschinen, Werkstücke und Informationstechnik, müssen dabei mit einbezogen werden. Hierfür ist es notwendig, die Unternehmen durch einen Einführungsprozess auf den Paradigmenwechsel hin zu Industrie 4.0 vorzubereiten. Nur mit einer klaren Umsetzungsstrategie kann sich ein Unternehmen von heute ohne empfindliche Störung des operativen wirtschaftlichen Betriebs zu einem smarten Produktionsunternehmen von morgen entwickeln.

Ziel
Das Ziel des Verbundprojekts war es, Unternehmen der produzierenden Industrie durch Bereitstellung von Methoden und Handlungsempfehlungen die Metamorphose zu intelligenten und vernetzten Fabriken im Sinne der Industrie 4.0 zu ermöglichen. Als Ergebnis des Projekts liegt eine Vorgehensweise vor, die ebenso Orientierung und Unterstützung bei der Entwicklung einer mittel- bis langfristigen, individuellen Zielstellung bietet wie auch bei der Planung konkreter erster Umsetzungsschritte in den Dimensionen Mensch, Technik und Organisation. Die Vorgehensweise wurde anhand dreier Anwendungsbeispiele »Herstellung von Automatisierungstechnik«, »Halbleiterfertigung« und »Fertigung Elektrotechnischer Bauelemente« erprobt und in Demonstratoren umgesetzt.

Vorgehensweise
Übergeordnetes, allgemeingültiges Ergebnis des Projekts ist eine allgemeingültige Vorgehensweise zur Transformation bestehender Betriebe in die Industrie 4.0. Entwickelt wurde diese in einem selbstreflektierenden Vorgehen, bei dem die Definition des methodisches Vorgehen mit direkter Anwendung in exemplarisch gewählten Demonstratoren kombiniert wurde.
Ausgehend von Analysen der Ausgangsbedingungen in den Demonstratoren sind zunächst mittel- bis langfristige Ziele der Transformation zur Industrie 4.0 definiert und zu Visionsbeschreibungen aggregiert worden. Anschließend wurden diese unter Berücksichtigung von existierenden Ansätzen und Technologien konkretisiert und in einzelne, aufeinanderfolgende Umsetzungsschritte logisch strukturiert. Es wurden stets die Dimensionen Mensch, Technik und Organisation einzeln und hinsichtlich ihrer Integration in der intelligenten und vernetzten Fabrik betrachtet, so dass Teilmethoden z.B. zur Qualifikation von Mitarbeitern, zur Bewertung und Auswahl technischer Lösungskomponente oder zur Wahl einer geeigneten Organisationsform für die zukünftige Fabrik entstanden sind. Methoden und Werkzeuge zur Planung des Transformationsprozesses wurden unter expliziter Berücksichtigung einer schrittweisen Realisierung in realen Anwendungsumgebungen entwickelt.

Ergebnisse und Anwendungspotential
Gesamtergebnis des Projekts sind Methoden und Werkzeuge für die Planung, Begleitung und Durchführung der Metamorphose bestehender zu intelligenten und vernetzten Fabriken im Sinne des Zukunftsprojekts Industrie 4.0, die zu einer Vorgehensweise zur Planung und Realisierung integriert wurden. Dabei wurde besonderes Augenmerk auf die Skalierbarkeit des Vorgehens zur Anpassung an die Bedürfnisse des Anwenders ¿ einer für Wettbewerbsfähigkeit und Fortentwickelung der Produktion eines Unternehmens verantwortlichen Person – gelegt. Die Anwendbarkeit der in MetamoFAB entwickelten Vorgehensweisen und Werkzeuge wurde in virtuellen und realen Labordemonstratoren erprobt und nach erfolgreicher Absicherung in den realen Anwendungsumgebungen der Industriepartner demonstriert. Es wurde ein interaktiver Leitfaden entwickelt, der es dem Nutzer erlaubt dynamisch durch die einzelnen Vorgehensschritte zu navigieren, wobei er nach individuellem Bedarf auf mehreren Ebenen zwischen Übersichts- und Detailansichten wählen kann. Der Leitfaden ist über die Websites des Projekts frei verfügbar.
Neben dem interaktiven Leitfaden werden die erarbeiteten Ergebnisse in Buchform verfügbar gemacht. In diesem Berichtsband wird die erarbeitete Vorgehensweise anwendungsorientiert dargestellt. Ähnlich der interaktiven Darstellung ist eine skalierbare Nutzung im Sinne überblicksartiger Darstellung oder detaillierter Methodenbeschreibung möglich. Abgerundet werden die Ergebnisdarstellungen durch Handlungsempfehlungen, die aus der exemplarischen Anwendung in Fallbeispielen in Fabriken der beteiligten Anwendungspartner abgeleitet worden sind.

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