Produktionsplanung Werkstattfertigung besser planen

Wissenschaftler des BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik an der Universität Bremen und der Universität von Santa Catarina (Brasilien) wollen die Planung und Steuerung von Fertigungsprozessen erleichtern. Ziel des Vorhabens Adaptive SBO ist die Entwicklung eines simulationsbasierten Optimierungsverfahrens, das die Dynamik einer Werkstattfertigung und den aktuellen Systemzustand einbezieht.

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Produktionsplanung und -steuerung haben einen wesentlichen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit von Produktionssystemen. Diese unterliegen dynamischen Einflüssen wie Störungen durch Maschinenausfälle oder Eilaufträge, die es zu berücksichtigen gilt. Mit dem Fokus auf die sogenannte Werkstattfertigung entwickeln Wissenschaftler des BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik an der Universität Bremen und der Universität von Santa Catarina (Brasilien) nun in einem gemeinsamen Projekt ein Verfahren, das Herstellern die Planung und Steuerung der Werkstattfertiung künftig erleichtern soll.

Dynamik der Werkstattfertigung bei Planung berücksichtigen

Ziel des Vorhabens Adaptive SBO ist – wie der Langtitel beschreibt – die „Entwicklung eines adaptiven simulationsbasierten Optimierungsverfahrens zur Planung und Steuerung dynamischer Produktionssysteme“. Es soll die Dynamik einer Werkstattfertigung berücksichtigen und die Optimierung von Planungsentscheidungen sowie Steuerungsregeln stets auf Grundlage des aktuellen Systemzustands vornehmen. Dazu wird ein Verfahren zum Datenaustausch zwischen einem Manufacturing Execution System (MES) und dem simulationsbasierten Optimierungsverfahren entwickelt.

„Die Werkstattfertigung ist anders organisiert als zum Beispiel die klassische Fließbandfertigung in der Automobilproduktion, bei der die Arbeit in festen Abläufen mit immer wieder denselben und statisch aufeinanderfolgenden Prozessschritten erledigt wird“, erklärt BIBA-Wissenschaftler Mirko Kück. Er konkretisiert: „Bei der Werkstattfertigung gibt es an verschiedenen Orten unterschiedliche Teilbereiche wie zum Beispiel die Dreherei oder die Lackiererei – diese agieren nicht jeweils nach starren Routinen in einem standardisierten Ablauf, sondern nach Bedarf.“

Werkstattfertigung gestattet Flexibilität

Bei der Werkstattfertigung existieren keine linearen, festgelegten Durchlaufwege. Hier müssen die Reihenfolge der einzelnen Produktionsschritte durch die verschiedenen Stationen und die Aufgaben je nach Produkt und individuellen Anforderungen immer wieder neu gestaltet werden. Jede der einzelnen Produktionsstätten ist eine abgeschlossene Einheit und es gilt, sie möglichst optimal in die Produktionsprozesse einzubinden.

„Die Vorteile der Werkstattfertigung liegen darin, dass sie mehr Möglichkeiten für die Herstellung unterschiedlicher und auch kleiner Produktlinien sowie individualisierter Produkte bietet. Sie gewährleistet eine höhere Flexibilität im Hinblick auf die Kundenwünsche“, zeigt Kück auf. Allerdings sei diese Art der Fertigung komplexer und deutlich aufwendiger zu planen und zu steuern. Daher berge sie auch besondere Herausforderungen. Denen solle mithilfe der Entwicklungen in dem Projekt besser begegnet werden können.

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Binationale Forschungskooperation

Adaptive SBO wird im Rahmen der brasilianisch-deutschen Forschungsinitiative Brazilian-German Collaborative Research Initiative on Manufacturing (Bragecrim) gefördert. Das Programm wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem brasilianischen Bildungsministerium (Capes) ins Leben gerufen, um binationale Forschungskooperationen auf dem Gebiet der Produktionstechnik zu unterstützen. Dazu sagt sagt BIBA-Leiter Prof. Dr. Michael Freitag: „Angesichts der weltweiten Produktionsnetzwerke und der Digitalisierung müssen wir heute auch bei der Fertigungsplanung und -steuerung über Unternehmens- und Ländergrenzen hinweg denken und arbeiten. Daher pflegen wir zahlreiche Kooperationen und setzen auf Internationalisierung.“

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