Industrie 4.0 als Enabler in der Produktion - · PDF fileShanghai, Jading Campus der Tongji...
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KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft wbk Institut für Produktionstechnik www.wbk.kit.edu Industrie 4.0 als Enabler in der Produktion Nicole Stricker Karlsruhe, 09.05.2016
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KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und
nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft
wbk Institut für Produktionstechnik
www.wbk.kit.edu
Industrie 4.0 als Enabler in der Produktion
Nicole Stricker
Karlsruhe, 09.05.2016
13.05.2016 2 © wbk Institut für Produktionstechnik
Prof. Dr.-Ing. J. Fleischer, Prof. Dr.-Ing. G. Lanza, Prof. Dr.-Ing. habil. V. Schulze
Standorte
wbk, Fasanengarten, KIT wbk, Ehrenhof, KIT
wbk am Fasanengarten
Produktionssysteme
Maschinen, Anlagen und
Prozessautomatisierung
wbk am Ehrenhof
Fertigungs- und Werkstofftechnik
wbk am Campus Nord
GAMI - Global Advanced Manufacturing Institute
Suzhou, China
AMTC - Advanced Manufacturing Technology Center
Shanghai, Jading Campus der Tongji Universität, China
Gebäude 276, KIT Campus Nord AMTC, China GAMI, China
wbk Institut für Produktionstechnik
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Prof. Dr.-Ing. J. Fleischer, Prof. Dr.-Ing. G. Lanza, Prof. Dr.-Ing. habil. V. Schulze
Gefördert vom Betreut vom
Motivation
Hohe Investitionen in neue Technologien stellen für mittelständische
Unternehmen ein Hindernis dar
Unzureichende Ressourcen und Knowhow für neue Methoden
Größerer Verantwortungsbereich der Mitarbeiter auf dem
Hallenboden
Mittelstand
Produktivitätsgewinn Management der
Investitionsrisiken Mitarbeiterintegration
Industrie 4.0 erlaubt Produktivitätsgewinn!
Aber wie?
uvm. uvm.
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Gefördert vom Betreut vom
Zielsetzung
Risiko- und
Potentialabschätzung
Toolbox
Befähigungs- und
Einführungsstrategien
Industrie 4.0
Handlungsleitfaden
Kompetenzentwicklung
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Gefördert vom Betreut vom
Zielsetzung
Befähiger
Anwender
Risiko- und
Potentialabschätzung
Toolbox
Beirat
Befähigungs- und
Einführungsstrategien
Industrie 4.0
Handlungsleitfaden
Kompetenzentwicklung
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Gliederung der Fokus-Anwendungen
Fokus-Anwendungen / Use Cases
Visualisierung und Transparenz
Qualitäts- und Störungsmanagement
Simultaneous Engineering
Logistikplanung und -steuerung
Anwender
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1
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4
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Prof. Dr.-Ing. J. Fleischer, Prof. Dr.-Ing. G. Lanza, Prof. Dr.-Ing. habil. V. Schulze
Gefördert vom Betreut vom
Menschzentrierte Regelkreise in Industrie 4.0
Shopfloor
Rückkopplung
Daten
Kontext
Entscheidungs-
unterstützung
Entscheidung
Informationen
Der Mitarbeiter wird mittels Industrie 4.0-Methoden assistiert und kann so fundierte
Entscheidungen treffen.
Sensorik
Methoden und
Werkzeuge
Vernetzung
Datenkorrelationen
(z.B. Algorithmen)
Kompetenz
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Gefördert vom Betreut vom
Anwender
Anwender
Daten
Rückkopplung
Menschzentrierte Regelkreise: Beispiele
Datenkorrelationen
(z.B. Algorithmen) Methoden und
Werkzeuge
Kompetenz
Kontext Vernetzung
Entscheidungs-
unterstützung
Entscheidung
Informationen
Stationäre Überwachung des Produktionsprozesses an einzelnen
Stationen der Produktentstehung
Aktuell First Time Yield (FTY) von 80%
Fehlende ganzheitliche Erhebung von Einflussgrößen hinsichtlich
Produkt- und Prozessqualität entlang des Produkt-
entstehungsprozesses
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Sensorik
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Gefördert vom Betreut vom
Methoden und
Werkzeuge
Kompetenz
Vernetzung
Anwender
Anwender
Sensorik
Rückkopplung
Daten
Kontext
Entscheidungs-
unterstützung
Entscheidung
Informationen
Qualitätsdaten in der Fertigung
Prozessanalysedaten in der Montage
Fehlende Korrelation und damit mangelhafte Nutzung der Daten in
nächsten Prozessschritten
Datenkorrelationen
(z.B. Algorithmen)
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Menschzentrierte Regelkreise: Beispiele
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Anwender
Anwender
Datenkorrelationen
(z.B. Algorithmen)
Kompetenz
Sensorik
Rückkopplung
Daten
Kontext Vernetzung
Entscheidungs-
unterstützung
Entscheidung
Informationen
Bereitstellung von aufbereiteten Daten und Informationen
erfolgt auf dem Shopfloor
Fehlende Versorgung der Mitarbeiter mit Informationen
mittels digitaler Assistenzsysteme direkt am Arbeitsplatz
Methoden und
Werkzeuge
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Menschzentrierte Regelkreise: Beispiele
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Gefördert vom Betreut vom
Menschzentrierte Regelkreise: Beispiele
Anwender
Anwender
Datenkorrelationen
(z.B. Algorithmen) Methoden und
Werkzeuge
Sensorik
Rückkopplung
Daten
Kontext Vernetzung
Entscheidungs-
unterstützung
Entscheidung
Informationen
Fehlende Schulungskonzepte für Mitarbeiter im Umgang
mit neuen Technologien
Fehlende demografieorientierte Kompetenzent-
wicklungskonzepte im Zusammenhang mit Industrie 4.0
Kompetenz
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Zielstellung
Projektziel von Intro 4.0 ist ein Reifegradmodell für die
Einführung von Industrie 4.0 Anwendungen in der Produktion
Reifegradmodell zur Einführung von Industrie 4.0 Anwendungen in der Produktion
Stufe 1 Stufe 2 Stufe 3 Stufe 4 Stufe 5
Neuling Anfänger Kompetenter Gewandter Experte
Reifegrad
Keine I 4.0
Kompetenz
Voraussetzungen
Übergang Stufe 2
I 4.0
Kompetenz
Anfänger
Voraussetzungen
Übergang Stufe 3
I 4.0
Kompetenz
Kompetenter
Voraussetzungen
Übergang Stufe 4
I 4.0
Kompetenz
Gewandter
Voraussetzungen
Übergang Stufe 5
I 4.0
Kompetenz
Experte
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Anwendungen für die intelligente Produktion
Industrie 4.0 Beispiele für die intelligente
Produktion in Anlehnung an VDMA Leitfaden
Industrie 4.0
Anwendungen
Intelligente Produktion
Produktivitäts- und
Qualitätssteigerung sowie
verändertes Arbeitsumfeld
VDMA Werkzeugkasten für die
intelligente Produktion
Kooperation:
Bildquelle: Südkurier
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Anwendungen - intelligente Produktion
Industrie 4.0 Beispiel:
Datenverarbeitung in der Produktion
VDMA Werkzeugkasten für die
intelligente Produktion
Kooperation:
Daten-
verarbeitung
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Anwendungen - intelligente Produktion
Beispiel für Datenverarbeitung in der Produktion: IT-
Vernetzung für das Qualitätsmanagement
Herausforderung Verbesserungspotential
Schnelle Reaktion auf Störungen
Optimierung der
Instandhaltungsstrategie
Unvorhergesehene Anlagenausfälle
Hohe Anlagenausfallzeit
Nutzen der vorhandenen Sensorik
ausschöpfen
Sprechblase mit
AAA ffff
AAAA fffff
AAAA AAA
Bilder: Stihl, www.dozuki.com
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Anwendungen - intelligente Produktion
Industrie 4.0 Beispiel:
Unternehmensweite Vernetzung mit der
Produktion VDMA Werkzeugkasten für die
intelligente Produktion
Kooperation:
Vernetzung
mit der
Produktion
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Anwendungen - intelligente Produktion
Beispiel für Vernetzung mit der Produktion:
Digitales Konstruktionsfeedback
Echtzeitnahes Feedback zu Zeichnung
an Konstrukteur
Verringerung des
Archivierungsaufwandes für Revisionen
Sehr kleine Losgrößen mit hoher
Variantenvielfalt in der Endmontage
Revision von Kupplungen nach 15 Jahren
Manuelle Weitergabe von Anmerkungen
zu Konstruktionszeichnungen
Bilder: era-contact
Herausforderung Verbesserungspotential
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Anwendungen - intelligente Produktion
Industrie 4.0 ist Enabler für einen neuen Schub der Lean Production. Bestehende
Methoden und Werkzeuge ganzheitlicher Produktionssysteme werden erweitert.
JIT bei hoher
Volatilität
Bedarfs-
gerechte
Kanbans
Dynamischer
Takt
Resilientes
Bestands-
management
Produktion/
Logistik
Integrierte
Systeme
Mitlernende
Assistenz-
systeme
KVP über
soziale
Netzwerke
Papierlose
Fabrik
Kontinuierliche
Verbesserung
Transparenz
entlang
der Supply-
Chain
Einh. Daten-
schnittstellen
Automat. Auf-
nahme von
Wertströmen
Live-Sankey-
Diagramme
Standardisierung
Visualisierung
Null-Fehler-
Prinzip
Digitales
Poka Yoke
Kürzeste
Regelkreise
Qualität und
stabile Prozesse
Mitarbeiter- &
Varianten
Flexibilität
Echtzeit-
Levelling in
der Montage
Mensch als
Informations-
Quelle
Arbeits-
organisation
Industrie 4.0 als Enabler der Lean Philosophie
13.05.2016 19 © wbk Institut für Produktionstechnik
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Angestrebte Ergebnisse
Geplante Potentiale in den Anwendungsfirmen
Verkürzung der Durchlaufzeit durch Echtzeitinformationsfluss
15-20% verkürzte Auftragsabwicklungsdauer durch zeitnahe
montagegerechte Konstruktionsanpassungen
Verkürzung der Durchlaufzeit und Verringerung der Bestände
15% Erhöhung der „First Time Yield“ Rate
30% Reduzierung von Rohmaterialbeständen (bereitgestellte Artikel)
10% Ausschussreduzierung durch prädiktive Instandhaltung
Übertragbare Ergebnisse
Handlungsleitfaden mit integrierter Intro 4.0-Toolbox
Erweiterung des Produktportfolios für produzierende Unternehmen
hinsichtlich der Integration von IKT
Industrie 4.0 – spezifische Schulungsdienstleistungen
13.05.2016 20 © wbk Institut für Produktionstechnik
Prof. Dr.-Ing. J. Fleischer, Prof. Dr.-Ing. G. Lanza, Prof. Dr.-Ing. habil. V. Schulze
Nicole Stricker Gruppenleiterin
Kaiserstr. 12, 76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 608 42444
www.wbk.kit.edu
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !
