Planung, Organisation und Industrie 4.0

Logistik, Mensch, Produktion

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Die gesamte deutsche Gesellschaft mit ihren B��rgern und Unternehmen steht vor der Herausforderung unterschiedlichen wirtschaftlichen, sozialen und gesellschaftliche Herausforderungen gleichzeitig gen��gen zu m��ssen. So bilden zum Beispiel die alternde Bev��lkerung, der notwendige Umbau der Energieversorgung, das wachsende Umweltbewusstsein, die Dynamik der ��nderungen in Lieferketten oder die Dynamik der Technologieentwicklung f��r sich schon bedeutende Problemstellungen. In ihrer Kombination f��hren Sie insbesondere im Bereich der Produkte und Produktionssysteme zu zunehmend komplexen Fragestellungen, die neuartige Herangehensweisen an ihre L��sung erfordern.

Eine Reaktion unserer Gesellschaft, die sich auf der Basis wachsender M��glichkeiten der Informationsverarbeitung ergibt, ist die Erschlie��ung von Potentialen aus Digitalisierung- und Automatisierungsinnovation, die sich hinter dem Begriff Industrie 4.0 verbergen. Die damit verbundene Zukunft der aufeinander abgestimmten Planung und Steuerung von Produkten und Produktionssystemen bildet einen Schwerpunkt der Forschungsarbeiten an der Fakult��t f��rMaschinenbau. Dabei werden im Rahmen von drei gro��en Themenfeldern sowohl technische als auch soziale und gesellschaftliche Aspekte adressiert, die aktuellen gesellschaftlichen Megatrends wie Digitalisierung, Wandlungsf��higkeit, Nachhaltigkeit und gesellschaftliche Verantwortung ber��cksichtigt und beides in den Kontext der Umsetzung komplexer und dynamischer Produktionssysteme gestellt.

Enabler Technologien

Die Basis der Forschung bildet die Untersuchung von Technologien als Enabler f��r individualisierte, nachhaltige und qualitative Produkte und Produktionssysteme, Services und Gesch��ftsmodelle. Diese reichen von Informations- und Kommunikationstechnologien wie OPC UA, Edge Devices oder k��nstlicher Intelligenz ��ber Referenzarchitekturen wie das RAMI 4.0 und die Industrie 4.0 Verwaltungsschale bis zu Entwurfsmethoden wie die Simulation von Produkteigenschaften oder Lieferkettenverhalten oder dem durchg��ngigen modellbasierten Engineering auf Basis durchg��ngiger Datenmodelle.

Produktions- und Fabrikprozesse

Unter Nutzung der Basistechnologien k��nnen Produktions- und Transportprozesse - folgend der Idee der Systems-of-Systems - modelliert, analysiert, gestaltet und gesteuert werden. Hier erm��glichen neue Fabrikdesigns und mit ihnen auf der einen Seite neue Vorgehensweisen beim Engineering von Produktionssystemen und auf der anderen Seite neue Methoden des Produktionsmanagement, der Produktionsplanung und der Produktionssteuerung eine zunehmende Effektivit��t und Effizienz bei gleichzeitigendem Anwachsen von Wandelbarkeit, Kundenindividualit��t und Resilienz. Dabei werden zum Beispiel Themen wie die Gestaltung und Nutzung cyber-physischer Produktionssysteme, die Steigerung der Verf��gbarkeit von Komponenten durch verbesserte ��berwachung und Diagnose, die Verbesserung der Interaktion von Mensch und Maschine aber auch ein lebenslanges Lernen adressiert.

Wertsch��pfungsnetzwerke

Die Betrachtung von Wertsch��pfungsnetzwerken als drittes Forschungsfeld aggregiert die, auf den beiden unteren Ebenen liegenden Methoden, um eine unternehmens��bergreifende Transparenz und Wertsch��pfung entlang aller Lebenszyklusphasen technischer Systeme zu erm��glichen. Dabei spielen unter anderem Fragen hinsichtlich der notwendigen Digitalisierung und digitalen Gesch��ftsmodelle in (zum Teil globalen) Wertsch��pfungsnetzen, der Ber��cksichtigung der unterschiedlichen Entwicklungsstufen von ��konomien, der Koordinierung von Material- und Informationsfl��ssen, eine lebenszyklus��bergreifende, effiziente und effektive Informationsbereitstellung und -nutzung und letztlich der Nachhaltigkeit von Produkten und Systemen eine wichtige Rolle.

Bild: Automatisierungsdiabolo als Evolution der Automatisierungspyramide

Orthogonal zu den drei gro��en Themenfeldern richtet sich die Forschung der Fakult��t f��r Maschinenbau im Bereich der Planung, Organisation und Industrie 4.0 auch an den vier gro��en Themenbl��cken Cyber-physische Produktionssysteme, Informationsmodelle und Datenbereitstellung, Gesch��ftsmodelle und Entwurfsmethoden aus.��