Intelligente Vernetzung und Wandelbarkeit von Produktion und Intralogistik im dynamischen Umfeld mittels wandelbarer Fahrerloser Transportsysteme

Ausgehend von Megatrends wie der Digitalisierung und Individualisierung verändern sich die Kundenwünsche und Anforderungen an Produkte fortlaufend. Unternehmen und ihre Produktion müssen jederzeit in der Lage sein, sich an die wandelnden Produkte schnell und effizient anzupassen. Die Produktion und Intralogistik vernetzen sich auf Grund der Industrie 4.0 zunehmend miteinander und entwickeln sich zu einer digitalen Einheit. Vor diesem Hintergrund befindet sich fortan die gesamte Liefer- und Wertschöpfungskette in einem stetigen Wandel. Im Bereich der Intralogistik stellen Fahrerlose Transportsysteme (FTS) mit ihren Eigenschaften wie einem hohen Grad an Flexibilität und Zuverlässigkeit für diese Herausforderungen eine vielversprechende Ausgangsbasis dar. Wünschenswert ist eine intelligente Vernetzung der Produktion und Intralogistik durch die Verwendung von wandelbaren Fahrlosen Transportsystemen, welche die Fähigkeit besitzen sich in einem dynamischen Umfeld schnell und effizient an die situationsspezifischen Gegebenheiten selbstständig anzupassen.

Ausgangssituation

Die agile Anpassbarkeit der Produktion an sich ändernde Anforderungen ist ein entscheidender Wettbewerbsvorteil und wird in der Industrie und Wissenschaft kontinuierlich optimiert. Sie weist einen hohen Grad an Vernetzung und Wandelbarkeit auf. Vor diesem Hintergrund ist ersichtlich, dass sich neben der Produktion auch die sie versorgende und vernetzende Intralogistik agil anpassen können muss. Eine steigende Tendenz an neuen Veröffentlichungen lässt erkennen, dass sich die Industrie und Wissenschaft auch diesem Bereich in zunehmendem Maße annehmen.

Problemstellung

Die beiden Bereiche Produktion und Intralogistik werden bisher in der Regel unabhängig voneinander optimiert. Ihre zunehmend engere Vernetzung erfordert jedoch eine Disziplinen übergreifende, ganzheitliche Betrachtung. Bislang existiert kein standarisiertes Vorgehen, um die Produktion und Intralogistik in einem dynamischen Umfeld mittels wandelbarer Fahrerloser Transport-systeme ganzheitlich als Einheit intelligent zu vernetzen und zu wandeln.

Zielsetzung

Ziel des Dissertationsprojektes „IVWPIdU - Wandelbares FTS“ ist die Entwicklung eines Vorgehensmodells für die intelligente Vernetzung und Wandelbarkeit der Produktion und Intralogistik in einem dynamischen Umfeld mittels wandelbarer Fahrerloser Transportsysteme. Den Fabrik-, Produktions- und Logistikplanern soll ein digitales Tool zur Neugestaltung und Optimierung von Produktions- und Intralogistikprozessen zur Verfügung gestellt werden.

Das Vorgehensmodell soll ganzheitlich alle relevanten Elemente der vernetzten Produktion und Intralogistik abdecken. Vor allem die wirtschaftlichen, technischen und qualitativen Aspekte sind von Relevanz. Besonderer Wert wird in diesem Zusammenhang auf die Integration eines fortlaufenden Verbesserungsprozesses mit kurzen Zykluszeiten und Iterationen gelegt. Als Voraussetzung für einen flächendeckenden Einsatz muss das Vorgehens-modell neben einem hohen Maß an Kompatibilität und Integrierbarkeit auch eine einfache, situationsgerechte Anpass- und Skalierbarkeit aufweisen. Diesbezüglich ist ebenfalls wichtig, dass es intuitiv anwendbar ist und möglichst auf gängigen Prinzipien, Methoden, Techniken und Werkzeugen aus der Praxis beruht. Weiterhin sollte für das Vorgehensmodell zur fortlaufenden Verbesserung eine Änder- und Erweiterbarkeit vorgesehen werden.

Vorgehensweise

Das Vorgehen des Dissertationsprojekts orientiert sich an einer modifizierten Variante des V-Modell XT und gliedert sich in die nachfolgend aufgeführten acht Arbeitspakete:

Zu Beginn sind, basierend auf einer Literaturrecherche, zunächst die einzelnen Begrifflichkeiten im Kontext der Wandelbarkeit für das Projekt und die Dissertation voneinander abzugrenzen und zu definieren (AP1). Im zweiten Arbeitspaket wird mittels einer Literatur- und Marktrecherche der Stand von Wissenschaft und Technik in drei Schritten erarbeitet und analysiert. Der erste Teil befasst sich mit der Vernetzung und Wandelbarkeit in der Produktion und in der Intralogistik sowie in der vernetzten Einheit. Die Wandelbarkeit Fahrerloser Transportsysteme wird im zweiten Teil behandelt. Abschließend erfolgt im letzten Teil sowohl allgemein, als auch jeweils für die Produktion, die Intralogistik und die vernetzte Einheit eine Betrachtung von existierenden Vorgehensmodellen und Methoden für die Vernetzung und einen erfolgreichen Wandlungsprozess (AP2). Auf dieser Grundlage ist im Rahmen einer Studie durch Befragen von Experten aus Industrie und Wissenschaft zu ermitteln, welche Art und welcher Grad an Vernetzung und Wandelbarkeit in der Produktion, in der Intralogistik und in ihrer vernetzten Einheit sowie bei Fahrerlosen Transportsystemen kurz-, mittel- und langfristig erforderlich ist (AP3). Die ausgewerteten Studienergebnisse dienen als Basis für die Spezifikation der relevanten Anforderungen und Faktoren an ein Vorgehensmodell für eine intelligent vernetzte Produktion und Intralogistik mit Schwerpunkt auf wandelbaren Fahrerlosen Transportsystemen und einem erfolgreichen Wandlungsprozess. Dieser Schritt wird begleitet durch das Requirements Engineering (AP4). Die resultierenden Vorgehensmodelle und Methoden aus dem zweiten Arbeitspaket sind unter Berücksichtigung der zuvor definierten Anforderungen und Faktoren auf ihre Eignung zu prüfen (AP5). Im nächsten Schritt erfolgt ein konzeptioneller Entwurf des Vorgehensmodells unter Einbeziehung der zuvor definierten Anforderungen und Faktoren sowie der resultierenden Ergebnisse aus dem fünften Arbeitspaket zu den Vorgehensmodellen und Methoden (AP6). Bestandteil des siebten Arbeitspaketes ist die detaillierte Ausarbeitung des konzipierten Vorgehensmodells (AP7). Im achten Arbeitspaket erfolgt eine wissenschaftliche Evaluation des entwickelten Vorgehensmodells an repräsentativen Fallstudien unter Einbeziehung der im vierten Arbeitspaket definierten Anforderungen (AP8). Das Dissertationsprojekt ist über den gesamten Zeitraum in Form einer Dissertationsschrift zu dokumentieren (AP9).

Projektpartner

  • Jungheinrich AG

Förderung

Das Forschungsprojekt wird im Rahmen eines Promotionsstipendiums der Dr. Friedrich Jungheinrich-Stiftung durchgeführt. 

Ansprechpartner

Matthias Pfeiffer, M.Sc.