InnoCyFer - Integrierte Gestaltung und Herstellung kundeninnovierter Produkte in Cyber-Physischen Fertigungssystemen

Im Projekt InnoCyFer werden Methoden für die Gestaltung und Herstellung kundeninnovierter Produkte entwickelt. Dabei wird die gesamte Prozesskette von der webbasierten Möglichkeit zur Produktgestaltung durch den Kunden bis zur vollautomatisch bionisch gesteuerten Produktion betrachtet, um dem Kunden maximale Flexibilität bieten zu können.

Motivation

Das Forschungsprojekt InnoCyFer ist durch die steigende Individualität von Verbraucherprodukten motiviert. Diese Entwicklung wird vorrangig durch zwei Faktoren bedingt: Zum einen das kontinuierlich gestiegene Anspruchsniveau der Kunden und zum anderen eine zunehmende Marktsättigung, die zu einem Überangebot an Waren führt. Unternehmen können nur erfolgreich im internationalen Wettbewerb bestehen, wenn sie durch den Ausbau ihres Leistungsangebots eine Differenzierung gegenüber ihren Wettbewerbern erreichen. In stagnierenden Märkten ergab sich dadurch in den letzten Jahren ein starker Anstieg der Varianten bei gleichbleibendem Absatz. Immer mehr Unternehmen verstehen sich daher als Dienstleister für den Kunden und streben eine nahezu vollständige Erfüllung der Kundenwünsche an.

Zielsetzung

Im Projekt werden Methoden und Werkzeuge erforscht, um das Kreativitäts- und Innovationspotenzial der Kunden in den Produktentstehungsprozess von komplexen Konsumprodukten einzubringen und die effiziente Herstellung hochindividueller Produkte zu ermöglichen. So wird die Grundlage für den Wandel vom kundenindividuellen zum kundeninnovierten Produkt geschaffen. Eine beispielhafte Herausforderung ist dabei die automatische, effiziente und flexible Einplanung von Aufträgen, die zuvor nicht von einem Ingenieur für die Produktion optimiert wurden.

Vorgehen

Um die Einbindung des Kunden in den Produktentstehungsprozess zu gewährleisten, entwickelt der Lehrstuhl für Produktentwicklung der TUM gemeinsam mit der Hyve Innovation Community GmbH eine Open Innovation-Plattform. Diese bietet Kunden die Möglichkeit sich auszutauschen und gemeinsam Ideen zu entwickeln, welche anschließend im sogenannten Toolkit, einem webbasierten Werkzeug zur Produktgestaltung, welches ohne technische Vorkenntnisse bedient werden kann, gestaltet werden können. Die aus dem Open Innovation-Konzept resultierenden Kundenaufträge stellen neue Anforderungen an die Produktionsplanung und -steuerung (PPS). Ein Teilziel des Projekts ist daher die Entwicklung neuartiger PPS-Methoden, welche die Kundenwünsche kurzfristig umsetzen können und Änderungen bis in die späten Phasen des Produktentstehungsprozesses zulassen. Die sich ergebende Komplexität erfordert die Entwicklung eines neuartigen Ansatzes zur autonomen Steuerung der Produkte durch die Fertigung. Hierzu wird nach dem Vorbild der Selbstorganisation sozialer Insekten ein bionisches Konzept erarbeitet. Dies wird von der Fraunhofer Einrichtung für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik und dem Institut für Betriebswissenschaften und Werkzeugmaschinen der TUM erarbeitet. Um die Übertragbarkeit in die industrielle Anwendung zu erleichtern, werden sämtliche Entwicklungen des Projekts in einer Demonstrationsplattform umgesetzt, was vor allem durch die Projektpartner Festo Didactic SE und BSH Hausgeräte GmbH vorangetrieben wird.

Ergebnisse

Zur Validierung der Ergebnisse wurde eine webbasierte Open Innovation-Plattform mit der Möglichkeit zur freien Gestaltung von Produkten realisiert. Die dort erzeugten Produkte werden vollautomatisch an die Demonstrationsanlage übermittelt, dort vom bionischen Scheduler eingeplant und gefertigt.