Transfer des proto_lab Wissens aus der Forschung in die Lehre und Erkenntnisse für Unternehmen - VORTRAG | Prof. Dr.-Ing. Kramer - proto-lab
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KMU 4.0 Österreich
2017-2020
VORTRAG | Prof. Dr.-Ing. Kramer
Transfer des proto_lab Wissens
aus der Forschung in die Lehre
und Erkenntnisse für Unternehmen
© 2020, Fakultät für Wirtschaftsingenieurwesen - Prof. Dr.-Ing. Oliver Kramer 1
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Motivation für das Projekt
• Warum haben wir das proto_lab gestartet:
‣ Wandlungsfähigkeit bzgl. Produktspektrum & Produktions-Layout
‣ Flexibilität in der Produktion variabler & variantenreicher Produkte
‣ Skalierbare Prozesse und Kapazitäten
‣ Zunehmender Fachkräftemangel
‣ Infrastruktur (Daten, IT, Instandhaltung)
IM KERN ….
WANDEL- UND SKALIERBARE
LOSGRÖßE 1 - PRODUKTION
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Vorstellung des Projekts
• Wer war aktiv am proto_lab beteiligt:
‣ 12 angestellte Projektmitarbeiter
‣ 5-8 Mitarbeiter der TH Rosenheim
‣ 8 beteiligte Professoren
‣ ca. 50 Abschluss- und Projektarbeiten
‣ 4 Fakultäten HT - INF - ING - WI
‣ Vielzahl an Partnern aus der Industrie PROTO_LAB
DAS PROJEKT …
• 3 Kernteammitglieder: Jochen Paul, Roman Paeske, Oliver Kramer
• 12 angestellte Projektmitarbeiter
•
• PROTO_LAB
5-8 Mitarbeiter der HS
8 beteiligte Professoren
• ca. 50 Abschluss-
DASund Projektarbeiten
PROJEKT …
(Bachelor, Master, AFE-Master)
3 Kernteammitglieder:
• 4 Fakultäten: HT •- INF - ING - WI Jochen Paul, Roman Paeske, Oliver Kramer
• 12 angestellte
• im Fertigungstechniklabor HT Projektmitarbeiter
• 5-8 Mitarbeiter der HS
➔ Versuchs-Erprobungs-Entwicklungs-Plattform
• 8 beteiligte Professoren
➔ Demonstrator und Lernplattform
• ca. 50 Abschluss- und Projektarbeiten
(Bachelor, Master, AFE-Master)
• 4 Fakultäten: HT - INF - ING - WI
• im Fertigungstechniklabor HT
➔ Versuchs-Erprobungs-Entwicklungs-Plattform
➔ Demonstrator und Lernplattform Seite 2
Seite 2
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Der Weg zum proto_lab 2.0 gegenseitige
production tomorrow laboratory
• Was ist entstanden:Integrative Demonstrator,
Lehre Forschung
2.0
allgemeingültig
interdisziplinär
WI Befruchtung WI
HTB Beschleunigung HTB
… …
INF … INF
…
…
ING ING
31.10.2019
proto_lab.Initialprojekt
1.0
2017-2019
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Der Weg zum proto_lab 2.0 gegenseitige
production tomorrow laboratory
• Was ist entstanden:Integrative Demonstrator,
Lehre Forschung
2.0
allgemeingültig
interdisziplinär
WI Befruchtung WI
HTB Beschleunigung HTB
… …
INF … INF
…
…
ING ING
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proto_lab.Initialprojekt
1.0
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Der Weg zum proto_lab 2.0 gegenseitige
production tomorrow laboratory
• Was ist entstanden:Integrative Demonstrator,
Lehre Forschung
2.0
allgemeingültig
interdisziplinär
WI Befruchtung WI
HTB Beschleunigung HTB
… …
INF … INF
…
…
ING ING
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proto_lab.Initialprojekt
1.0
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Durchgängiger I4.0 Prozess
• Wie schaffen wir diesen zwischen Handwerk und Industrie:
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USECASE 1 - Digitaler Zwilling in einer smart & dumb Produktion
• Umsetzung eines Wertschöpfungsteilnehmers der Intralogistik als digitaler Zwilling in einer
smart & dumb Produktion | Praxisbeispiele für die digitale Teile-, Gebinde- und Auftragsverwaltung
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USECASE 1 - Digitaler Zwilling in einer smart & dumb Produktion
• Umsetzung eines Wertschöpfungsteilnehmers der Intralogistik als digitaler Zwilling in einer
smart & dumb Produktion | Praxisbeispiele für die digitale Teile-, Gebinde- und Auftragsverwaltung
‣ Anhand eines einfachen Fertigungslogistik-Prozesses zeigen wir den fließenden Übergang vom cyber-physischen System (Kommissionier-
Container mit Raspberry Pi = smart, dezentral) zur zentralen, digitalen Repräsentanz (Flach-/Teilewagen = dumb). Einfacher ausgedrückt, wir
demonstrieren, dass alles in der Produktion - egal wie schlau oder dumm - alle physischen Systeme, als digitaler Zwilling abgebildet werden
können. Als Beispiel dient ein „intelligenter“ Kommissionier-Container zur strukturierten Aufnahme von Fertigungsteilen inkl. deren
Auftragsstatus und einer montagegerechten Einsortierlogik und im Vergleich dazu ein „unintelligenter“ Flach-/Teilewagen.
‣ Das Besondere hierbei ist, die Notwendigkeit unterschiedlicher Stufen der Intelligenz physischer Wertschöpfungsteilnehmer in Verbindung mit
ihrem Digitalen Zwilling zu erkennen und diesen Zusammenhang auf cyber-physische Systemen zu übertragen.
Der TN lernt, selbst eine einfache Aufwand-/Nutzen-Abwägung für die Weiterentwicklung der Wertschöpfungsteilnehmer - seiner eigenen
Produktion - zum Digitalen Zwillings zu evaluieren.
‣ Der TN versteht, dass technisch- und digital-machbar nicht immer Wertschöpfung für das Unternehmen bedeutet. Was das richtige Maß an
Digitalisierung im Prozess ist, muss letztendlich der Unternehmer gemeinsam mit geeigneten Mitarbeitern und Experten beurteilen. Der TN
versteht, dass durch zunehmend intelligentere Teilnehmer auch eine Zunahme an Komplexität im System einhergeht. Er erlangt die Kenntnis,
dass ein balancierter Einsatz von Menschen die Komplexität in der digitalisierten Produktion reduzieren kann. Ebenso weiß er nun auch, dass
er auf dem Weg zur vollvernetzten Produktion alte Komponenten (retrofit) einbeziehen kann.
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USECASE 2 - Montagearbeitsplatz mit Beschlägeverwaltung
• Umsetzung eines Montagearbeitsplatzes mit Beschlägeverwaltung am Beschläge-Turm
| Praxisbeispiele für die Datenkonsistenz bis zur Montage
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USECASE 2 - Montagearbeitsplatz mit Beschlägeverwaltung
• Umsetzung eines Montagearbeitsplatzes mit Beschlägeverwaltung am Beschläge-Turm
| Praxisbeispiele für die Datenkonsistenz bis zur Montage
‣ Anhand eines einfachen Montagebeispiels zeigen wir, wie wichtig Datenkonsistenz im gesamten Fertigungsprozess ist, um die Komplexität
von vielen Teilen beherrschbar zu machen. Im Beispiel werden die, mit der Software IMOS aufbereiteten Daten in getrennten Stücklisten für
Teile und Beschläge bereitgestellt. Ein erstes Ergebnis ist, dass die Daten die notwendige Qualität besitzen, so dass am Montagearbeitsplatz
ein „intelligentes“ 3D Modell auf der App angezeigt und der MA durch die Vielfalt der bereitgestellten Teile strukturiert gelenkt werden kann.
‣ Das Besondere hierbei ist die Datenaufbereitung vom 3D-Modell weg. Dabei werden die Strukturinformation + 3D-Informationen durch eine
CAD/CAM-Kopplung entlang des gesamten Prozesses bis zum Montagearbeitsplatz durchgereicht. Somit werden die Daten - mit Blick auf die
finale Montage - verwaltet und mit weiteren Informationen zusammengeführt. Das finale Ergebnis ist, dass die gleichen Daten genutzt werden
können, um am Kommissionier-Container und Beschläge-Turm den Monteur bei der Montage optisch zu lenken. Konkret bedeutet das, dass
die notwendigen Teile im Kommissionier-Container und die Montagekomponenten im Beschlägeturm mit Hilfe von LEDs angezeigt werden.
‣ Der TN versteht, dass der Anfangsaufwand für eine digitale Produktion im Bereich Datenkonsistenz sehr hoch ist, aber eine Erleichterung
beim Teile-Suchen und -Finden im Prozess zur Folge hat. Ebenso wird klar, dass der Monteur am Ende eine Entlastung durch die „Pick-By-
Light“-Anzeige der Teile hat. Dies wiederum führt zu dem positiven Effekt der Reduktion von versteckten Kosten und zu einer Absenkung der
Durchlaufzeit. Ebenso wird klar, dass der Mensch in einer ausgewogenen, digitalisierten Produktion die Komplexität im
Wertschöpfungsprozess reduziert und aktiver Treiber der Wertschöpfung ist.
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USECASE 3 - Retrofit und Maschinenintegration
• Integration einer älteren, bestehenden Maschine als Schmerz auf dem Weg zur smarten Produktion
| Praxisbeispiel für den Retrofit von I3.0 Teilnehmern
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USECASE 3 - Retrofit und Maschinenintegration
• Integration einer älteren, bestehenden Maschine als Schmerz auf dem Weg zur smarten Produktion
| Praxisbeispiel für den Retrofit von I3.0 Teilnehmern
‣ Anhand eines anschaulichen Integrationsbeispiels zeigen wir, wie bestehende, ältere Wertschöpfungsteilnehmer mit Hilfe des ‚Homag CUBE‘
in eine smarte Produktion eingebunden werden können. Der ‚Homag CUBE‘ ermöglicht es, jedes Teil von Beginn an identifizierbar zu machen.
‣ Das Besondere hierbei ist, dass man niederschwellig und kostengünstig eine herkömmliche Maschine für einen Digitalisierungsansatz
upgraden kann und jedes Teil (Werkstück) nachverfolgbar wird.
‣ Der Teilnehmer versteht, dass der Mensch trotz ‚Homag CUBE‘ das Bindeglied bleibt und für den Einstieg in die Digitalisierung von
bestehenden und alten Maschinen die Brücken baut.
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„Wenn wir einen größeren Nutzen hinten raus
haben wollen müssen wir vorne eine höhere
(Daten-)Konsistenz schaffen.“
- Prof. Dr.-Ing. Oliver Kramer -
„Wer bezahlt mir die (Daten-)Konsistenz? -
Der günstigere und schnellere Fertigungs- und
Montage-Prozess hinten raus“
- Prof. Dr.-Ing. Oliver Kramer -
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Konsistenz über cyber-physische Systeme
• Der Weg vom Asset zum digitalen Zwilling zur I4.0 Komponente
‣ Klasse 1: Nur Identifikation
‣ Klasse 2: Kann auch etwas abspeichern
‣ Klasse 3: Es kann selbst Zustände erfassen und kommunizieren
‣ Klasse 4: Es wird entscheidungsfähig
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Konsistenz durch Systemdenken
• Mehrdimensionalität in der Transformation von Unternehmen/Wertschöpfung
Kd 1 2 … Kd
horizontal - INTEGRATION - vertikal
IT
➔ SYSTEMDENKEN
Prozess
Betriebs- SELBST TUN
Technik
wirtschaft
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Learnings aus dem proto_lab
• Für das Handwerk und Industrie:
Systemdenken, Sinn und Zweck,
intrinsische Motivation
Cross-funktionale Teams,
ownership, Selbstorganisation
Evolutionäre & agile Organisation hat
Komplexität
beherrschbar gemacht
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Transfer„80%
inderdie Lehre & Unternehmen
Energie muss bei der Digitalen
neue alte
Transformation in diese Bereiche
„Denke“ „Denke“
fließen.“
MENSCH ORGANISATION TECHNIK - PROZESSE
agiles MINDSET die dynamik-robuste Organisation die horizontale, shopfloor-nahe
lernende Organisation die Antwort auf VUKA Kommunikation und Steuerung
FÜHRUNGSSTIL ORGANISATIONSMODELL PRODUKTIONS-ARCHITEKTUR
Basis Menschmodell Y formell, informell, wertschöpfend dezentral, selbstorganisierend
IoT - „Systemdenken“
Personal-, Führungskräfte- Wertschöpfungs-Organisation Gestaltung eines integrierten,
Cyber-physische horizontal wie vertikal
Entwicklung der Zukunft lle)
6 . Sem (a Systeme vernetzten Gesamtprozesses
6 . S em (al le ) im Umbau von der Idee
w eit e r ung odul läuft über Produkt bis Kunde
in E r M
ERP, Logistik- und Systemstrukturen
Vision
im Wandel
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WI-MasBayern &
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Transfer in die Lehre & Unternehmen
„80% der Energie muss bei der Digitalen
neue alte
Transformation in diese Bereiche
„Denke“ „Denke“
NEUE fließen.“ ALTE
MENSCH ORGANISATION TECHNIK - PROZESSE
DENKE DENKE
agiles MINDSET die dynamik-robuste Organisation die horizontale, shopfloor-nahe
lernende Organisation die Antwort auf VUKA Kommunikation und Steuerung
FÜHRUNGSSTIL ORGANISATIONSMODELL PRODUKTIONS-ARCHITEKTUR
Basis Menschmodell Y formell, informell, wertschöpfend dezentral, selbstorganisierend
IoT - „Systemdenken“
Personal-, Führungskräfte- Wertschöpfungs-Organisation Gestaltung eines integrierten,
Cyber-physische horizontal wie vertikal
Entwicklung der Zukunft )
6. Sem (alle Systeme vernetzten Gesamtprozesses
6. Sem (alle
) im Umbau von der Idee
ung ft
in Erweiter Modul läu über Produkt bis Kunde
ERP, Logistik- und Systemstrukturen
Vision
im Wandel
80% DER ENERGIE MUSS IN DIE BEREICHE WI-Master
in afp (läuft
)
MENSCH & ORGANISATION FLIEßEN!
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Transfer in die Lehre & Unternehmen
Was tragen Sie dazu bei,
Ihre Mitarbeiter
in diesen 3 Sphären
weiter zu entwickeln?
© 2020, Fakultät für Wirtschaftsingenieurwesen - Prof. Dr.-Ing. Oliver Kramer 20BETEILIGTE PERSONEN
ORGANISATION MODERATION
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DES EVENTS DES EVENTS
Michael List Prof. Dr.-Ing. Kramer Marc Andrae Alissa Stein
Oliver Kramer
Karsten Binninger
Inge Daxlberger
Stefan Böhm (o. Abb.) BEI RÜCKFRAGEN WENDEN SIE SICH BITTE DIREKT AN MARC ANDRAE
MOBIL: 0173 95 18 527
MAIL: MARC.ANDRAE@TH-ROSENHEIM.DE
S TA N D : 0 3 .1 0 . 2 0 2 0 - M A R C A N D R A E 41Sie können auch lesen
