Teilprojekt C08 – Sonderforschungsbereich 1153 – Leibniz Universität Hannover

Motivation und Zielsetzung

Aufgrund der zunehmenden Dynamik und Komplexität in hochgesättigten Märkten steigen die Anforderungen an Unternehmen bei der Markteinführung neuer Produkte. Der Erfolg kann dabei gezielt durch Managementaktivitäten gesteigert werden. Im Rahmen des Produktionsmanagements sollen in diesem Teilprojekt gezielt Planungs- und Steuerungsmaßnahmen entwickelt werden, die sowohl ökonomische, ökologische als auch logistische Werte berücksichtigen.

Das übergeordnete Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Bewertung und der Transfer der Tailored Forming Technologie in die Wirtschaft. Dabei soll der Transfer durch Maßnahmen des wertorientierten Produktionsmanagements gefördert werden. Um dieses Zeil zu erreichen, sollen im ersten Schritt auf Basis einer ökonomischen, ökologischen und logistischen Bewertung des Tailored Formings Maßnahmen abgeleitet werden, die den Wert einer Investition steigern. Im zweiten Schritt gilt es, auf Basis der identifizierten Maßnahmen unter Berücksichtigung der Auftragsabwicklung ein integriertes Verfahren für die Produktionsplanung und -steuerung zu entwickeln, das den Wert einer Investition in Tailored Forming und folglich die Wirtschaftlichkeit erhöht. Im Rahmen der Entwicklung werden fortschrittliche Verfahren aus dem Bereich des maschinellen Lernens, insbesondere des Reinforcement Learning, angewendet. Dieser Ansatz wird verfolgt, um den steigenden Herausforderungen in Bezug auf Dynamik und Komplexität angemessen zu begegnen. Die Leistungsfähigkeit des Verfahrens wird abschließend mithilfe einer Simulation validiert.

Ergebnisse

Werden diese genannten, übergeordneten Forschungsfragen beantwortet, sind folgende Ergebnisse zu erwarten: Erstens wird ein Bewertungsmodell entwickelt, das eine spezifische Weiterentwicklung von bestehenden Kostentreiberbäumen für den Anwendungsfall des Tailored Formings darstellt. Zweitens wird eine umfassende Bewertung des Tailored Formings durchgeführt, die ökologische, ökonomische und logistische Aspekte berücksichtigt. Dabei werden wertorientierte Maßnahmen für die Produktentwicklung und Auftragsabwicklung abgeleitet.

Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnisse wird ein integriertes Verfahren zur Auftragsabwicklung entwickelt, das sämtliche Aufgaben der Produktionssteuerung wie Auftragserzeugung, -freigabe und -verteilung integriert und lediglich die Kapazitätssteuerung nicht einbezieht. Dabei werden Ansätze wie Reinforcement Learning, Operation Research oder Heuristiken verwendet. Schließlich wird ein Simulationsmodell erstellt, um die abgeleiteten Ergebnisse zu validieren.

Aktuelle Arbeiten und Ausblick

Im weiteren Verlauf des Sonderforschungsbereichs werden in Kooperation zwischen den Teilprojekten C02 und C08 Daten zur ökonomischen und ökologischen Bewertung der Prozesskette Tailored Forming erhoben. Hierfür ist als Anwendungsbeispiel die Prozesskette der Welle 2 sowie des Kegelrads vorgesehen. Die Erkenntnisse hinsichtlich ökonomischer Wertschöpfung und der ökologischen Schadschöpfung fließen anschließend in die Bauteilentwicklung sowie die Produktionssteuerung ein. Als wesentliche Erkenntnis dieser Ausarbeitungen kann der Transfer der Tailored Forming Technologie anhand (wertorientierter) Maßnahmen ausgemacht werden. Die erforderlichen Daten für diesen Schritt werden in einer Kooperation mit dem Teilprojekt S erfasst. Es sollen in dieser Förderperiode beispielsweise Energieverbräuche aller Prozessschritte gemessen, sowie die verwendeten Tailored Forming Materialien mit den aktuell gängigen Substituten vergleichen werden. Mithilfe dieser Daten sowie der der kooperativen Bearbeitung, soll das in diesem Forschungsprojekt postulierte wertorientierte Produktionsmanagement den Gedanken der durchgehenden wertorientierten Ausrichtung unternehmensinterner Entscheidungen unter Berücksichtigung ökologischer Aspekte auf das Produktionsmanagement übertragen.