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Durch die Inbetriebnahme eines autonomen Logistikroboters in der Demonstrationsfabrik wird das Forschungsfeld des FIR um Servicerobotik und deren Anwendung erweitert. Eine aktuelle Studie der Internationalen Föderation für Robotik (IFR) zeigt einen weiter anhaltenden Trend im Einsatz von Servicerobotik im industriellen Umfeld. 2016 ist die Anzahl der installierten Systeme um 34 Prozent gestiegen im Vergleich zu 2015. Diese Tendenz ist weiter steigend und verdeutlicht die Bedeutung der Robotik zur Unterstützung von logistischen Aufgaben.

Das Produktionssystem ist ein offenes, sozio-technisches System. Es besitzt eine komplexe Struktur, in der Menschen, Maschinen, Material und Informationen zusammenwirken, um eine Wertsteigerung zu erreichen. Das Produktionssystem steht in ständiger Interaktion mit seiner Umwelt (Westkämper et al. 2013). So sind die Kunden-Lieferanten-Beziehungen von Produktionssystemen häufig dynamisch und instabil. In dieser Gesamtkomplexität können Störungen auftreten, z.B. Maschinen- und Personalausfall sowie Fehlmaterial, die zu Termin- und Lieferverzögerungen führen. Dabei bildet die kundenbezogene Liefertermintreue mit Abstand die führende logistische Zielgröße für produzierende Unternehmen in Deutschland (Brambring et al. 2013). Vor allem im Maschinen- und Anlagenbau, der durch eine besonders komplexe Auftragsabwicklung geprägt ist, stellt eine hohe Liefertermintreue einen bedeutenden Wettbewerbsvorteil dar. Sie wird häufig als Indikator für Prozessqualität herangezogen, welche dem Kunden Zuverlässigkeit demonstriert und zugleich eine interne Voraussetzung für die Planbarkeit des eigenen Geschäftsbetriebs ist (VDMA 2007). Während eine planmäßige und somit termintreue Abwicklung des Leistungserstellungsprozesses Kundenbindung bewirkt, führen Terminüberschreitungen häufig zum Verlust von Kundenbeziehungen sowie Vertragsstrafen (Arnolds et al. 2016).Störungen im Produktionssystem gefährden die Liefertermintreue und damit die Kundenzufriedenheit (Bosshardt 2007). Durch Gegenmaßnahmen entstehen außerdem Zusatzkosten, z.B. durch Zusatzschichten oder Auslagerung von Fertigungsschritten, die die Profitabilität der Aufträge gefährden können. Daher ist es für Unternehmen wichtig, bei Störungen nicht nur die potenziellen Handlungsoptionen, sondern viel mehr deren finanziellen Auswirkungen auf das Produktionssystem zu kennen, um eine optimale Strategie entwickeln zu können. Nur diese Transparenz ermöglicht es Unternehmen, die negativen finanziellen Auswirkungen gegen die negativen Auswirkungen auf die Kundenbeziehungen abzuwägen. In der Praxis stellt sich diese Aufgabe allerdings als sehr schwierig heraus. Unternehmen reagieren häufig nur reaktiv und erfahrungsbasiert. Mitarbeiter müssen sowohl die komplexen Abläufe im Betrieb kennen als auch potenzielle Handlungsoptionen sowie deren Auswirkungen abschätzen können. Dabei müssen die Mitarbeiter eine Komplexität überwinden, die insbesondere bei Einzel- und Kleinserien aufgrund der hohen Vielfalt von Produkten und Prozessen besonders hoch ist. Dies trifft besonders auf KMU zu, die nur über rudimentäre Softwareunterstützungen verfügen.In der Folge werden häufig suboptimale und teure Maßnahmen getroffen. Gleichwohl sind die finanziellen Auswirkungen nicht immer direkt nachvollziehbar, was die finanzielle Stabilität des Unternehmens gefährdet. Darüber hinaus kann die Liefertermintreue der Aufträge, die nicht direkt durch die Störungen betroffen sind, stark negativ beeinflusst werden. Die Summe der daraus entstehenden Folgen kann sich in manchen Fällen stärker auf das Unternehmen auswirken als die Verspätung eines einzelnen, wenn auch wichtigen Auftrages, der direkt durch die Störung betroffen ist. Das durchgeführte Forschungsprojekt „EkuPro“ unterstützt Unternehmen bei der Bewältigung dieser Herausforderungen, indem eine transparente Entscheidungsunterstützung durch das entwickelte Softwaretool ermöglicht wird. Zielsetzung: Das Ziel des erarbeitenden Forschungsprojektes war die Entwicklung eines Tools zur objektiven Entscheidungsunterstützung, mit dem kompensatorische Maßnahmen zur Beschleunigung einzelner Aufträge quantitativ und finanziell bewertet werden können. Das Tool unterstützt den Produktionssteuerer, indem es bei kurzfristigen Entscheidungen einen Überblick über die möglichen Handlungsalternativen zur Verfügung stellt. Der Produktionssteurer kann somit auf Basis der angezeigten potenziell entstehenden Kosten eine optimale Entscheidung treffen. Zur Unterstützung wurden die Simulationsergebnisse visualisiert, um die Analyse zu erleichtern. Zudem ist das Tool auf mobilen Endgeräten einsatzfähig. Das Grundprinzip des Tools besteht darin, beim Auftreten einer Störung zunächst die aktuelle Situation des Produktionssystems und die Störung selbst zu erfassen. Dabei werden interne und externe Störungen berücksichtigt, wobei externe Störungen nicht direkt, sondern durch ihre Auswirkungen auf die interne Produktionslogistik beschrieben werden. Die notwendigen Daten zur Abbildung der aktuellen Situation sollen den gängigen Systemen, z.B. MES und ERP, entnommen werden. Auf dieser Basis kann der Produktionsplaner verschiedene Szenarien definieren, die jeweils ein unterschiedliches Set an Maßnahmen beinhalten. Die Auswirkung dieser Maßnahmen wird mithilfe einer Software simuliert und die Ergebnisse, vor allem die Liefertermintreue der Aufträge sowie die finanziellen Mehrkosten, werden visualisiert. Dadurch werden die Szenarien untereinander quantitativ vergleichbar. Dies ermöglicht dem Produktionsplaner die Auswahl einer aus seiner Sicht sinnvollen Maßnahmenkombination. Gegenüber den klassischen Systemen, z.B. MES und ERP, hat das Tool die folgenden Vorteile: Zielgerichtete Entscheidungsunterstützung Quantitative Vorhersage durch Simulation Systematische Integration der Kostenermittlung und Liefertermintreue Entgegen dem ursprünglichen Ziel, nur die Kosten des direkt durch die Störung betroffenen, verzögerten Auftrages zu betrachten, wurde in Absprache mit dem projektbegleitenden Ausschuss (pbA) entschieden, die finanzielle Auswirkung aller Aufträge zu berücksichtigen. Nur dadurch kann die Gesamtauswirkung der Maßnahmen vollständig untersucht und gegeneinander abgewogen werden. Diese Erweiterung der Zielstellung des Projektes stellt einen erheblichen Mehrwert im Vergleich zum ursprünglichen Forschungsvorhaben dar.

Die Process-Mining-Technologie bietet eine zunehmende wichtige Grundlage für Initiativen zur Prozessoptimierung. Gerade an Systemanbieter wird die Nachfrage steigen, solche Funktionen direkt in ihre Lösungen zu integrieren. Möchten Systemanbieter ihren Kunden Process-Mining-Funktionalitäten bieten, können sie anhand eines vierschrittigen systematischen Vorgehens umetzen.

Unvorhergesehene Störungen gefährden in vielen Fällen den Kundenliefertermin. Die Produktionssteuerung hat die Aufgabe, effektiv und effizient auf diese kurzfristigen Störungen zu reagieren. Der Entscheidungsprozess beruht jedoch häufig auf einer qualitativen Analyse einer komplexen Situation anhand subjektiver Einschätzungen durch den Produktionsplaner. Zur Verbesserung der Entscheidungsfindung stellt dieser Beitrag eine App vor, die auf Basis von Echtzeitdaten und einer Simulation des Produktionssystems eine quantitative Entscheidungsfindung ermöglicht.

Unternehmen versuchen seit jeher, ihre Prozesse strukturiert zu verbessern. Das Mittel der Wahl dazu sind Prozessinterviews, Visualisierungen und das Suchen nach Möglichkeiten zur ständigen Steigerung der Effizienz.