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Kreislaufwirtschaft umsetzen: DiCES als Leuchtturm / Implementing the Circular Economy: DiCES as a Flagship Initiative (2025)
Gaillard, Antoine ; Vicentim Perasolo, Leticia ; Perau, Martin ; Schuldt, Florian
Die Kreislaufwirtschaft bietet erhebliche Potenziale im Kampf gegen den Klimawandel und Ressourcenknappheit, stellt jedoch auch produzierende Unternehmen vor bedeutende Herausforderungen. Die Neugestaltung der Produktionsprozesse revolutioniert den Produktlebenszyklus und verringert den Ressourcenverbrauch in der Produktion. Dennoch sehen sich produzierende Unternehmen bei der Umsetzung dieser Maßnahmen mit zusätzlichen Herausforderungen konfrontiert. Dazu zählen etwa die sinkende Zahlungsbereitschaft der Kund*innen für nachhaltige Produkte, eine geringere Wettbewerbsfähigkeit aufgrund fehlender langfristiger Profitabilität sowie ein erhöhter Produktionsaufwand. Bekannte Herausforderungen in Bezug auf den Produktionsaufwand sind unter anderem die Entwicklung effizienter Produktionsprozesse für Remanufacturing und Refurbishment (auch ReX-Prozesse genannt), einschließlich eines optimierten Demontageprozesses und einer funktionierenden rückwärtsgerichtete Logistik (engl. Reverse Logistics). Trotzdem sind noch nicht alle Herausforderungen bekannt, da viele erst während der Implementierung des ReX-Prozesses erkannt werden können. Daher wurden im Austausch mit verschiedenen Industriepartnern aus dem produzierenden Gewerbe die Herausforderungen bei der Implementierung von ReX-Prozessen identifiziert und kategorisiert. Dies unterstützt eine effiziente Einführung von ReX-Prozessen in einem produzierenden Unternehmen.
[Preprint] Framework for Worker Assistance System to Enable Disassembly Processes Towards Circular Economy (2025)
Liang, Junjie ; Baum, Jonas ; Gaillard, Antoine ; Perau, Martin ; Göppert, Amon ; Schmitt, Robert H.
Climate change, one of the most significant threats to humanity, underscores the urgent need to advance the circular economy, particularly in promoting sustainability. Implementing R-strategies such as refurbishment and remanufacturing within the home appliances industry is central to establishing sustainable and environmentally friendly business models. Key processes, such as workpiece disassembly, reassembly, and component status evaluation, are inherently more complex and variable than conventional production workflows. This requires workers with extensive experience handling comparable products and a deep understanding of critical decision-making processes. Due to the skilled worker shortage and the impact of demographic shifts, developing precise and comprehensive work instructions is increasingly vital for maintaining process quality. A worker assistance system is essential to meet this need, providing robust decision support to ensure accurate and sufficient decision-making. This paper proposes a framework for a worker assistance system tailored to the application of R-strategies in washing machine production. Data from an industrial scenario validates the framework and identifies critical information that should be incorporated into the system, enhancing the applicability and feasibility of the framework in real-world contexts. Within the framework, potential data sources and information flows are proposed, and illustrative processes are employed to demonstrate the derivation of work instructions utilizing the framework.
Rückläufe prognostizieren, Wertschöpfung optimieren (2025)
Perau, Martin ; Gaillard, Antoine ; Schuldt, Florian ; Steins, Paula ; Caspari, Phil
Aufgrund verschiedener Faktoren gestalten Unternehmen ihre Wertschöpfungsketten nachhaltiger. In diesem Zusammenhang gewinnt die Rückführung von Altprodukten an Bedeutung. Die Reverse-Logistics optimiert die damit verbundenen Prozesse. Damit einher gehen Herausforderungen wie schwankende Mengen an zurückgehenden Produkten und unvorhersehbare Rückläufe. Im Rahmen des Forschungsprojekts DiCES entstehen digitale Modelle, mit denen sich eine Kreislaufwirtschaft kostengünstig umsetzen lässt.
Auftragsabwicklung in der additiven Fertigung neu gedacht (2025)
Rößler, Sebastian ; Wahl, Nico ; Gaillard, Antoine
Die additive Fertigung, insbesondere das Laser-Beam-Melting (LBM), bietet großes Potenzial für eine wirtschaftlich flexible Produktion hochkomplexer Bauteile. Gleichzeitig stellt ihre Integration Unternehmen vor erhebliche Herausforderungen: Hohe Investitionen in Maschinen und Personal führen häufig dazu, dass Fertigungsaufträge an spezialisierte Dienstleister ausgelagert werden. Diese Dienstleister stehen nun vor der Herausforderung, trotz einer Vielzahl unterschiedlicher Fertigungsaufträge eine effiziente Auftragsabwicklung zu gestalten. Durch die komplexen Zusammenhänge in der Auftragsabwicklung liegt die durchschnittliche Maschinenauslastung derzeit jedoch bei unter 60 Prozent. Die Folge sind hohe Bauteilkosten, welche wiederum die breite industrielle Anwendung hemmen. Um die Auftragsabwicklung von LBM-Dienstleistern effizienter zu gestalten, wurde das Forschungsprojekt „Intelligente Produktionsplanung und -steuerung für das Laser-Beam-Melting“ (IPPSLaBeM) gestartet. Im Rahmen dessen wurde ein angepasster Auftragsabwicklungsprozess auf Basis des Aachener PPS-Modells entwickelt. Er zielt darauf ab, die Auftragsabwicklung entlang etablierter Best Practices systematisch zu strukturieren und dadurch Effizienz, Transparenz und Wirtschaftlichkeit zu steigern. Eine Orientierung am Referenzprozess ermöglicht nicht nur eine Senkung der Kosten durch verbesserte Prozessqualität, sondern eröffnet auch neue Chancen für die Digitalisierung und Prozessautomatisierung. Zur Integration der theoretischen Ansätze in den betrieblichen Ablauf wurde der vorliegende Leitfaden entwickelt. Er befähigt LBM-Dienstleister, ihre bestehenden Auftragsabwicklungsprozesse gezielt anhand des Referenzmodells anzupassen. Durch praxisnahe Handlungsempfehlungen unterstützt der Leitfaden KMU dabei, ihre ge-wachsenen Strukturen zu hinterfragen, zu transformieren und eine Grundlage für die digitale Transformation zu schaffen. Das Vorgehensmodell ist in drei Phasen unterteilt, die Unternehmen Schritt für Schritt bei der Anpassung ihrer Auftragsabwicklung an das Referenzprozessmodell unterstützen. Dabei beginnt das Vorgehensmodell mit der systematischen Überprüfung der Voraussetzungen und Rahmenbedingungen für die Anwendung des Vorgehensmodells. Sind diese sichergestellt, folgt eine Phase mehrschrittiger Handlungsanweisungen, die KMU befähigen, einen Teilbereich der eigenen Auftragsabwicklung zu modellieren sowie zu analysieren, Strategien zur Prozessangleichung aufzustellen und letztlich die Veränderungen im Unternehmen zu verankern. Die finale Phase dient der Reflexion der Vorgehensweise und der Entscheidung über das weitere Verfahren. Dadurch entsteht ein iteratives Vorgehen, welches zur kompletten Angleichung der Auftragsabwicklung führt.
Der digitale Produktpass – nur Regulatorik oder eine neue Chance für die IT-Systemlandschaft? (2025)
Perau, Martin ; Gaillard, Antoine
Vortrag im Rahmen des BITKOM-Arbeitskreises ERP zum Thema "Der digitale Produktpass – nur Regulatorik oder eine neue Chance für die IT-Systemlandschaft?". Vorstellung der bestehenden Regulatorik, entsprechende Anforderungen an die Umsetzung. Aufzeigen der Integrationsmöglichkeiten des DPP in die IT-Systemlandschaft.
Impulsvortrag „Industrielle Kreislaufwirtschaft zum Anfassen“ (2024)
Gaillard, Antoine ; Perau, Martin
Im Vortrag wurde ein Impuls zur Kreislaufwirtschaft und zur möglichen Unterstützung durch Digitalisierung gegeben.
Kreislaufwirtschaft realisieren! (2024)
Gaillard, Antoine ; Perau, Martin ; Spindler, Daniel ; Schuldt, Florian
Der Vortrag gibt ein Status-Update zu aktuellen Ergebnissen im Forschungsprojekt DiCES. Dazu wird berichtet, welche Wertschöpfungsmodelle für die Kreislaufwirtschaft relevant sind.
Value Systems for the Parallel Implementation of Value-Retention Circular Strategies in the White Goods Industry (2024)
Perau, Martin ; Gaillard, Antoine ; Spindler, Daniel ; Schuldt, Florian ; Özkan, Can ; Schröer, Tobias ; Boos, Wolfgang
Transitioning to a circular economy fundamentally changes the traditional, linear economic model. Establishing circular strategies requires adapting and expanding the roles within the value system to realize the decoupling of economic growth and resource consumption. In particular, a combination of several value-retention strategies implemented in parallel can increase the ecological and economic potential of circular economy. However, there is a lack of description of this type of value system in relation to the new required activities, and the resulting material and information flows within the value system. For this reason, literature research and exploratory analyses through expert workshops were used to identify variants for implementing the value system. The results include the definition of five possible variants of a value system for the parallel implementation of value-retention circular strategies in the white goods industry. The five possible variants are necessary to enable sustainable collaboration strategies between different stakeholders from which all of the stakeholders can benefit. The new activities for enabling the various value-retention strategies, e.g., product evaluation or disassembly, are distributed differently across the stakeholders of the value systems per variant. This leads to distinct material and information flows per variant.
Kaskadiertes Entscheidungsmodell für die werterhaltende Kreislaufwirtschaft (2024)
Perau, Martin ; Gaillard, Antoine ; Caspari, Phil ; Kaven, Lea ; Spindeldreier, Svenja ; Schröer, Tobias ; Schmitt, Robert H. ; Boos, Wolfgang
Die notwendige Transformation der Linear- zur Kreislaufwirtschaft ermöglicht die Entkopplung des Wirtschaftswachstums und Ressourcenverbrauchs. Das ökonomische und ökologische Potenzial der Kreislaufwirtschaft wird durch die zeitgleiche Umsetzung mehrere, simultaner Kreislaufstrategien gesteigert. Diese Umsetzungsform bedingt allerdings vielfältige und komplexe Entscheidungen für die operative Abwicklung. Das entwickelte kaskadierte Entscheidungsmodell differenziert diese Entscheidungen innerhalb verschiedener Ebenen des Wertschöpfungssystems.
Optimierung der Produktionsplanung und -steuerung für metallische additive Fertigung (2024)
Gaillard, Antoine ; Rößler, Sebastian ; Helmholz, Johannes ; Junglas, Sebastian ; Boos, Wolfgang
Die hohen Investitionskosten im Maschinenpark bei metallischer additiver Fertigung (mAM) führen zur Vergabe von Fertigungsaufträgen an Auftragsfertiger. Dadurch ist die Bündelung mehrerer Kundenaufträge in einem Fertigungsauftrag bei den langen Produktionszeiten bei mAM besonders vorteilhaft. Es fehlt jedoch ein Auftragsabwicklungsmodell, das die Besonderheiten der mAM berücksichtigt. In diesem Beitrag werden die Anforderungen der mAM an die Auftragsabwicklung anhand des Aachener PPS-Referenzmodells untersucht und Prozessänderungen vorgestellt.
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