Entwicklung einer Methode zur Modellierung von Industrie 4.0 Anwendungen, sowie zur Identifikation von Potentialen bei der Datennutzung in der Montage

Abstract

Die vermehrte Integration des Kunden in den Produktionsprozess, in Form von Produktdesign-Homepages und vielen mehr, lässt die Variantenanzahl und Produktindividualisierung stetig ansteigen. Dadurch werden sowohl Produktentwicklung als auch Produktion komplexer. Die Montage, als Fertigstellungsort der Endprodukte, ist dabei besonders stark von der Produktindividualisierung betroffen. Ziel ist es betroffene Montagesysteme so zu gestalten, dass sie die Fähigkeit zur autonomen produktspezifischen Adaption besitzen. Dadurch wird die Herstellung individueller Produkte erleichtert. Ermöglicht wird dies durch die Industrie 4.0 und ihre neuen Informations- und Kommunikationstechnologien. Momentan wird die Industrie 4.0 und ihre neuen Technologien, von der anwendenden Industrie mit kritischem Auge betrachtet. Die Gründe dafür sind sehr unterschiedlich. Hervorzuheben sind erstens die Unbekanntheit der Funktionsweise dieser Technologien sowie die Unwissenheit über den korrekten Einsatz besagter und zweitens ist dem Großteil der Unternehmen der tatsächliche Nutzen dieser neuen Technologien unbekannt. Allgemein lässt sich die Stärke der Industrie 4.0 durch die verbesserte Nutzung der uns umgebenden Daten zusammenfassen. Daraus ergeben sich in der Montage eine Vielzahl von Verbesserungspotentialen. Aktuell existiert jedoch keine standardisierte Methode zur Identifikation von neuen Potentialen bzw. zur Modellierung des Umgangs mit den Daten. Hier setzt diese Arbeit auf. Es wird eine Methode entwickelt, welche eine Identifikation von Potentialen im Umgang mit Daten in der Montage ermöglicht. Weiters soll mit dieser Methode eine einfache Modellierung spezifischer Anwendungen ermöglicht werden. Kern dieser Methode ist ein Referenzmodell welches die grundlegende Funktionsweise von Industrie 4.0, also den Umgang mit Daten in der Montage darstellt. Das Referenzmodell stellt dabei den Zusammenhang bestehender Montagesysteme, in Form von eingesetzten Betriebsmitteln und Funktionen des Montierens, mit neuen Technologien der Industrie 4.0 her. Aufbauend auf diesem Modell wird in Anlehnung an bewährte Methoden des -Toyota Production Systems- (TPS), der zweite Teil der Methode entwickelt. Das TPS wurde dabei als Vorbild gewählt, weil dessen Methoden leicht verständlich und gleichzeitig leicht umsetzbar sind. Konkret werden Fragetechniken wie die 5W- (5-mal fragen nach dem Warum) und die 6W- (Was, Wie, Warum, Wer, Wo, Wann) als Vorbild herangezogen um daraus die 4D Methode und zugehörigen Frageleitfaden zu entwickeln. Abschließend wird beides durch Nachbildung einer existierenden Anwendung erprobt. Zur Validierung der Methode, ist im nächsten Schritt ein praktischer Einsatz sehr wichtig.

Due to the increase of using product design-homepages and apps, the integration of customers in the production process is rising. Due to this, the variance and individualization of the products is continuously growing. Because of this, both the product development and the production are getting more complicated. The individualization of the products is especially effecting the Assembly, the place where the final products are completed. The target is that effected Assembly systems are able to adapt their selves autonomously on product specific requirements. This will simplify the manufacturing of individual products. This will be enabled by new information- and communication-technologies of the Industry 4.0. Currently, the using industry is viewing the new technologies of Industry 4.0 with a critical attitude. The reasons for that behavior are very different. It is possible to highlight that most companies don-t know the functionality of these technologies and therefore they also don-t know how to use them correctly. The second highlighted reason is that the major part of companies does not know the benefit of Industry 4.0 and its new technologies. The general strength of industry 4.0 is the stronger utilization of surrounding data. This fact delivers a lot of potential improvements for the Assembly. Currently there is existing not one standardized method to identify those potentials, or to model the needed data handling. This is what this paper aims at. A method will be developed, which allows the identification of potentials in data handling in the assembly. This method also enables an easy modelling of specific applications so the functionality can be shown. In the center of this method, there is a reference model, which pictures the basic functionality of Industry 4.0, so basically the data handling in the assembly. The reference model connects existing assembly systems, in form of resources and assembly functions, with new Industry 4.0 technologies. Based on this model and Inspired by proven methods of the Toyota Production System (TPS), the second part of the method will be developed. The reason for choosing TPS as role model is that those methods are easy to understand and also easy to apply. In detail the 5W (asking 5 times why) and the 6W question technique are serving as role models, so the 4D method will be developed. For this, some relevant questions will be provided which can be seen as a guide line through the potential identification and data handling modelling process. In the end, an existing application will be replicated. During that replication, both the reference model and the 4D method, will be tested. For validating this method, in the next step a practical deployment is very important.