Projektbeschreibung

SOPHIE: Synchrone Produktion durch teilautonome Planung und humanzentrierte Entscheidungsunterstützung

Problemstellung

Die Produktion der Zukunft steht vor multiplen Herausforderungen, wie der zunehmenden Produktindividualisierung und den erhöhten Flexibilitätsanforderungen bei gleichzeitigem Kostendruck und geringerer Vorhersagbarkeit des wirtschaftlichen Umfeldes. Folglich erhöht sich die notwendige Anzahl kurzzyklischer Anpassungen in der Produktionsplanung und -steuerung während gleichzeitig die Komplexität dieser Prozesse z.B. in Folge der gewachsenen IT-Landschaften in Industrieunternehmen und der Verknüpfung mit externen Wertschöpfungspartnern zunimmt. Diese innere und äußere Turbulenz prägt die Aufgabenfelder der Menschen in der Fabrik: Entscheidungen müssen trotzt einer heterogenen Informationsflut mit immer kürzeren Reaktionszeiten getroffen werden. Dies führt zu dem Ansatz virtuelle Techniken zielorientiert und vor allem durchgängig zur Unterstützung von Planungs- und Steuerungsprozessen einzusetzen.

Projektziel

Das Projekt SOPHIE bietet mit der Entwicklung eines modularen Entscheidungsunterstützungssystems einen Lösungsansatz für die skizzierten Herausforderungen der Produktion. Kern des Lösungsansatzes ist die Verknüpfung der Realwelt mit der Digitalwelt in Echtzeit. Durch diese Verknüpfung sollen einerseits Entscheidungsträger mit virtuellen Techniken befähigt werden, geplante und reale Abläufe auch direkt in der Produktion abzugleichen und Eingriffe in den realen Prozessablauf durch virtuelle Simulation abzusichern. Zur Beherrschung entstehender Datenmengen und zur Entlastung der Anwender sollen andererseits autonom agierende Agentensysteme selbstständig Analysen durchführen können und Entscheidungsoptionen vorschlagen, deren Auswirkungen der Anwender wiederum durch die virtuelle Techniken verstehen und bewerten kann.
Diese Gesamtzielstellung gliedert sich in nachfolgende vier Teilziele:

  • Entwicklung und Integration einer agentenbasierten autonomen Planungsunterstützung
  • Echtzeitfähige Verknüpfung der Automatisierungsebenen mit der Digitalen Fabrik
  • Entwicklung und Erprobung von Konzepten zur Visualisierung und Benutzerinteraktion
  • Organisatorische Integration, Mitarbeiterbeteiligung und Qualifizierung

Motivation

Die Unternehmen VW Motorenwerk Chemnitz, FESTO, Grob und Vorwerk repräsentieren sowohl drei verschiedene Produktsparten als auch unterschiedliche Fertigungstypen mit großer Vorbildwirkung für die deutsche Industrie. Dennoch sehen sich alle drei Unternehmen ähnlichen Herausforderungen gegenüber, wie sie bei der Problemstellung beschrieben wurden. Mit der schrittweisen Einführung von Werkzeugen der digitalen Fabrik (z.B. Simulationen) und Informationssystemen (z.B. ERP, BDE, MES etc.) entstand bei den drei Unternehmen einerseits eine Informationsflut für die Mitarbeiter auf allen Hierarchieebenen, andererseits stellen Anwendungen der Tabellenkalkulation nicht selten manuelle Schnittstellen zwischen Systemen und Prozessen dar, die den Bedarf an flexiblen und intuitiven Lösungen unterstreichen. Hierbei ist jedoch auch zu beachten, dass oft lokale Datengräber entstanden, da riesige Datenbestände nicht zielorientiert in operative Prozesse eingebunden wurden oder da Daten in Folge manueller Erfassung nur geringe Aktualität oder Objektivität aufweisen. Vor diesem Hintergrund gewinnen durchgängige Prozesse, die automatische Datenerfassung und Auswertung sowie die Entscheidungsfähigkeit über Hierarchieebenen und ggf. Unternehmensgrenzen hinweg immer mehr an Relevanz für die Wettbewerbsfähigkeit der drei exemplarischen Unternehmen.
Um diesen Herausforderungen adäquat zu begegnen, bedarf es eines Entscheidungsunterstützungssystems, das die Heterogenität der IT-Lösungen in der Produktion akzeptiert und den Anwendern den Umgang mit der System- und Prozesslandschaft erleichtert, um dennoch eine reaktionsschnelle Produktionsplanung und -steuerung zu erzielen.
Synchrone Produktion durch teilautonome Planung und humanzentrierte Entscheidungsunterstützung