Verbundprojekt

SynProd

Synergetische Entwicklung mechatronischer Produkte in Wertschöpfungsnetzwerken

Kurzfassung:

Der effizienten Entwicklung mechatronischer Produkte kommt eine Schlüsselrolle für den Standort Deutschland zu. Durch deren Komplexität und Interdisziplinarität erfolgt die Entwicklung verteilt über mehrere Unternehmen in Wertschöpfungsnetzwerken, häufig mit starker Beteiligung von KMU. Oftmals sind aber die Anforderungen einzelner Partner nicht rechtzeitig im Netzwerk bekannt. Hierdurch können Ineffizienzen auftreten, die zu Zeitverzögerungen, Mehrkosten und Qualitätseinbußen führen. Aktuell fehlt es an methodischer Unterstützung für derartige verteilte Entwicklungsprozesse. Im Ergebnis bietet SynProd eine KMU-geeignete Methodik zur frühzeitigen Berücksichtigung aller Anforderungen des Wertschöpfungsnetzwerks. Hierin sind explizit drei Sichtweisen - Produkt, Produktion und Betriebswirtschaft - kombiniert und in eine geschlossene Gesamtmethodik überführt. Das Ergebnis ist ein KMU-gerechtes Tool zur Entscheidungsunterstützung in der Produktentwicklung.

www: http://www.synprod.de

Projektdauer: 01.03.12 - 28.02.15

Projektkoordinator:

Prof. Dr.-Ing. Thomas Vietor
Technische Universität Braunschweig
Tel.: +49 531 393-3343
E-Mail: t.vietor@tu-braunschweig.de

Ansprechpartner bei PTKA-PFT:

M.A. Martina Kühnapfel
Tel.: +49 721 608-24979
E-Mail: martina.kuehnapfel@kit.edu

 

Detaillierte Projektbeschreibung

Problemstellung
Die steigende Produktkomplexität erfordert es künftig, dass neue Entwicklungen unter aktiver Beteiligung der Zulieferfirmen interdisziplinär durchgeführt werden. Hierfür sind die derzeit etablierten Zulieferstrukturen nicht ausgelegt. Dies führt zu Zeitverzögerungen, Kostenüberschreitungen und Defiziten bei der Erfüllung von Kundenanforderungen. Die Integration von Gesamtsystemen wie Flugzeugen, Kraftfahrzeugen, aber auch bei Produkten aus dem allgemeinen Maschinenbau, wird vielfach in Großunternehmen durchgeführt. Der Mittelstand hat in der Entwicklung und Herstellung komplexer Produkte ijedoch ebenfalls eine wesentliche Rolle, da große Teile der Wertschöpfung dort stattfinden - als Zulieferer an größere Unternehmen oder als Systemintegratoren. In mittelständischen Unternehmen sind jedoch abteilungs- oder unternehmensübergreifende Prozesse oft nur in Ansätzen vorhanden.

Projektziele
Das Forschungsprojekt hat diese notwendige Interdisziplinarität in der Zulieferkette fokussiert und neue Lösungswege für die gemeinsame Entwicklung und Produktion mechatronischer Produkte in Wertschöpfungsnetzwerken aus mehreren Unternehmen erarbeitet. Speziell die Anforderungen kleiner und mittelständischer Unternehmen (KMU) in der Zulieferkette wurden mit berücksichtigt. Die Ergebnisse wurden am industriellen Anwendungsbeispiel eines komplexen Industrieschaltgerätes für die Steuerung von Anlagen und Fahrzeugen entwickelt. Wesentlicher Teil des dabei abgebildeten Wissens sind strukturelle Zusammenhänge des Produktes und Liefer- sowie Ablaufstrukturen im Wertschöpfungsnetz. Die Realisierung des wissensbasierten Ansatzes erfolgt durch ein webbasiertes Software-Tool.

Vorgehensweise
Schritt für Schritt wurden aus Sicht der Produktentwicklung, der Produktionstechnik und der Betriebswirtschaft Unternehmenssituation, Technikeinsatz, Produktdatenmanagement sowie bereits identifizierte Verbesserungsbedarfe der Firmen aufgenommen. Darauf wurden die erforderlichen Methodenkombinationen zur besseren Zusammenführung von Konstruktionstechniken, Produktwissen und der Beziehungen und Kommunikationsschnittstellen zwischen den Partnern der Wertschöpfungskette aufgebaut.
Ergebnisse
Nach erfolgreicher Implementierung und Anwendung wurden die Lösungen von einem Systemhaus in ein Softwarewerkzeug umgesetzt. Damit steht eine softwarebasierte Methodik für die effizientere Gestaltung der unternehmens-übergreifenden Produktentwicklung zur Verfügung, die sich "per Knopfdruck" an unterschiedliche Anforderungen der Unternehmen anpassen und ausbauen lässt. Insbesondere aus der Sichtweise des Original Equipment Manufacturer im Wertschöpfungsnetzwerk wurden Potentiale zur noch effizienteren Gestaltung des SynProd-Tools umgesetzt: Durch eine Modularisierung der Produkte, die einerseits den Austausch von Teilen durch ein Baukastensystem und andererseits die bessere Einbindung von Unternehmen in ein Wertschöpfungsnetzwerk ermöglicht. Das SynProd-Tool kann hier bereits in den frühen Phasen des Entwicklungsprozesses ansetzen und die Schaffung einer zweckmäßigen Produktstruktur auf Basis der Kundenanforderungen unterstützen. Zudem wird durch ein Anforderungsmanagement die vollständige Erfassung der Anforderungen möglich. Ein parallel dazu entwickeltes Regelwerk unterstützt die Auswahl der Produktkomponenten.

Anwendungspotentiale
Die im Projekts SynProd identifizierten Informationsstrukturen innerhalb von Wertschöpfungsnetzwerken sind charakteristisch für die Zusammenarbei
t von KMU in Deutschland. Weiterführende Forschungsarbeiten müssen nun auf die automatisierte Informationsbereitstellung innerhalb des gesamten Produktentstehungsprozesses abzielen. Ein zielgerichteter Einsatz von Industrie 4.0 Lösungen und der spezifischen Eigenschaften verfügbarer CPPS-Technologien würde in diesem Zusammenhang herausragende Möglichkeiten der Informationsvernetzung von Produktentwicklung, Produktions- und Planungssystemen bieten, um kritische Entscheidungen abzusichern und Ressourcen flexibel einzusetzen.

Publikationen

Synergetische Produktentwicklung - Unternehmensübergreifend erfolgreich zusammenarbeiten - Ergebnisse des Verbundprojekts SynProd

Autor: Vietor, T.; Herrmann, C.; Spengler, T. (Hrsg.)

Verlag: Shaker Verlag GmbH, Aachen

Erscheinungsjahr: 2015, März

ISBN: 978-3844034370

Beschreibung: Erfolgreich Netzwerke gestalten! Vorgestellt werden neueste innovative Lösungen für die kundenorientierte Kooperation in Wertschöpfungsnetzwerken aus dem Verbundforschungsprojekt SynProd. Höchste Produktqualität, Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit bei der Erfüllung individueller Kundenwünsche sind entscheidende Erfolgsfaktoren, um im globalen Wettbewerb zu bestehen. Die Komplexität der Produktentwicklungsaufgabe nimmt jedoch immer weiter zu. Bei Lösungen "Made in Germany" für mechatronische Produkte werden unterschiedliche Disziplinen integriert, indem Komponenten aus den Domänen Maschinenbau und Elektrotechnik sowie Funktionen aus der Informationstechnik verknüpft werden. Um diesen gestiegenen Herausforderungen zu begegnen, rückt für Unternehmen eine interdisziplinäre Zusammenarbeit mit spezialisierten Firmen immer mehr in den Fokus. Mit den Ergebnissen aus SynProd können die Synergiepotenziale dieser Zusammenarbeit voll ausgeschöpft werden. Es wurde ein prototypisches Software-Werkzeug geschaffen, welches Methoden aus der Produktentwicklung, der Produktionstechnik und der Betriebswirtschaft miteinander kombiniert, um Informationen unterschiedlicher Abteilungen und Unternehmen zu verknüpfen. Dadurch verfügen Entscheider bereits früh im Produktentwicklungsprozess beispielsweise über belastbare Informationen bezüglich der Fertigungsprozesse der Zulieferer. Insgesamt lassen sich somit die Prozesse straffen und kostspielige Iterationen vermeiden.

Ansprechpartner