Kooperationen mit Start-ups

Aufgrund vielfältiger Entwicklungen in ihrem Umfeld müssen sich etablierte Unternehmen externen Wissensquellen öffnen, um Innovationen hervorzubringen. Im Rahmen von Corporate Venturing suchen sie dazu häufig einen Zugang zu Start-ups. Während Corporate Venturing kein neues Phänomen darstellt, erlebt es in den letzten Jahren einen Aufschwung. Dies zeigt sich etwa daran, dass viele DAX30-Unternehmen über Venture-Einheiten verfügen, um Kooperationen mit Startups zu betreiben. Anhand der Ergebnisse einer Unternehmensbefragung mit mehr als 400 Teilnehmern aus verschiedenen Branchen werden in diesem Beitrag die Motivation der Kooperationspartner und Technologieschwerpunkte von etablierten Unternehmen thematisiert.

Wertstromkinematik – Produktionssysteme neu gedacht

Industrie 4.0 gilt als einer der Trends des letzten Jahrzehnts, stellt bisher jedoch im Wesentlichen eine digitale Innovation dar. Für eine volle Ausschöpfung des Potenzials müssen auch hardwareseitig die Produktionsmaschinen und -systeme der Zukunft grundlegend neu gedacht werden. Das Forschungsvorhaben Wertstromkinematik (kurz: WSK) setzt an dieser Stelle an. Dieses neuartige Produktionskonzept sieht die Gestaltung ganzer Produktionen anhand der Verkettung mehrerer Maschinen einer baugleichen, roboterähnlichen Kinematik vor. Die daraus resultierende Wandlungsfähigkeit ermöglicht eine volle Ausschöpfung des Potenzials von Industrie 4.0. Nachdem im ersten Teil dieses Beitrags der Schwerpunkt auf der Planung und Steuerung der roboterähnlichen Kinematiken lag, steht in dem hier vorliegenden zweiten Teil die Planung ganzer Produktionsanlagen im Fokus.

Lean-Production-Methoden und Industrie-4.0-Technologien in der Produktion

Um dem zunehmend dynamischen und kompetitiven Umfeld zu begegnen, stellen Lean Production und Industrie 4.0 zwei zentrale Ansätze produzierender Unternehmen dar. Im Rahmen der vorgestellten Studie wurden Unternehmen nach der Implementierungsdauer sowie der Relevanz einzelner Lean-Production- und Industrie-4.0-Elemente für die Wettbewerbsfähigkeit befragt. Dabei wurden typologische Unternehmens- und Produktionsmerkmale berücksichtigt, um produzierende Unternehmen bei der Implementierung von Lean Production und Industrie 4.0 zielgerichtet zu unterstützen.

Gestaltung additiv-subtraktiver Prozessketten

Für viele Anwendungen sind die Oberflächenqualität und die geometrische Genauigkeit von Teilen, die mittels Laser-Strahlschmelzen (LBM) hergestellt werden, nicht ausreichend. Um die Prozesszeiten der notwendigen spanenden Nachbearbeitung zu reduzieren, kann eine Hochgeschwindigkeitszerspanung realisiert werden. Durch eine optimale Abstimmung der additiv-subtraktiven Prozesskette soll das Potenzial der additiven Fertigung voll ausgenutzt werden.

Strategische Entwicklung von Standortrollen

Produzierende Unternehmen sind häufig in globalen Netzwerken organisiert. Zur Sicherstellung einer hohen Wettbewerbsfähigkeit muss jeder Standort im Netzwerk eine spezifische Rolle einnehmen und einen gemeinsam festgelegten Leistungsauftrag verfolgen. Diese Zuordnung erfolgt im Rahmen eines Standortrollenkonzepts. Der vorliegende Beitrag stellt ein praxiserprobtes Vorgehen zur strategischen Entwicklung von Standortrollen dar, welches individuelle Restriktionen berücksichtigt und somit Unternehmen als Orientierungspunkt für die Netzwerkgestaltung dient.

Dreiklang für eine erfolgreiche Digitalisierung

Um die Digitalisierung von Prozessen erfolgreich voranzutreiben und cyber-physische Systeme sinnvoll zu nutzen, ist der Dreiklang aus Identifikation, Lokalisation und Zustandsermittlung in Echtzeit von allen prozessbeteiligten Faktoren unabdingbar. Derzeit fehlt es an Strukturen, welche diese Kriterien ausreichend berücksichtigen. Die Notwendigkeit dafür wird im Folgenden aufgezeigt und beispielhaft anhand der Bettenlogistik eines Krankenhauses demonstriert. Dieses Vorgehen ist auf alle logistischen Prozesse der Produktion übertragbar.

Was Bauteile über den Verschleiß genutzter Stanzwerkzeuge verraten

Die Wirtschaftlichkeit industrieller Stanzprozesse hängt stark von produzierten Bauteilqualitäten und Stillstandzeiten ab. Negativ werden diese von Verschleißerscheinungen an genutzten Stanzstempeln beeinflusst, weswegen datengetriebene Überwachungssysteme sowohl in industrieller Praxis als auch akademischer Forschung entwickelt werden. Insbesondere KI-Modelle haben das Potenzial, multiple Verschleißzustände zu klassifizieren oder quantitativ zu regressieren, werden bislang jedoch ausschließlich auf Sensorsignale angewandt. In der vorliegenden Publikation wird dagegen der Ansatz gewählt, Bilder produzierter Bauteile als Eingangsgrößen für faltende, neuronale Netze zu nutzen, um die Kantenverrundung am Stanzstempel zu prädizieren. Entwickelte Modelle weisen hohe Prädiktionsgüten auf und eröffnen Möglichkeiten zur weiterführenden Beforschung bildgestützter Überwachungsansätze.