Übersicht abgeschlossener Forschungsprojekte

Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, ein speziell für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) im Anwendungsfeld von Umschlagterminals zugeschnittenes IT-Referenzmodell zu entwickeln. Dieses soll die Terminals darin unterstützen, eigenständig eine systematische Weiterentwicklung ihrer IT- und Prozesslandschaft durchzuführen.

Umschlagterminals sind gekennzeichnet durch vielfältige Kundenbeziehungen, Dienstleistungen und organisatorischen Schnittstellen. Für diese Herausforderungen setzen große Terminals umfangreiche und teure Terminal-Operating-Systeme (TOS) ein. Diese Systeme kommen aufgrund des sehr großen Funktionsumfanges, des hohen Anpassungsaufwandes an betriebliche Begebenheiten und der damit verbundenen hohen Kosten für Anschaffung, Anpassung, Wartung und Weiterentwicklung für KMU-Terminals oftmals nicht in Frage. In KMU-Umschlagterminals werden daher diverse unterschiedliche kleine, teilweise selbst erstellte IT-Lösungen eingesetzt und auch noch häufig Prozesse ohne passende IT-Unterstützung, z. B. durch Inkaufnahme vieler ineffizienter und fehleranfälliger Medienbrüche, durchgeführt. Um diese von IT-Insellösungen, Redundanzen und rein papiergestützten Abwicklungsabläufen geprägten IT- und Geschäftsprozess-Landschaften im Sinne einer zukunftsweisenden Digitalisierung weiterzuentwickeln und damit eine Agilität hinsichtlich sich ändernder Rahmenbedingungen und Anforderungen an digitale Schnittstellen zu Partnern in der maritimen Transportkette aufzubauen, fehlt es den KMU-Umschlagterminals zumeist an Kapital und Personal.

Mit diesem Forschungsvorhaben soll für diese Situation Abhilfe mit einem „Hilfe zur Selbsthilfe“ – Ansatz geschaffen werden. Das angestrebte IT-Referenzprozessmodell mit den Vorgehensmodellen, Werkzeugen und Handlungsempfehlungen bildet dafür die Basis. Ein derartiges, auf die Spezifika der KMU-Terminals ausgerichtetes Referenzmodell ist bisher nicht vorhanden und stellt eine Innovation dar. In der in sieben Arbeitspaketen gegliederten und mit zwei Jahren Laufzeit geplanten Projektbearbeitung ist eine intensive Rückkopplung mit den diversen beteiligten Unternehmen vorgesehen. Damit wird sichergestellt, dass die entwickelten Hilfen praktisch anwendbar und von Nutzen für die KMU-Umschlagterminals sind.

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Schlussbericht_20720_N.pdf

Projekt: 19265

 Zur Erleichterung und Beschleunigung des Transports von Gütern und Produkten ist der Einsatz von Elektrohängebahnen (EHB) in der Industrie bereits verbreitet. Diese sind i. d. R. schienengebunden und beinhalten einzeln angetriebene Fahrzeuge, wobei das zugehörige Schienensystem an den gewünschten Förderverlauf sowie die benötigte Förderleistung angepasst ist. Änderungen des Schienenverlaufs sind nur mit aufwendigen Maßnahmen möglich. Abhilfe schafft ein hochflexibles „ultraleichtes Elektrohängebahnsystem“ (uEHB-System), in dem sich eine akkubetriebene Transporteinheit auf Seilen anstatt auf Schienen bewegt. Das System soll dabei für Lasten bis 20 kg geeignet sein. Die Transporteinheit übernimmt komplett die Aufgabe der logistischen und mechanischen Steuerung, wodurch im System enthaltene Verzweigungsmöglichkeiten (Weichen, Kreuzungen usw.) lediglich passiv wirken und von der Transporteinheit verstellt werden. Änderungen im System gehen dadurch mit erheblich weniger Aufwand einher, wodurch das Konzept eine enorme Flexibilität und Anpassungsfähigkeit verspricht. Das Forschungsvorhaben zielt auf die Entwicklung und Untersuchung des Konzepts in Bezug auf Flexibilität, Anpassungsfähigkeit, Wirtschaftlichkeit und Sicherheit ab. Zur Erreichung des Ziels soll mit anerkannten Systemen der Produktentwicklung gearbeitet werden, die die Schritte Situationsanalyse, Problemanalyse, Konzeptentwicklung und Lösungsfindung sowie die Realisierung und Evaluation des Konzeptes beinhalten. Am Ende des Projektes existiert ein evaluierter Demonstrator. Dabei soll das System eine höhere Flexibilität als herkömmliche Modelle, einen niedrigeren Aufwand bei Systemänderungen, ein vollständig autark agierendes Transportsystem sowie einen wirtschaftlichen Vorteil in Bezug auf Anschaffung, Betrieb und Wartung aufweisen. Der Nutzen für KMU ist vielfältig. So dient es hauptsächlich der beschleunigten Beförderung leichter Komponenten, kann aber auch modifizierte Funktionen übernehmen, wie Überwachungsaufgaben durch die Ausstattung mit einer Kamera. Die vergleichsweise niedrigen Anschaffungs- und Installationskosten sind dabei vor allem für KMU sehr attraktiv. Auch eine zeitlich vorübergehende Installation des Systems birgt einen Kostenvorteil.

Schlussbericht:

Sachbericht_uEHB_korrigiert.pdf

Ziel ist die Erarbeitung eines Vorgehens mit dem KMU zum einen echtzeitdatenbasierte Kennzahlen (KeZa) auswählen und ihren Nutzen, insbesondere den Zeitvorteil bei Verwendung echtzeitdatenbasierter KeZa, bewerten können und zum anderen die Integration in Form eines mobile Shopfloor-Reporting vornehmen können.
Ausgehend von der Identifikation echtzeitdatenbasierter KeZa auf dem Shopfloor in AP1 wird ihr Einsatz in AP 2 bewertet. Im Fokus von AP 3 steht die Entwicklung von Möglichkeiten zur Integration in das bestehende Reporting. Nach der Erarbeitung von Möglichkeiten für das echtzeitdatenbasierte mobile Shopfloor-Reporting, erfolgt in AP 4 die Validierung des Vorgehens in einer Modellfabrik, bevor anschließend in AP 5 mit Hilfe der validierten Ergebnisse ein softwarebasierter Reporting-Werkzeugkasten für die KMU entwickelt wird. Die Forschungsergebnisse werden im Rahmen von AP 6 dokumentiert.
Zentrales Projektergebnis ist der softwarebasierte Reporting-Werkzeugkasten. Mit diesem wird es KMU möglich:
1) Die Eignung von echtzeitdatenbasierten KeZa auf dem Shopfloor zu beurteilen und Möglichkeiten für deren Einsatz in Echtzeit auf dem Shopfloor zu entwickeln
2) Den Nutzen echtzeitdatenbasierter Kennzahlen zu bewerten
3) Ein echtzeitdatenbasiertes mobile Shopfloor-Reporting umzusetzen.
Der Nutzen für KMU besteht darin, dass sie aufgrund der Ergebnisse wissen, wie sie die zur Verfügung stehenden echtzeitdatenbasierten KeZa gezielt zur Ausschöpfung von Produktivitätspotenzialen und damit zu Verbesserung der Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Efficiency, OEE) nutzen können. Denn es können Probleme und Störfälle auf dem Shopfloor schneller erkannt werden. Dadurch kann schneller auf die Probleme und Stör-fälle reagiert werden, was Ausschuss, Nacharbeit oder Störzeiten reduziert. Es führt demnach zu Produktivitäts- und Umsatzsteigerungen sowie Kostensenkungen.

Schlussbericht:

Abschlussbericht_ShopfloorPulse_19372_N.pdf

Ziel des Forschungsprojekts ist die Entwicklung eines fallbasierten Expertensystems, welches auf Betriebsstörungen in frei navigierenden Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) automatisch reagiert. Hierzu untersucht das Expertensystem die vorliegende Störung auf Ähnlichkeiten mit Störungsszenarien in seiner Datenbasis. Eine vielversprechende Methode aus dem Bereich der wissensbasierten Ansätze ist das Case-Based Reasoning, welche im Rahmen dieses Forschungsvorhabens Anwendung finden soll.

Das zu entwickelnde System unterstützt Unternehmen in Ihrem Bestreben, die Effizienz von eingesetzten FTS zu erhöhen. Dieses kann durch Verringerung der Ausfallzeiten der Systeme bewirkt werden, indem das bis dato manuelle Störungsmanagement – aktuell von Experten durchgeführt – automatisiert wird. Hierin besteht unter anderem auch der innovative Ansatz, da aktuell kein System existiert, das aus bekannten Störungen automatisch Maßnahmen zur Störungsbehebung generiert. Auch eine Bewertung der Handlungsdringlichkeit von Störereignissen und deren Wechselwirkungen im Gesamtsystem fehlt heutigen Lösungen, welche durch das Expertensystem möglich wäre. Kosten, welche durch die Konsultation von Experten entstehen, sollten mit Einsatz des Systems ebenfalls merklich gesenkt werden.

Schlussbericht:

Schlussbericht_FTS-Expert.pdf

Gegenwärtig ist eine quantitative, mehrdimensionale ad-hoc-Fabrikbewertung nicht möglich. Dies liegt an der Durchführung des Bewertungsprozess, welcher zurzeit überwiegend qualitativ in einer Diskussion durchgeführt wird. Eine quantitative Bewertung an Hand umfangreicher Materialflusssimulationen ist für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) häufig zu teuer. Außerdem sind Materialflusssimulationen eindimensional auf den Warenfluss ausgerichtet und vernachlässigen weitere Zielfelder der Fabrikplanung. Des Weiteren sind sie sehr zeitintensiv.

Daher soll im Projekt "QuaMFaB" ein Softwaredemonstrator entwickelt werden, der eine quantitative ad-hoc-Bewertung unterschiedlicher Zielfelder der Fabrikplanung ermöglicht. Dazu werden zusammen mit den Praxispartnern geeignete Zielfelder identifiziert, für die anschließend mathematische Berechnungsvorschriften entwickelt werden. Abschließend werden die erzielten Ergebnisse in einen Softwaredemonstrator implementiert und zusammen mit einem mittelständischen Praxispartner validiert.

Die Forschungsergebnisse werden KMU bei der Entwicklung und Auswahl von Layoutvarianten im Rahmen der Fabrikplanung unterstützten, denn die quantitative, mehrdimensionale ad-hoc-Fabrikbewertung führt zu einer besseren Vergleichbarkeit von Layoutvarianten und zu einer belastbareren Entscheidungsfindung.

Schlusbericht

Abschlussbericht_QuamFaB_IPH.pdf

Projekt 17806:

Die angespannte Situation an den Laderampen ist durch den Sonderbericht des Bundesamtes für Güterverkehr (BAG) ausführlich dokumentiert worden (BAG, 2011). Zahlreiche Artikel zeigen die Probleme der frachtführenden Logistikdienstleister und standortbetreibenden Verlader an dieser Schnittstelle ausführlich (Lauenroth, 2012;
Semmann, 2012). Gleichzeitig gewinnt der Mega-Trend Nachhaltigkeit, auch in der Logistik, an erheblicher Bedeutung (Fawcett u. a., 2011: S. 115–121). Insbesondere der hohe öffentliche Druck durch die Medien, eine gestiegene Wertschätzung der Verbraucher und regulatorische Eingriffe haben dafür gesorgt, dass die Thematik mittlerweile auf der Agenda jedes Unternehmens steht (Connelly u. a., 2010; Garvare, Johansson, 2010; Sowinski, 2007; Srivastava, 2007; Wolf, 2011).

Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde der Handlungsbedarf zur Verbesserung der aktuellen Situation aufgegriffen. Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung eines Rampenmanagementkonzeptes, welches Nachhaltigkeitsaspekte berücksichtigt. Bei der Erhebung mit Partnern aus der Praxis wurden drei hauptsächliche Probleme identifiziert: Verfügbarkeit von Informationen, Effiziente Prozesse und Fragestellungen bei der Handhabung von sozialer Nachhaltigkeit. Außerdem wurden die vom Prozess betroffenen Anspruchsgruppen identifiziert. Abgeleitet wurden ferner Kenngrößen, welche die Messung von angewendeten Lösungsmaßnahmen erlauben. Die Anwender des abgeleiteten Konzeptes können so die Erreichung der Anforderungen eines erfolgreichen und nachhaltigen Rampenmanagements überwachen. Elf hauptsächliche Ziele eines solchen Vorgehens wurden dafür hergeleitet und in Form eines Praxis-Leitfadens veröffentlicht. Dieser bietet eine praktische Anleitung zur Optimierung des Rampenmanagements und erlaubt zusammen mit der entstanden Best-Practice-Datenbank eine einfache Umsetzung von Lösungsmaßnahmen

zum Schlussbericht des Projektes:

Abschlussbericht_17806 BVL.pdf

Ziel des vorliegenden Forschungsprojekts war es, eine Methodik zur Bewertung von Komplexitätskosten in Logistiksystemen zu entwickeln. Dazu wird in diesem Kapitel die Ausgangssituation ausführlich darstellt, auf Basis derer im Anschluss die Zielsetzung sowie die angestrebten Forschungsergebnisse abgeleitet wurden.

Projekt: 17726

zum Schlussbericht des Projektes:

17726N_BeKoLog_Schlussbericht.pdf

Ziel des Forschungsvorhabens „KoVoS – Kombinierter Verkehr oder Straßentransport“ ist es, einen wissenschaftlich fundierten und praxistauglichen, webbasierten Leitfaden zu entwickeln, welcher ein KMU-Speditions- und Transportunternehmen bei der Entscheidung über die Erweiterung des bestehenden Produktionskonzeptes – Straßengüterverkehr – um den Kombinierten Straßen-/Schienengüterverkehr (KV) unterstützt. Vor allem mittelständische
Spediteure und Transportunternehmen werden so für das Thema KV sensibilisiert und gleichzeitig mit umsetzungsnahen Handlungsempfehlungen unterstützt, damit auf bedeutende Umweltveränderungen reagiert und die künftige Wettbewerbsfähigkeit im Speditions- und Transportgewerbe gesichert werden kann. Auf der Internetseite www.kovos.de der Technische Universität Darmstadt können Speditionen, Transportunternehmen und Verlader online testen, ob
der KV für Transporte eingesetzt werden kann. Dabei wird die Bereitschaft getestet, KV im Unternehmen zu implementieren. Zusätzlich wird die Machbarkeit erhoben, das bestehende Geschäftsmodell weitgehend ohne Anpassungen um den KV zu erweitern. Die individuellen Ergebnisse werden direkt ausgewertet und können mit dem Branchendurchschnitt verglichen werden. Der „KoVoS-Navigator“ wird zusammen mit Branchenexperten entwickelt und orientiert sich am realen Entscheidungsprozess der Verkehrsträgerwahl KV oder Straßengütertransport

Schlussbericht

Schlussbericht KoVoS.pdf

Der kundenindividuelle Anlagenbau (z. B. im Bereich Energie-, Kraftwerk- und Umwelttechnik) ist durch ein klassisches Projektgeschäft geprägt und erfordert ein individuelles Projektmanagement in Abhängigkeit von dem zu liefernden Produkt und den jeweiligen kunden- und projektindividuellen Rahmenbedingungen. So steht das Projektmanagement
hier vor der Herausforderung, dass Anlagen in Form einer Baustellenfertigung als Unikate realisiert werden müssen, wobei die einzelnen Module häufig an unterschiedlichen Standorten gefertigt und dann unter Beachtung systemtechnischer, konstruktiver, lokaler, logistischer, energetischer, wetterbedingter, zeitlicher und finanzieller Randbedingungen beim Kunden montiert werden müssen. Zudem werden Projekterfahrungen selten über Projekte hinaus weitergereicht, d. h. es erfolgt nur bedingt eine Zusammenführung des Erfahrungswissens, das während der Projektrealisierung anwächst. Zur Risikovermeidung im Projektverlauf und zur Erreichung einer termingerechten Inbetriebnahme sind daher in Erweiterung zu den heutigen Projektmanagementwerkzeugen ergänzende Methoden zur Abschätzung von Projektunsicherheiten und zur Bewertung von Projektplänen, aber auch zur nachhaltige Nutzung von Projektwissen notwendig.

Zur Verbesserung des logistikintegrierten Projektmanagements im kundenindividuellen Anlagenbau wurde daher eine Methodik zur projekt- und produktspezifischen Unterstützung des Projektmanagements entwickelt und anhand eines Demonstrators umgesetzt.

Statt den Unsicherheiten im Projektverlauf mit zusätzlichen Pufferzeiten zu begegnen, bewertet jetzt eine mit Optimierungs-, Analyse- und Visualisierungsverfahren kombinierte Ablaufsimulation zufällige Einflüsse in den Plänen. Hierdurch wird eine Verbesserung des Risikomanagements in den Projekten erreicht, indem bestehende Unsicherheiten in den Planungsprozessen simuliert und reduziert werden. Um einen transparenten Projektmanagementprozess
zu erhalten und auch Erfahrungswissen aus vorangegangenen Projekten einzubinden, lassen sich Referenzprojektpläne unter Berücksichtigung von Restriktionen nutzen, die durch das zu erstellende Produkt, die zu verwendenden Technologien, die zugrundeliegenden Prozesse oder die notwendigen logistischen Ressourcen bedingt sind.

Schlussbericht

Schlussbericht_simject_V 1 4.pdf

Projekt: 17696

In der Produktion treten vielfältige Störgrößen auf, die die logistische Leistungsfähigkeit mindern. Kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) mangelt es oft an den notwendigen Ressourcen und Methoden, um mit diesen vielfältigen Problemstellungen systematisch umzugehen

Ziel des IGF-Vorhabens 17696 N war es, unter dem Titel „StöGröM - Nachhaltiges Störgrößenmanagement in produzierenden KMU“ eine softwarebasierte Systematik zu entwickeln, die KMU ein methodisches Vorgehen zur nachhaltigen Implementierung eines präventiv und reaktiv wirksamen Störgrößenmanagements ermöglicht.

Die entwickelte Systematik beinhaltet eine Störgrößendatenbank, einen Maßnahmenkatalog, notwendige Kompetenzprofile, eine Risikobewertung und ein Kausaldiagramm. Die Störgrößendatenbank enthält 292 Störgrößen, welche anhand der Merkmale „Objekt der Störgröße“, „Art der Störgröße“ und „Ort/Bereich“ kategorisiert sind. Der Maßnahmenkatalog umfasst 130 Maßnahmen. Diese sind mit den Störgrößenmerkmalen verknüpft. Ebenso wurde ein Kompetenzkatalog erarbeitet, welcher 17 Kompetenzen beinhaltet. Für jede Maßnahme wurde ein Soll-Kompetenzprofil erarbeitet. Des Weiteren ist eine Methode zur Erfassung der Ist-Mitarbeiterkompetenzen ausgewählt und an den Anwendungsfall adaptiert worden. Um die unterschiedlichen Störgrößen priorisieren zu können, enthält die Systematik eine Risikobewertung. Hierzu dient eine entwickelte Störgrößenprioritätszahl (SGPZ). Die SGPZ ermöglicht es, Störgrößen basierend auf deren Risikopotenzial für die Produktion in eine Behebungsreihenfolge zu bringen. Ein Kausaldiagramm stellt die Zusammenhänge zwischen den jeweiligen Kennzahlen der Produktion und den unternehmerischen Zielgrößen dar. Anhand der SGPZ wird erstmals die Bedeutung von Störgrößen für die logistischen Ziele des Unternehmens bewertbar. Auf diese Weise kann die Wirkung einzelner Störgrößen auf die unternehmerischen Zielgrößen analysiert werden.

Die Systematik wurde in ein praxistaugliches Softwaretool überführt. Das Softwaretool ermöglicht  dem Anwender Störgrößen mit Hilfe der Störgrößendatenbank zu erfassen. Die  Störgrößen werden anschließend hinsichtlich ihrer Bedeutung für die Produktion gewichtet. Der Anwender kann dann eine Maßnahme auswählen, die ihm die Systematik vorschlägt.

Das der Maßnahme zugehörige Soll-Kompetenzprofil wird angezeigt und der Anwender kann der Maßnahme einen geeigneten Mitarbeiter zuordnen.  Die Ausgabe des Softwaretools beinhaltet die primär zu betrachtende Störgröße, eine Maßnahme (inkl. Beschreibung) zur Behebung der Störgröße, das notwendige Soll-Kompetenzprofil und einen geeigneten Mitarbeiter (inkl. dessen Ist-Kompetenzprofil) zur Umsetzung der Maßnahme.

Die Systematik befähigt somit KMU, innerhalb ihres Produktionsprozesses Störungsschwerpunkte zu identifizieren und durch die Umsetzung vorgeschlagener Maßnahmen das Auftreten und die Auswirkungen der Störgrößen zu mindern. Die besondere Stellung der Mitarbeiter im Hinblick auf einen störungsfreien Produktionsablauf wird dabei besonders berücksichtigt.

Schlussbericht

StöGröM - Schlussbericht_v1.0.pdf