Zusammenfassung
Industrie 4.0 strebt auf Grundlage der Vernetzung von cyber-physischen und autonomen Systemen in Richtung Autonomer Produktion. Die Autonome Produktion beschreibt ein mit der Umgebung vernetztes, situationsadaptives, selbstlernendes und vorausschauendes Produktionssystem. Der Mensch fungiert als Dirigent von Prozessen und übernimmt Kontrollaufgaben nur in Ausnahmefällen. Der Grad der Autonomie eines Systems hängt davon ab, in welchem Maße diese zuvor genannten Kriterien erfüllt werden. Dieser Beitrag präsentiert wissenschaftliche Modelle zur Charakterisierung der Autonomen Produktion sowie eine Methodik für das Technologiemanagement mit Bezug zur Autonomen Produktion.
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Literatur
Aghassi S, Bauhoff F, Brecher C, Fuchs S, Jeschke S, Jooß C, Kozielski S, Orilski S, Richert A, Roderburg A, Schiffer M, Schubert J, Schuh G, Stiller S, Welter F, Arnoscht J, Karmann O, Tönissen S (2011) Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer. In: Brecher C (Hrsg) Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer. VDI-Buch. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-20693-1_2
Bauer D, Maurer T, Bauernhansl T (2018) Datenbasierte Produktionsoptimierung; Entwicklungsfelder für produzierende Unternehmen. wt Werkstattstechnik 108:108–112. VDI fachmedien, Düsseldorf
Bauer D, Schumacher S, Gust A, Seidelmann J, Bauernhansl T (2019a) Characterization of autonomous production by a stage model. Procedia CIRP 81:192–197. https://doi.org/10.1016/j.procir.2019.03.034
Bauer D, Schlereth A, Bauernhansl T (2019b) Systemdynamik-Ansätze zur Optimierung der PPS; Nutzen und Anwendung in der Halbleiterindustrie. wt Werkstattstechnik 109:225–229. VDI fachmedien, Düsseldorf
Bauernhansl T (2016) Smart factory. In: Zollondz H-D (Hrsg) Lexikon Qualitätsmanagement: Handbuch des modernen Managements auf Basis des Qualitätsmanagements. de Gruyter Oldenbourg, Berlin
Bauernhansl T (2017) Mass Personalization; Der nächste Schritt. wt Werkstattstechnik 107:107 VDI fachmedien, Düsseldorf
Bauernhansl T (2018) Digitale Transformation der Wirtschaft; Quo vadis Deutschland? Fraunhofer IPA, Stuttgart
Bauernhansl T, Brecher C, Drossel W-G (2019) Biointelligenz; Eine neue Perspektive für nachhaltige industrielle Wertschöpfung: Ergebnisse der Voruntersuchung zur biologischen Transformation der industriellen Wertschöpfung (Biotrain) Präsentation. Fraunhofer IPA, Stuttgart
Bitkom (2017) Künstliche Intelligenz verstehen als Automation des Entscheidens. https://edocs.tib.eu/files/e01fn18/1018859403.pdf. Zugegriffen am 05.12.2021
Bochmann LS, Gehrke L, Gehrke N, Mertens C, Seiss O (2016) Innovative Konzepte einer sich selbstorganisierenden Innovative Konzepte einer sich selbstorganisierenden Fahrzeugmontage am Beispiel des Forschungsprojekts SMART FACE. In: Roth A (Hrsg) Einführung und Umsetzung von Industrie 4.0. Grundlagen, Vorgehensmodell und Use Cases aus der Praxis. Springer, Berlin/Heidelberg, S 173–191
Cisek R, Habicht C, Neise P (2002) Gestaltung wandlungsfähiger Produktionssysteme. ZWF 97:441–445. https://doi.org/10.3139/104.100566
Corsten H, Roth S (2012) Nachhaltigkeit. Gabler, Wiesbaden
Davies M (2011) Concept mapping, mind mapping and argument mapping: what are the differences and do they matter? High Educ 62:279–301. https://doi.org/10.1007/s10734-010-9387-6
DIN IEC 60050-351 (2014) Internationales Elektrotechnisches Wörterbuch – Teil 351 Leittechnik
Duden (2018) Autonomie. Bibliographisches Institut, Berlin
Dumitrescu R, Westermann T, Falkowski T (2018) Autonome Systeme in der Produktion. I40M 2018:17–20. https://doi.org/10.30844/I40M_18-6_17-20
Eversheim W (1992) Flexible Produktionssysteme. In: Frese E (Hrsg) Handwörterbuch der Organisation. Schäffer-Poeschel, Stuttgart
Fischer S (2008) Naturinspirierte Verfahren in der Informatik – Anregungen für die Logistik. In: BVL e. V. (Hrsg) Exzellenz in der Logistik. Springer, Berlin, S 137–144
Gausemeier J, Ebbesmeyer P, Steffen D (2005) Selbstoptimierung als Perspektive für die Gestaltung intelligenter Fertigungssysteme. ZWF 100:495–501. https://doi.org/10.3139/104.100932
Greitemann J (2016) Methodik für die systematische Identifikation von Produktionstechnologien. Disseratation, TU München
Hachtel G, Holzbaur UD (2010) Management für Ingenieure; Technisches Management für Ingenieure in Produktion und Logistik; mit 73 Tabellen. Vieweg + Teubner, Wiesbaden
Hauff V (1989) Sustainable development. Eggendorf, Balingen
Heinrich B, Linke P, Glöckler M (2017) Grundlagen Automatisierung: Sensorik, Regelung, Steuerung. Springer Fachmedien, Wiesbaden
Kagermann H, Gaus N, Euler K, Hauck J, Beyerer J, Wahlster W, Brackemann H (2017) Fachforum Autonome Systeme im Hightech-Forum; Chancen und Risiken für Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft – Abschlussbericht. https://www.acatech.de/Publikation/fachforum-autonome-systeme-chancen-und-risiken-fuer-wirtschaft-wissenschaft-und-gesellschaft-abschlussbericht/. Zugegriffen am 18.11.2019
Klocke F, Pritschow G (Hrsg) (2004) Autonome Produktion. Springer, Berlin
Koestler A (1967) The ghost in the machine. Hutchinson, London
Langer G (2011) Unternehmen und Nachhaltigkeit. In: Langer G (Hrsg) Unternehmen und Nachhaltigkeit. Analyse und Weiterentwicklung aus der Perspektive der wissensbasierten Theorie der Unternehmung, S 1–8. Gabler, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-8349-6130-3_1
Lee J (2015) Smart factory systems. Informatik-Spektrum 38:230–235. https://doi.org/10.1007/s00287-015-0891-z
Lucke D, Constantinescu C, Westkämper E (2008) Smart factory – a step towards the next generation of manufacturing. In: Mitsuishi M, Ueda K, Kimura F (Hrsg) Manufacturing systems and technologies for the new frontier. Springer, London, S 115–118
Metzig W, Schuster M (2006) Lernen zu lernen. Springer, Berlin/Heidelberg
Müller-Stewens G, Lechner C (2013) Strategisches Management; Wie strategische Initiativen zum Wandel führen. Schäffer-Poeschel, Stuttgart
Neumann E, Schumacher S, Bauer D, Lucht T, Bauernhansl T, Nyhuis P (2020) Einführung einer Autonomen Produktion. wt Werkstattstechnik 110:177–183. VDI fachmedien, Düsseldorf. https://doi.org/10.37544/1436-4980-2020-04-11
Nyhuis P, Reinhart G, Abele E (2008a) Wandlungsfähige Produktionssysteme; Heute die Industrie von morgen gestalten. Technische Informationsbibliothek u. Universitätsbibliothek. PZH Produktionstechnisches Zentrum, Hannover/Garbsen
Nyhuis P, Heins M, Pachow-Frauenhofer J, Reinhart G, von Bredow M, Krebs P, Abele E, Wörn A (2008b) Wandlungsfähige Produktionssysteme – Fit sein für die Produktion von morgen; Ergebnisse der Voruntersuchung „Wandlungsfähige Produktionssysteme“. ZWF 103:333–337. https://doi.org/10.3139/104.101285
Okino N (1992) A prototyping of bionic manufacturing system. In: Proc ICOOMS, S 297–302. Calgary. https://ci.nii.ac.jp/naid/10003129049/en/
Pfeifer T, Schmitt R (Hrsg) (2006) Autonome Produktionszellen; Komplexe Produktionsprozesse flexibel automatisieren. Springer, Berlin
Plattform Industrie 4.0 (2019) Technologieszenario „Künstliche Intelligenz in der Industrie 4.0“. https://www.plattform-i40.de/PI40/Redaktion/DE/Downloads/Publikation/ki-in-der-industrie-4-0-orientierung-anwendungsbeispiele-handlungsempfehlungen.html. Zugegriffen am 14.08.2021
Plattform Industrie 4.0 (2020) KI in der Industrie 4.0: Orientierung, Anwendungsbeispiele, Handlungsempfehlungen. https://www.plattform-i40.de/PI40/Redaktion/DE/Downloads/Publikation/ki-in-der-industrie-4-0-orientierung-anwendungsbeispiele-handlungsempfehlungen.html. Zugegriffen am 14.08.2021
Porter ME (2013) Wettbewerbsstrategie; Methoden zur Analyse von Branchen und Konkurrenten. Campus, New York/Frankfurt
SAE (2021) SAE J 3016–2021: Taxonomy and Definitions for Terms Related to Driving Automation Systems for On-Road Motor Vehicles. Society of Automotive Engineers, ANSI, Washington, DC
Schenk M, Wirth S, Müller E (2014) Fabrikplanung und Fabrikbetrieb: Methoden für die wandlungsfähige, vernetzte und ressourceneffiziente Fabrik. Springer Nature,
Schonberger RJ (1987) Frugal manufacturing. Harvard Business Review
Schuh G, Eversheim W (1996) Produktion und Management „Betriebshütte“ Teil, 2. Aufl. Springer, Berlin/Heidelberg. ISBN 978-3-642-87948-7 272
Schumacher S, Bauer D, Kurz R, Bauernhansl T (2020) Technologieradar für die Autonome Produktion; Systematische Identifikation von Technologien für das Zielbild Autonome Produktion. wt Werkstattstechnik 110:87–91. VDI fachmedien, Düsseldorf. https://doi.org/10.37544/1436-4980-2020-03-3
Siegert J, Schlegel T, Bauernhansl T (2018) Matrix fusion factory. Procedia Manuf 23:177–182. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2018.04.013
Spath D (2003) Ganzheitlich produzieren; Innovative Organisation und Führung. LOG_X, Wiesbaden
Spur G (2004) Über den Wandel der Produktionskultur. In: Klocke F, Pritschow G (Hrsg) Autonome Produktion. Springer, Berlin/Heidelberg
Styr A, Schumacher S, Bauer D, Lucke D, Bauernhansl T (2020) Description model for the assessment of autonomous production stages. Procedia CIRP 93:353–358. https://doi.org/10.1016/j.procir.2020.03.048
Ueda K, Vaario J (1996) Biological concept of self-organization in flexible automation systems. In: Okino N, Tamura H, Fuji S (Hrsg) Proceedings of APMS’96: advanced product management systems, Kyoto, S 33–38
Ulich E (2013) Arbeitssysteme als Soziotechnische Systeme – eine Erinnerung. Psychol Everyday Act 6:4–12
VDI-Richtlinie 4499 (2008) Blatt 1: 2008-02. Digitale Fabrik – Grundlagen
VDI-Richtlinie 5200. Blatt 1: 2009-01. Fabrikplanung: Planungsvorgehen – Teil 1: Grundlagen und Planung
Waltersmann L, Kiemel S, Amann Y, Sauer A (2019) Defining sector-specific guiding principles for initiating sustainability within companies. Procedia CIRP 81:1142–1147. https://doi.org/10.1016/j.procir.2019.03.282
Warnecke H-J (1992) Die Fraktale Fabrik; Revolution der Unternehmenskultur. Springer, Berlin/Heidelberg
Warnecke H-J (1995) Der Produktionsbetrieb 2; Produktion, Produktionssicherung. Springer, Berlin/Heidelberg
Wellensiek M, Schuh G, Hacker PA, Saxler J (2011) Technologiefrüherkennung. In: Schuh G, Klappert S (Hrsg) Technologiemanagement. Handbuch Produktion und Management 2. Springer, Berlin/Heidelberg, S 89–170
Westkämper E (2006) Einführung in die Organisation der Produktion. Springer, Berlin/Heidelberg/New York
Westkämper E, Löffler C (2016) Strategien der Produktion; Technologien, Konzepte und Wege in die Praxis. Springer, Berlin/Heidelberg
Westkämper E, Zahn E (2009) Wandlungsfähige Produktionsunternehmen. Springer, Berlin/Heidelberg
Westkämper E, Wiendahl H-H, Balve P (1998) Dezentrale Produktionsstrukturen-Dezentralisierung und Autonomie in der Produktion. ZWF 93:407–409. ISSN: 0947-0085
Westkämper E, Spath D, Constantinescu C, Lentes J (Hrsg) (2013) Digitale Produktion. Springer, Berlin/Heidelberg
Wiendahl H-P, Reichardt J, Nyhuis P (2014) Handbuch Fabrikplanung: Konzept, Gestaltung und Umsetzung wandlungsfähiger Produktionsstätten. Carl Hanser Verlag GmbH Co KG, München
Danksagung
Der besondere Dank der Autoren gilt Nicole Namyslo für die tatkräftige Mitarbeit am vorliegenden Beitrag. Darüber hinaus danken die Autoren Alexander Gust, Raphael Kurz, Angelika Styr und Elena Clara Neumann für ihre Vorarbeiten im Themenfeld der Autonomen Produktion.
Förderhinweis
Das Vorhaben wurde im Projekt Future Work Lab mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Programm „Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen“ (Förderkennzeichen 02L16Y100 und 02L16Y101) gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autoren.
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Schumacher, S., Bauer, D. (2021). Autonome Produktion. In: ten Hompel, M., Vogel-Heuser, B., Bauernhansl, T. (eds) Handbuch Industrie 4.0. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-45537-1_164-1
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