Forschung Wie Unternehmen gleichzeitig flexibler und produktiver werden könnten

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Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Bisher gelten Flexibilität und Produktivität als Gegenpole. Mithilfe von cyber-physischen Matrixproduktionssystemen soll dieser Spagat nun gelingen.

Gleich zwei Fraunhofer-Institute haben gemeinsam eine neue Expertise mit dem Namen „Umsetzung von cyber-physischen Matrixproduktionssystemen“ erstellt. Laut einer Mitteilung geht es dabei um die Prozess- und Fertigungsoptimierung bei Unternehmen und wie sie aktuelle und kommende Krisen am besten bewältigen können. Neue, flexible Fertigungskonzepte könnten dabei eine entscheidende Rolle spielen.

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA und das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU haben für die Expertise cyber-physische Matrixproduktionssysteme untersucht. Produktionstechniker verstehen unter einer Matrix eine schachbrettförmige Anordnung von Fertigungsmodulen. Warenlager, Fertigungsmaschine und Transportsysteme arbeiten dabei unabhängig voneinander. Mithilfe eines digitalen Zwillings können sie jedoch cyber-physisch vernetzt werden.

Halbleiter-Industrie als Vorreiter

„Cyber-physische Matrixproduktionssysteme bieten eine Antwort auf Marktveränderungen, wie sinkende Stückzahlen, steigende Variantenvielfalt und schlechte Prognostizierbarkeit von Kundenbedarfen“, sagt Thomas Bauernhansl, Mitglied des Forschungsbeirats der Plattform Industrie 4.0. „Die Matrixproduktion bietet die Chance, die gegenläufigen Ziele Flexibilität und Produktivität auf ganz neue Art zu versöhnen.“

Um zu überprüfen, ob cyber-physische Matrixproduktionssysteme wirklich die Werkstattfertigung produktiver und die Linienproduktion flexibler machen können, haben die Forscher 28 Unternehmen zu dem Thema befragt. „Vor allem Großunternehmen, aber auch größere Mittelständler nutzen bereits Matrixproduktionssysteme“, sagt Arvid Hellmich, der die Expertise am Fraunhofer IWU geleitet hat. Vorreiter bei der Einführung der neuen Systeme ist die Halbleiter-Industrie, aber auch größere Hersteller von Automobilen oder Elektrogeräten setzen modulare Strukturen ein, die digital optimiert und gesteuert werden.

KMU haben das Nachsehen

Was bisher jedoch fehlt, sind marktreife Komplettlösungen. „Überraschend war für uns, dass zwar Einzellösungen für Matrixproduktionssysteme angeboten werden, jedoch keine Gesamtpakete inklusive Anlagentechnik und Prozessautomatisierung“, sagt Petra Foith-Förster, die Leiterin der Studie am Fraunhofer IPA. KMU, die sich eine eigene Entwicklung der Technologie nicht leisten können, hätten damit einen klaren Nachteil.

Die Expertise steht auf der Website von Acatech zum Download zur Verfügung.

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