Research at GSaME- Status and results 2010 - bei der Graduate ...
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Inhaltsverzeichnis<br />
Vorwort .................................................................................................................................. 2<br />
1. Die <strong>GSaME</strong> – Zusammenfassung ..................................................................................... 3<br />
2. Aktualität Forschungsprogramm ........................................................................................ 4<br />
3. Ziele und Ergebnisse <strong>der</strong> Cluster ......................................................................................13<br />
3.1. Cluster A – Stuttgarter Unternehmensmodell .............................................................13<br />
3.2. Cluster B – Digitales und Virtuelles Engineering ........................................................22<br />
3.3. Cluster C – M<strong>at</strong>erial- und Prozessengineering ...........................................................31<br />
3.4. Cluster D – Netzwerke in <strong>der</strong> Produktion....................................................................47<br />
3.5. Cluster E – Inform<strong>at</strong>ions- und Kommunik<strong>at</strong>ionstechnologien für die Produktion .........54<br />
3.6. Cluster F – Wissensbasiertes Management ...............................................................59<br />
3.7. Cluster G – Intelligente Produktionseinrichtungen ......................................................64<br />
3.8. Cluster H – Nachhaltigkeit in <strong>der</strong> Produktion ..............................................................73<br />
4. Preise und Auszeichnungen .............................................................................................79<br />
5. Mitglie<strong>der</strong> <strong>der</strong> GSAME ......................................................................................................80<br />
6. Mentoring und Supervision ...............................................................................................82<br />
7. Poster zur <strong>GSaME</strong>-Tagung „Innov<strong>at</strong>ion und Produktion – Zukunftsfähigkeit durch neue<br />
Wege“, Stuttgart 2011 ......................................................................................................83
Vorwort<br />
Das verar<strong>bei</strong>tende Gewerbe als tragende Säule <strong>der</strong> deutschen Wirtschaft muss sich stets<br />
neuen Herausfor<strong>der</strong>ungen stellen. Talfahrt und Wie<strong>der</strong>aufschwung in bisher nicht gekannter<br />
Geschwindigkeit haben auch <strong>2010</strong> enorme Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an sich verän<strong>der</strong>nde<br />
Umfeldbedingungen verlangt und verlangen dies noch. Da<strong>bei</strong> h<strong>at</strong> sich bestätigt,<br />
dass schnell Altern<strong>at</strong>iven erfor<strong>der</strong>lich waren, um sich den neuen Dimensionen weltwirtschaftlichen<br />
Strukturw<strong>and</strong>els zu stellen und die industrielle Produktion am St<strong>and</strong>ort zu<br />
sichern. Die weltweiten Verän<strong>der</strong>ungsprozesse beschleunigen sich weiter: alten, vertrauten<br />
Marktstrukturen stehen neue stark exp<strong>and</strong>ierende, teilweise fremde Märkte gegenüber. Neue<br />
Konkurrenten dringen in angestammte Märkte, holen an Technologiekompetenz und<br />
Innov<strong>at</strong>ionsfähigkeit auf. Es entstehen neue grenzüberschreitende Geschäftsmodelle o<strong>der</strong><br />
str<strong>at</strong>egische Partnerschaften. Aber nicht nur die Rahmenbedingungen <strong>der</strong> Wirtschaft haben<br />
sich verän<strong>der</strong>t. Auch die Wissenschaft sowie <strong>der</strong> Lehr- und Forschungsprozess sind konfrontiert<br />
mit einer Reihe sich dynamisch verän<strong>der</strong>n<strong>der</strong> Umfeldfaktoren: Globalisierung in Forschung<br />
und Ausbildung, steigende Mobilitätsanfor<strong>der</strong>ungen, wachsende Komplexität wissenschaftlicher<br />
Fragestellungen, die Beschleunigung <strong>der</strong> Innov<strong>at</strong>ionsprozesse, Ar<strong>bei</strong>tsteilung<br />
und Vernetzung sowie die Nachfrage nach hochqualifizierten Nachwuchskräften mit<br />
forschungsorientierter Ausbildung für wissenschaftsbasierte Berufe außerhalb des Wissenschaftssystems<br />
in engerem Sinne, insbeson<strong>der</strong>e im Kontext des demografischen W<strong>and</strong>els.<br />
Erkenntnisfortschritt und Innov<strong>at</strong>ionsimpulse aus <strong>der</strong> Forschung sowie hochqualifizierte<br />
Nachwuchskräfte sind beson<strong>der</strong>s für die bedeutenden Industriezweige Automobilbau,<br />
Maschinen- und Anlagenbau, Elektrotechnik mit ihrer Schlüsselstellung für die deutsche<br />
Wirtschaft im globalen Wettbewerb unerlässlich. Zukunftsorientierte Forschung zu neuen<br />
Produktionstechnologien und -systemen ist gefor<strong>der</strong>t, Antworten auf offene Fragen zu finden,<br />
Lösungsansätze zu entwickeln und die daraus resultierende Innov<strong>at</strong>ionen in Chancen für<br />
eine zukunftsfähige, nachhaltige Produktion am St<strong>and</strong>ort umzusetzen.<br />
Die Forschungsthemen <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> in ihrer str<strong>at</strong>egischen Ausrichtung und ihrem industrierelevanten<br />
Anwendungsbezug sowie ihr anspruchsvoller dualer Ans<strong>at</strong>z zur Qualifizierung<br />
von Promovierenden, angepasst an sich verän<strong>der</strong>nden Rahmenbedingungen, haben ihre<br />
Aktualität bewiesen.<br />
Mit dem vorliegenden Bericht verbinden Vorst<strong>and</strong> und Geschäftsführung eine umfassende<br />
Inform<strong>at</strong>ion nach innen und außen mit einem Überblick über Aktivitäten und Ereignisse <strong>2010</strong><br />
und dokumentieren die geleistete Ausbildungs- und Forschungsar<strong>bei</strong>t, die Ber<strong>at</strong>ungen und<br />
Diskussionen zwischen dem Vorst<strong>and</strong>, den Mitglie<strong>der</strong>n <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong>, unseren Kooper<strong>at</strong>ionspartnern<br />
und den Promovierenden gleichermaßen.<br />
2<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Prof. E. h. Dr.-Ing.<br />
E. h. Dr. h. c. mult. Engelbert Westkämper
1. Die <strong>GSaME</strong> – Zusammenfassung<br />
Die durch die Meg<strong>at</strong>rends geprägten Verän<strong>der</strong>ungen von Wirtschaft und Gesellschaft setzen<br />
neue Rahmenbedingungen für wettbewerbsfähiges und nachhaltiges Wirtschaften von Unternehmen,<br />
insbeson<strong>der</strong>e im produzierenden Gewerbe.<br />
Die wirtschaftliche Globalisierung - beson<strong>der</strong>s verstärkt durch weltweite St<strong>and</strong>ards <strong>der</strong><br />
Kommunik<strong>at</strong>ionstechnik - zwingt Unternehmen <strong>der</strong> produzierenden Industrie zu verän<strong>der</strong>ten<br />
globalen Produktionsstr<strong>at</strong>egien und neuen Geschäftsmodellen. Damit verbunden sind verän<strong>der</strong>te<br />
Anfor<strong>der</strong>ungen an zukünftige Spitzenkräfte, die neben ausgeprägter Fachkompetenz<br />
und fachübergreifendem Wissen auch über Fähigkeiten zur system<strong>at</strong>ischen Weiterentwicklung<br />
und Anwendung von Problemlösungs-, Entscheidungs- und H<strong>and</strong>lungskompetenzen,<br />
zur Offenheit gegenüber neuen, möglicherweise fachfremden Ideen o<strong>der</strong> Lösungen und somit<br />
vor allem über Persönlichkeit verfügen müssen.<br />
Mit dem Organis<strong>at</strong>ions- und Strukturmodell für die Promotionsphase sollen optimale Voraussetzungen<br />
für Promotionen zum Dr.-Ing. und Dr. rer. pol. und die För<strong>der</strong>ung des wissenschaftlich<br />
qualifizierten Nachwuchses geschaffen werden, indem neben <strong>der</strong> originären wissenschaftlichen<br />
Ar<strong>bei</strong>t eine ergänzende methodische, inhaltlich-fachliche und außerfachliche<br />
Qualifizierung ermöglicht und durch verbindliche, transparente und angemessene<br />
Betreuungsstrukturen das Erreichen <strong>der</strong> Forschungs- und Qualifizierungsziele innerhalb<br />
einer Promotionsdauer von 4 Jahren geför<strong>der</strong>t und gefor<strong>der</strong>t wird.<br />
Durch die wissenschaftliche Ar<strong>bei</strong>t werden originäre und innov<strong>at</strong>ive Beiträge zur Erweiterung<br />
des St<strong>and</strong>es <strong>der</strong> Wissenschaft und Technik auf dem Gebiet des advanced Manufacturing<br />
Engineering erwartet und deutlich sichtbar gemacht. Die Qualifizierung <strong>der</strong> Promovierenden<br />
erfolgt nach dem Anspruch, die bewährten Erfolgsfaktoren Eigenverantwortung, Selbständigkeit<br />
und Selbstorganis<strong>at</strong>ion anzuwenden und die Promovierenden nachhaltig zu methodischer<br />
Ar<strong>bei</strong>tsweise und analytischem Denken zu befähigen und ihre Affinität zu interdisziplinärem<br />
Ar<strong>bei</strong>ten zu entwickeln.<br />
Das duale Grundkonzept <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> erhöht mit seiner Orientierung an den aktuellen und<br />
zukünftigen Anfor<strong>der</strong>ungen eines globalen Ar<strong>bei</strong>ts- und Marktumfeldes die Berufsfähigkeit<br />
und Entwicklungsperspektiven <strong>der</strong> Promovierenden und leistet neben dem Beitrag zum wissenschaftlichen<br />
Fortschritt auch einen Beitrag zum konkreten und direkten Wissens- und<br />
Technologietransfer sowie zur professionellen Personalentwicklung.<br />
Die dazu erfor<strong>der</strong>lichen inhaltlichen, strukturellen und administr<strong>at</strong>iv-organis<strong>at</strong>orischen Voraussetzungen<br />
und Instrumente <strong>der</strong> Kooper<strong>at</strong>ion mit Unternehmen wurden etabliert und <strong>2010</strong><br />
entsprechend <strong>der</strong> vorliegenden Erfahrungen und Ergebnisse weiterentwickelt.<br />
Im Berichtszeitraum wurden:<br />
- das erste Promotionsverfahren in <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> erfolgreich abgeschlossen,<br />
- die Rahmenbedingungen zur Entwicklung des kre<strong>at</strong>iven und intellektuellen Potenzials<br />
<strong>der</strong> Promovierenden weiter verbessert,<br />
- das Ausbildungsprogramm weiter strukturiert und durch ergänzende Einbindung hervorragen<strong>der</strong><br />
externer Expertise aus Wissenschaft und Wirtschaft n<strong>at</strong>ional und intern<strong>at</strong>ional<br />
umgesetzt,<br />
3
4<br />
- deutliche Fortschritte in <strong>der</strong> Bear<strong>bei</strong>tung <strong>der</strong> Forschungsthemen und erste Ergebnisse<br />
erzielt,<br />
- die Integr<strong>at</strong>ion <strong>der</strong> Promovierenden und <strong>der</strong>en Ausein<strong>and</strong>ersetzung mit einem<br />
industriellen Umfeld erfolgreich fortgesetzt,<br />
- die Attraktivität für Bewerberinnen und Bewerber gesteigert und weitere 13 Promovierende<br />
für das Programm zugelassen,<br />
- die Kooper<strong>at</strong>ionen mit Unternehmen gefestigt und um neue Partner und Themen erweitert,<br />
- Monitoringprozesse mit dem Ziel <strong>der</strong> Selbstevalu<strong>at</strong>ion kontinuierlich angew<strong>and</strong>t und<br />
die Entwicklung eines spezifischen Qualitätsmanagementsystems auf Basis von<br />
EFQM begonnen,<br />
- <strong>der</strong> Bekanntheitsgrad <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> im n<strong>at</strong>ionalen und intern<strong>at</strong>ionalen Umfeld gesteigert,<br />
- die Vorbereitungen zur nächsten Antragstellung im Rahmen <strong>der</strong> Exzellenziniti<strong>at</strong>ive<br />
durch intensive Diskussionen und Ber<strong>at</strong>ungen intensiviert.<br />
2. Aktualität Forschungsprogramm<br />
Gehen die Grundlinien <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> und des Stuttgarter Unternehmensmodells auf die durch<br />
Intern<strong>at</strong>ionalisierung verschärfte Wettbewerbssitu<strong>at</strong>ion und Turbulenzen <strong>der</strong> kundenorientierten<br />
Märkte zurück, so zeigen sich heute Anzeichen für einen ungleich tiefer gehenden<br />
W<strong>and</strong>el mit ungewissen Folgen für das produzierende Gewerbe. Die langsam abebbende<br />
Wirtschafts- und Finanzkrise ist da<strong>bei</strong> kein Merkmal einer Krise im System, son<strong>der</strong>n vielmehr<br />
die eines fundamentaleren W<strong>and</strong>els <strong>der</strong> Systeme insgesamt. Die wirtschaftliche Globalisierung<br />
- beson<strong>der</strong>s verstärkt durch weltweite St<strong>and</strong>ards <strong>der</strong> Kommunik<strong>at</strong>ionstechnik - zwingt<br />
Unternehmen <strong>der</strong> produzierenden Industrie zu neuen globalen Produktionsstr<strong>at</strong>egien. Zugleich<br />
zeigt sich eine Migr<strong>at</strong>ion von Produktion und Konsum in Regionen mit hohem Wachstumspotenzial.<br />
Diese Migr<strong>at</strong>ion wird durch die weltumspannende Kommunik<strong>at</strong>ionstechnik,<br />
den Transfer von Finanzen in ertragsstarke Bereiche und durch freie H<strong>and</strong>elswege stark<br />
geför<strong>der</strong>t. Die Deindustrialisierung vieler westlicher Län<strong>der</strong> h<strong>at</strong> sich massiv fortgesetzt.<br />
Deutschl<strong>and</strong> und Mitteleuropa profitieren noch von dieser Entwicklung, da die Regionen eine<br />
ausreichende Innov<strong>at</strong>ionsfähigkeit sowie Tiefe und Breite in den Technologien besitzen, die<br />
ihnen Vorteile in den intern<strong>at</strong>ionalen Märkten verschaffen. Ein weiterer str<strong>at</strong>egischer Faktor<br />
liegt zweifellos in <strong>der</strong> Qualifik<strong>at</strong>ion <strong>der</strong> Mitar<strong>bei</strong>ter aller Bereiche. Mittel- und langfristig ist<br />
aber auch diese Position <strong>der</strong> hiesigen Industrie gefährdet, wenn es nicht gelingt, ein neues<br />
Paradigma für industrielle Produktionen zu verfolgen und die Unternehmensstrukturen auf<br />
die zukünftigen globalen Herausfor<strong>der</strong>ungen auszurichten.<br />
Die fachliche Ausrichtung <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> wurde durch die Ergebnisse des Stuttgarter Son<strong>der</strong>forschungsbereichs<br />
(SFB) „W<strong>and</strong>lungsfähige Unternehmensstrukturen für die variantenreiche<br />
Serienfertigung“ geprägt. In dem SFB entst<strong>and</strong> ein Unternehmensmodell, das sogenannte<br />
„Stuttgarter Unternehmensmodell“, dessen Kerngedanken waren:
- Ganzheitliche systemtechnische Sicht auf Unternehmensstrukturen und <strong>der</strong>en<br />
W<strong>and</strong>elbarkeit in turbulenten (Märkten) Umgebungen<br />
- Grundprinzipien einer w<strong>and</strong>lungsfähigen Organis<strong>at</strong>ion: Selbstorganis<strong>at</strong>ion, Selbstoptimierung<br />
etc. in teilautonomen Ar<strong>bei</strong>tsgruppen<br />
- W<strong>and</strong>lungsfähigkeit <strong>der</strong> IT-Systeme und Mechanismen <strong>der</strong> Selbstorganis<strong>at</strong>ion<br />
- (Re-) Konfigurierbarkeit technischer Systeme<br />
- Digitale Werkzeuge zur Gestaltung und Optimierung<br />
Mit Gründung <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> wurde <strong>der</strong> Grundgedanke einer w<strong>and</strong>lungsfähigen Produktion<br />
übernommen, <strong>der</strong> Bilanzrahmen des „Manufacturing“ jedoch ausgedehnt. Die Gestaltungsbereiche<br />
des „Manufacturing Engineering“ wurden durch die werkstoffbezogenen Technologien<br />
und Prozesse ergänzt. Ferner wurde das Feld <strong>der</strong> Produktion um das Gebiet <strong>der</strong><br />
„Nutzung technischer Intelligenz“ in Maschinen und Fertigungssystemen erweitert. Ebenso<br />
wurde das Feld <strong>der</strong> Inform<strong>at</strong>ions- und Kommunik<strong>at</strong>ionstechnik um die Gebiete erweitert,<br />
welche die Oper<strong>at</strong>ionen in w<strong>and</strong>lungsfähigen Fabriken mit hoher und schneller Än<strong>der</strong>ungsfähigkeit<br />
befähigen. Schließlich konnten durch die stärkere Einbeziehung <strong>der</strong> Betriebswirtschaft<br />
auch ökonomische Aspekte des wissensbasierten Managements <strong>der</strong> produzierenden<br />
Unternehmen aufgenommen werden.<br />
Die Einbeziehung <strong>der</strong> Inform<strong>at</strong>ionstechnik bereicherte die Konzeption <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> vor allem<br />
durch innov<strong>at</strong>ive Technologien des D<strong>at</strong>enmanagements, <strong>der</strong> Visualisierung sowie <strong>der</strong> Architektur<br />
von IT-Systemen. In <strong>der</strong> Technologie konnten neben den traditionellen Gebieten <strong>der</strong><br />
Fertigungstechnik (Urformen, Umformen, Trennen, Fügen) auch die Verfahren <strong>der</strong> Oberflächentechnik<br />
und Laserbear<strong>bei</strong>tung einbezogen werden. Die Betriebswirtschaft brachte<br />
neue Ansätze aus den Bereichen Str<strong>at</strong>egie, Führung, Logistik, Investition und Finanzierung<br />
ein.<br />
Alle diese fachlichen Kompetenzen werden benötigt, um wissenschaftlich fundierte Ansätze<br />
für Fabriken <strong>der</strong> nächsten Gener<strong>at</strong>ion zu verfolgen: adaptiv, w<strong>and</strong>lungsfähig, durch Höchstleistung,<br />
Prozessfähigkeit und (technisch) intelligente Lernfähigkeit.<br />
Die <strong>GSaME</strong> verfolgt das ehrgeizige Ziel, Beiträge zur Entwicklung zukünftiger Fabrikgener<strong>at</strong>ionen<br />
mit einem originären Stuttgarter Ans<strong>at</strong>z <strong>bei</strong> hoher Interdisziplinarität und einem<br />
bedeutenden Beitrag für ein „umfassendes System für aME“ zu leisten und technische, methodische<br />
und organis<strong>at</strong>orische Lösungen und Werkzeuge für das Engineering von Produktionssystemen<br />
und damit für ein neues Paradigma <strong>der</strong> industriellen Produktion zu entwickeln.<br />
Sie verfolgte ferner das Ziel <strong>der</strong> Qualifizierung von Nachwuchs für Aufgaben in <strong>der</strong><br />
Wissenschaft und Wirtschaft durch wissenschaftliche Projekte (Dissert<strong>at</strong>ionen) und eine individuelle<br />
Ausbildung in einem neuen Modell.<br />
Die wissenschaftliche Forschung an <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> h<strong>at</strong> den Anspruch, Erkenntnisse darüber zu<br />
generieren, wie Produktions- und Produktentwicklung gestaltet werden müssen, um in <strong>der</strong><br />
Lage zu sein, anpassungs- und w<strong>and</strong>lungsfähig sowie intelligent mit hoher Leistungsfähigkeit<br />
auf ein sich dynamisch än<strong>der</strong>ndes, komplexes und globales Umfeld zu reagieren. Dazu<br />
wurden in interdisziplinären Clustern Forschungsgebiete bzw. -schwerpunkte definiert.<br />
5
6<br />
Abb. 1: Fachliches Konzept und Forschungsschwerpunkte <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong><br />
A Stuttgarter Unternehmensmodell<br />
B Digitales und Virtuelles Engineering<br />
C M<strong>at</strong>erial- und Prozessengineering<br />
D Netzwerke in <strong>der</strong> Produktion<br />
E Inform<strong>at</strong>ions- und Kommunik<strong>at</strong>ionstechnologien für die Produktion<br />
F Wissensbasiertes Management<br />
G Intelligente Produktionseinrichtungen<br />
H Nachhaltigkeit in <strong>der</strong> Produktion
Cluster A Stuttgarter Unternehmensmodell<br />
Die theoretische Basis bildet das an die Systemtheorie angelehnte Stuttgarter Unternehmensmodell.<br />
Nach dieser Definition ist die Fabrik selbst ein Produkt, das verschiedene<br />
Lebenszyklusphasen durchläuft und hierarchisch in Leistungseinheiten geglie<strong>der</strong>t ist. Die<br />
einzelne Leistungseinheit ist da<strong>bei</strong> als selbstorganisierende Zelle zu sehen, die zugewiesene<br />
Aufgaben erledigt und sich da<strong>bei</strong> selbst kontrolliert, konfiguriert und optimiert. Bei konsequenter<br />
St<strong>and</strong>ardisierung ist dieser Ans<strong>at</strong>z auf sämtliche Prozessketten über alle Skalen<br />
hinweg anwendbar und führt zu einer nachhaltigen W<strong>and</strong>lungsfähigkeit <strong>der</strong> Produktion.<br />
Cluster B Digitales und Virtuelles Engineering<br />
Der Eins<strong>at</strong>z digitaler und virtueller Methoden zielt darauf ab, die Fabrik als Produkt in ihrer<br />
gesamten Komplexität zu erfassen und ganzheitlich so zu optimieren, dass für die gegenwärtigen<br />
schnelllebigen und sich individualisierenden Märkte auch kleinere Stückzahlen<br />
kostengünstig und zeitnah hergestellt werden können. Dazu wird mit <strong>der</strong> Digitalen Fabrik <strong>der</strong><br />
St<strong>at</strong>us quo <strong>der</strong> bestehenden Fabrik, ihrer Ressourcen, logistischen Anfor<strong>der</strong>ungen und Fertigungsaufträge<br />
modelliert. In <strong>der</strong> virtuellen Fabrik erfolgt die optimierte Planung.<br />
Cluster C M<strong>at</strong>erial- und Prozessengineering<br />
Das M<strong>at</strong>erial- und Prozessengineering strebt die Entwicklung neuer Werkstoffe an, <strong>der</strong>en<br />
Eigenschaften bereits vor <strong>der</strong> Herstellung festgelegt werden und so ideal für ihre spätere<br />
Nutzung geeignet sind. Die Ausbildung <strong>der</strong> Werkstoffeigenschaften lässt sich über die Werkstoffauswahl,<br />
die M<strong>at</strong>erialkombin<strong>at</strong>ion und über den Herstellungsprozess beeinflussen. Da<strong>bei</strong><br />
müssen die Wechselwirkungen zwischen Werkstoffen und Verfahren beachtet und weiter<br />
erforscht werden. Diese gezielte Steuerung des Werkstoffverhaltens soll auf allen Skalen<br />
von Nano- und Mikrobauteilen bis hin zu kompletten Anlagen beherrscht werden.<br />
Cluster D Netzwerke in <strong>der</strong> Produktion<br />
Eine reibungslose durchorganisierte Wertschöpfungskette vom Lieferanten bis zur M<strong>at</strong>erial-<br />
und Ar<strong>bei</strong>tspl<strong>at</strong>zplanung ist ein Schlüsselfaktor für eine kosteneffiziente Produktion. Den<br />
Anfor<strong>der</strong>ungen, die durch geringe Losgrößen, kundenindividuelle Erzeugnisse sowie eine<br />
hohe Prozess- und Produktkomplexität und On-dem<strong>and</strong> Herstellung an diese Organis<strong>at</strong>ionen<br />
gestellt werden, kann durch das klassische, auf große Stückzahlen und simple Prozesse<br />
ausgerichtete Lean Management nicht begegnet werden. Aus diesem Grunde wird eine<br />
St<strong>and</strong>ardisierungsiniti<strong>at</strong>ive erfor<strong>der</strong>lich sein, die alle Aspekte mo<strong>der</strong>ner Produktionsnetzwerke<br />
integriert. Ein beson<strong>der</strong>er Fokus liegt da<strong>bei</strong> auf <strong>der</strong> Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit<br />
von Systemen und <strong>der</strong> Nutzung von Synergien.<br />
Cluster E Inform<strong>at</strong>ions- und Kommunik<strong>at</strong>ionstechnologien für die Produktion<br />
Mo<strong>der</strong>ne Produktionssysteme benötigen effiziente Werkzeuge für Management, Engineering<br />
und Prozesse, die vollständig in interne und externe Inform<strong>at</strong>ions- und Kommunik<strong>at</strong>ionsarchitekturen<br />
und Anwendungen eingebunden sind. Offene Systeme und embedded electronics<br />
ermöglichen es, eine integrierte, wissensbasierte Produktion zu verwirklichen. St<strong>and</strong>ards,<br />
Modularisierung und System Engineering tragen zur Transformierbarkeit und W<strong>and</strong>lungsfähigkeit<br />
<strong>der</strong> Produktion <strong>bei</strong>. Ein Ziel ist die echtzeitfähige Fabrik, in <strong>der</strong> – über Architektur<br />
und Anwendungen – <strong>der</strong> aktuelle Zust<strong>and</strong> <strong>der</strong> Fabrik je<strong>der</strong>zeit simultan digital abgebildet<br />
wird und eventuell notwendige Anpassungen selbstadaptierend vorgenommen werden.<br />
7
Cluster F Wissensbasiertes Management<br />
Wissen über Maschinen, Prozesse und Netzwerke, das implizit o<strong>der</strong> explizit in allen Einheiten<br />
des Unternehmens vorh<strong>and</strong>en ist, muss dokumentiert und allgemein zugänglich gemacht<br />
werden, so dass es als Best-Practice-Ans<strong>at</strong>z für zukünftige Aufgaben verfügbar ist. Um die<br />
Transformierbarkeit und W<strong>and</strong>lungsfähigkeit eines Unternehmens nachhaltig zu gewährleisten,<br />
darf dieses Wissensmanagement nicht ausschließlich auf Mitar<strong>bei</strong>ter angewendet,<br />
son<strong>der</strong>n muss auch in Maschinen und Prozesse integriert werden. In konkreten Anwendungen<br />
umfasst dies künftig den Umgang mit und den Eins<strong>at</strong>z von Technologien, den Aufbau<br />
von Expertennetzwerken und das Innov<strong>at</strong>ionsmanagement.<br />
Cluster G Intelligente Produktionseinrichtungen<br />
Ziel des Clusters ist es, selbstlernende, flexible und schnell adaptierende Fertigungssysteme<br />
zu erforschen, die hochkomplexe Technologien <strong>bei</strong>nhalten. Dies bedeutet, den strikt modularen<br />
Aufbau und st<strong>and</strong>ardisierte Schnittstellen <strong>bei</strong> Anlagen und Software, um eine schnelle<br />
und sichere Rekonfigurierbarkeit zu gewährleisten. Fabriken sollen zudem so konfiguriert<br />
werden, dass eine Ers<strong>at</strong>zteilerstellung auch <strong>bei</strong> langlebigen Produkten garantiert werden<br />
kann, auch wenn zwischenzeitlich neue M<strong>at</strong>erialien und Herstellungsverfahren zum Eins<strong>at</strong>z<br />
kommen. Um dies zu erreichen, wird an speziell für den Anwendungsfall gefertigten mech<strong>at</strong>ronischen<br />
Systemen und an <strong>der</strong> Weiterentwicklung von Lasertechnologien geforscht.<br />
Cluster H Nachhaltigkeit in <strong>der</strong> Produktion<br />
Das Cluster „Nachhaltigkeit in <strong>der</strong> Produktion“ erforscht Methoden und Konzepte, die auf<br />
lange Sicht ökonomische und ökologische sowie gesellschaftspolitische und unternehmerische<br />
Aspekte kombinieren. Im Bereich <strong>der</strong> Wirtschaft umfasst dies Str<strong>at</strong>egien zum<br />
Überleben in turbulenten Umgebungen und das Erkennen und För<strong>der</strong>n von nachhaltigen<br />
Technologien. Energie- und Ressourceneffizienz in Produktion und Prozessen bildet hier<strong>bei</strong><br />
nicht nur die Basis für Kostensenkungen und die Vermeidung von Verschwendung, son<strong>der</strong>n<br />
liefert auch wichtige Impulse für die Planung von Anlagen und Versorgungsnetzen.<br />
Die Themencluster haben sich grundsätzlich bewährt. Dennoch bieten sich Chancen zur<br />
Verän<strong>der</strong>ung <strong>der</strong> Themencluster durch inhaltliche Straffung und Profilschärfung sowie ggf.<br />
auch durch die Einrichtung neuer Themencluster, um die fachliche Struktur <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong><br />
weiter für zukünftige Projekte <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> zu entwickeln.<br />
Im Sinne von Kontinuität und Verän<strong>der</strong>ung versteht die <strong>GSaME</strong> sich auch künftig weiterhin<br />
als eine interdisziplinäre Einrichtung <strong>der</strong> Universität Stuttgart, die mit wissenschaftlicher<br />
Ar<strong>bei</strong>tsweise innov<strong>at</strong>ive Beiträge zur Gestaltung von Fabriken und <strong>der</strong>en Technologien,<br />
Techniken, Organis<strong>at</strong>ionen und Systemen sowie zur Qualifizierung des Nachwuchses leisten<br />
will. Sie versteht sich als eine wissenschaftliche Einrichtung, die hervorragende Bedingungen<br />
für Promotionen und eine individuelle För<strong>der</strong>ung von Nachwuchs für Führungsaufgaben in<br />
<strong>der</strong> Wirtschaft bietet.<br />
Das Fachgebiet <strong>der</strong> Produktion wird in <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> als ein Transform<strong>at</strong>ionsprozess verst<strong>and</strong>en,<br />
<strong>bei</strong> dem aus verfügbaren Ressourcen höherwertige und den Kundenbedürfnissen entsprechende<br />
Produkte gemacht werden. Die Produktion ist ein hochdynamisches System,<br />
dessen Effektivität von <strong>der</strong> Leistungsfähigkeit seiner Elemente und <strong>der</strong>en Vernetzung abhängt.<br />
8
Für die Ar<strong>bei</strong>ten <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> gibt es gegenwärtig und zukünftig unter diesem Aspekt zunächst<br />
keinen Branchenbezug. Zwar stehen die Produktionen technischer Gebrauchsgüter<br />
und Investitionsgüter im Zentrum, die Methoden und Konzepte sollen sich aber prinzipiell<br />
auch in <strong>der</strong> Lebensmittelindustrie, <strong>der</strong> Pharma- und Bio-Produktion sowie in <strong>der</strong> Medizintechnik<br />
verwenden lassen.<br />
Abb. 2: Ausrichtung <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> auf Wettbewerbsfähigkeit und Nachhaltigkeit<br />
Die Systemgrenze des Aktionsraumes wird durch den Lebenszyklus industriell gefertigter<br />
Güter und die begleitenden Diensten, von <strong>der</strong>en Entstehung bis zu ihrem Ende (Life Cycle)<br />
sowie vom Produktionsnetzwerk bis zu den elementaren Prozessen bestimmt. Sie umfasst<br />
die darin enthaltenen technischen und organis<strong>at</strong>ionalen Prozesse - einschließlich <strong>der</strong><br />
Management- und Inform<strong>at</strong>ionssysteme - für den Transform<strong>at</strong>ionsprozess zur Schaffung von<br />
Wertschöpfung (Adding Value) mit hoher technischer, ökonomischer, ökologischer und sozialer<br />
Effizienz. Der beson<strong>der</strong>e Schwerpunkt <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> liegt in dem Engineering <strong>der</strong> Fabriken,<br />
ihrer Techniken und Organis<strong>at</strong>ion.<br />
In fachlicher Hinsicht folgt die <strong>GSaME</strong> dem ursprünglichen Leitbild (W<strong>and</strong>lungsfähigkeit) und<br />
verstärkt die Aspekte <strong>der</strong> Nachhaltigkeit <strong>der</strong> Produktion und des produktbegleitenden Service<br />
sowie <strong>der</strong> Integr<strong>at</strong>ion von Wissen in die technischen und organis<strong>at</strong>ionalen Prozesse und<br />
Systeme.<br />
St<strong>at</strong>us Forschungsprojekte Kooper<strong>at</strong>ionspartner und DFG<br />
Aus den Forschungsschwerpunkten <strong>der</strong> Cluster wurden Forschungsthemen in Abstimmung<br />
mit den Kooper<strong>at</strong>ionspartnern bzw. innerhalb <strong>der</strong> Cluster abgeleitet. Den Promovierenden<br />
wird damit die Integr<strong>at</strong>ion in ein interdisziplinäres Forschungsumfeld ermöglicht. Die Übernahme<br />
von Betreuungsfunktionen durch externe Partner konnte in allen Forschungsprojekten<br />
mit Kooper<strong>at</strong>ionspartnern realisiert werden und sichert nicht nur Qualität und Relevanz<br />
<strong>der</strong> Themenbear<strong>bei</strong>tung, son<strong>der</strong>n vor allem auch die Akzeptanz des Programmes in<br />
<strong>der</strong> Industrie als wesentliche Voraussetzung für eine nachhaltige Etablierung <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong>.<br />
Die Forschungsthemen <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> wurden auch <strong>2010</strong> regelmäßig auf <strong>der</strong> Homepage ausgeschrieben.<br />
Insgesamt erfolgten im Jahr <strong>2010</strong> 5 Ausschreibungen.<br />
9
Finanzierung<br />
10<br />
Forschungsthemen<br />
geplant Antrag<br />
Themen<br />
neu<br />
definiert in<br />
<strong>2010</strong><br />
<strong>2010</strong><br />
gestartete<br />
Forschungsthemen<br />
Gesamt 66 9 11 57<br />
DFG 30 1 5 34<br />
Industrie/FhG/HBS 15 6 6 22<br />
DAAD - - - 1<br />
offen 15 4 7<br />
Laufende Forschungsprojekte mit Kooper<strong>at</strong>ionspartnern<br />
Gesamtanzahl <strong>der</strong> Kooper<strong>at</strong>ionsprojekte: 22<br />
Abgeschlossene Kooper<strong>at</strong>ionsverträge mit:<br />
Laufende<br />
Forschungsthemen<br />
2008-<strong>2010</strong><br />
Atlantic Zeiser GmbH, Audi AG, Bosch Rexroth AG, Daimler AG, Endress+Hauser<br />
Conducta GmbH+Co. KG, Fraunhofer IPA, Hans-Böckler-Stiftung, Leitz GmbH & Co. KG,<br />
MTU-Friedrichshafen GmbH, Robert Bosch GmbH, Siemens AG, Trumpf GmbH & Co. KG,<br />
VDMA Impuls Stiftung, WITTENSTEIN AG, ZF Friedrichshafen GmbH, EADS/Astrium GmbH<br />
Abgeschlossene Zus<strong>at</strong>zvereinbarungen:<br />
Audi AG (3), Bosch Rexroth AG (1), Daimler AG (3), EADS/Astrium GmbH (1),<br />
Endress+Hauser Conducta GmbH+Co. KG (1)*, Fraunhofer IPA (5), MTU-Friedrichshafen<br />
GmbH (1), Robert Bosch GmbH (1), Siemens AG (1), Trumpf GmbH & Co. KG (1), Hans-<br />
Böckler-Stiftung (3), ZF Friedrichshafen (1)<br />
* Projekt <strong>der</strong>zeit unterbrochen<br />
In Vorbereitung befindliche Zus<strong>at</strong>zvereinbarungen:<br />
Trumpf Lasertechnik (1), Schmalz GmbH (1)<br />
Diese Ergebnisse zeigen, dass es <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> weiter erfolgreich gelungen ist, ein interdisziplinäres<br />
kooper<strong>at</strong>ives Promotionsprogramm auf einem bedeutsamen Technologiegebiet<br />
zu etablieren, für das we<strong>der</strong> Vorbil<strong>der</strong> noch Erfahrungen vorlagen und das sich in einem angespannten<br />
Markt- und Wettbewerbsumfeld durch eine hohe Attraktivität <strong>bei</strong> den Absolventen<br />
und Relevanz für die Wirtschaft auszeichnet, wo<strong>bei</strong> den them<strong>at</strong>ischen Schwerpunkten<br />
<strong>der</strong> Forschung beson<strong>der</strong>e Bedeutung zukommt.
Themenverteilung Geplant Antrag<br />
Industrie/FhG<br />
Geplant<br />
Antrag<br />
DFG/HBS<br />
Ist 12/<strong>2010</strong> Industrie/FhG<br />
Cluster A 5 5 5 5 / 0 / 0<br />
Cluster B 3 8 6 5<br />
Cluster C 6 10 5 8<br />
Cluster D 2 4 1 4<br />
Cluster E 0 5 0 5<br />
Cluster F 1 5 0 4<br />
Cluster G 3 7 1 4<br />
Cluster H 0 2 0 2<br />
Ist 12/<strong>2010</strong><br />
DFG/HBS/DAAD<br />
Themen 20 46 18 33* /3 / 1<br />
Abb. 3: Verteilung <strong>der</strong> laufenden und vor Vertragsabschluss stehenden Forschungsprojekte<br />
auf die definierten Themen <strong>der</strong> Cluster, * 1 Abschluss mit Promotion und ein Thema St<strong>and</strong>by<br />
Die aus DFG-Mitteln finanzierten Forschungsthemen wurden <strong>2010</strong> vergeben.<br />
Im Berichtszeitraum konnten 7 ausgeschriebene Themen noch nicht besetzt werden, darunter<br />
6 Themen mit Kooper<strong>at</strong>ionspartnern.<br />
Die Verteilung <strong>der</strong> Erstbetreuer auf die an <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> beteiligten Fakultäten zeigt, dass die<br />
Mehrzahl <strong>der</strong> Betreuer zwar aus <strong>der</strong> Fakultät 7 resultiert aber auch die Fakultäten 10 und 5<br />
in erheblichem Maße und ausgewogen an den Forschungen <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> beteiligt sind.<br />
11
Abb. 4: Anzahl <strong>der</strong> erstbetreuenden Professoren<br />
Abb. 5: Verteilung <strong>der</strong> Themen (Erstbetreuung) auf die beteiligten Fakultäten<br />
<strong>der</strong> Universität Stuttgart (12/<strong>2010</strong>)<br />
12
Damit entfallen 63 % <strong>der</strong> Themen mit Erstbetreuung auf die Fakultät 7.<br />
Die Aktualität des Forschungsprogrammes wurde durch Weiterentwicklung und Neuaufnahme<br />
von Forschungsthemen in die <strong>GSaME</strong> gesichert. So wurden insgesamt 9 neue Themen<br />
definiert, die sich wie folgt auf die Cluster verteilen:<br />
Cluster A: 3 davon 2 besetzt<br />
Cluster B: 1<br />
Cluster C: 4<br />
Cluster D: 1<br />
Zurückgenommen/vorläufig zurückgenommen wurden 20 Themen.<br />
Das Forschungsprogramm wird im Berichtszeitraum mit 57 Promovierenden umgesetzt.<br />
Allerdings muss vermerkt werden, dass zwei Promovierende aus persönlichen Gründen<br />
<strong>2010</strong> aus <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> ausgeschieden sind und eine Tätigkeit in Unternehmen aufgenommen<br />
haben. Damit haben insgesamt bis <strong>2010</strong> vier Promovierende ohne Promotionsabschluss die<br />
<strong>GSaME</strong> verlassen. Die erste Doktor<strong>and</strong>in <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> h<strong>at</strong> erfolgreich das Promotionsverfahren<br />
<strong>2010</strong> abgeschlossen.<br />
Damit ergibt sich 12/<strong>2010</strong> ein St<strong>at</strong>us von 54 aktuell Promovierenden.<br />
3. Ziele und Ergebnisse <strong>der</strong> Cluster<br />
3.1. Cluster A – Stuttgarter Unternehmensmodell<br />
Clusterdirektor: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Prof. E.h. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. mult.<br />
Engelbert Westkämper<br />
E-mail: engelbert.westkämper@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Die theoretische Basis bildet das an die Systemtheorie angelehnte Stuttgarter<br />
Unternehmensmodell. Nach dieser Definition ist die Fabrik selbst ein Produkt, das verschiedene<br />
Lebenszyklusphasen durchläuft und hierarchisch in Leistungseinheiten geglie<strong>der</strong>t ist.<br />
Die einzelne Leistungseinheit ist da<strong>bei</strong> als selbstorganisierende Zelle zu sehen, die zugewiesene<br />
Aufgaben erledigt und sich da<strong>bei</strong> selbst kontrolliert, konfiguriert und optimiert. Bei<br />
konsequenter St<strong>and</strong>ardisierung ist dieser Ans<strong>at</strong>z auf sämtliche Prozessketten über alle Skalen<br />
hinweg anwendbar und führt zu einer nachhaltigen W<strong>and</strong>lungsfähigkeit <strong>der</strong> Produktion.<br />
Gesamt DFG Industrie<br />
laufende 10 5 5<br />
offene 3 - 2 + 1 St<strong>and</strong>by<br />
13
Zusammenfassung des Forschungsst<strong>and</strong>es des Clusters<br />
Tabelle mit Übersicht <strong>der</strong> Forschungsthemen des Clusters<br />
Nr. Forschungsthema St<strong>at</strong>us* Doktor<strong>and</strong> Finanzierung Erstbetreuer<br />
A 1<br />
14<br />
Modularisierte Produktionstechnik<br />
im Automobilbau<br />
Zurück-<br />
genommen<br />
A2 New Taylorism Bear<strong>bei</strong>tung Lukas<br />
Scheiber<br />
A3<br />
A4<br />
A5<br />
A6<br />
A7<br />
A8<br />
A9<br />
A10<br />
Nachhaltige Wissensentwicklung<br />
und sozialökologische<br />
Adaptabilität<br />
von Industrieunternehmen<br />
Entwicklung eines adaptivenProduktionskonzepts<br />
für kürzer werdendeProduktlebenszyklen<br />
in <strong>der</strong> Automobilindustrie<br />
Corpor<strong>at</strong>e Sustainability<br />
als str<strong>at</strong>egische Fähigkeit<br />
adaptiver Unternehmen<br />
Intelligente Produktionssysteme<br />
<strong>bei</strong> <strong>der</strong> Wartung<br />
von Flugtriebwerken<br />
Wertschöpfung in adaptivenProduktionssystemen<br />
Das Industrial<br />
Engineering als<br />
Steuergröße für eine<br />
synchrone Produktion<br />
Methodisches Vorgehen<br />
und ökonomische Bewertung<br />
einer Fabrikstrukturentwicklung<br />
getrieben<br />
durch den Technologiew<strong>and</strong>el<br />
am Beispiel des<br />
Modulkonzeptes <strong>der</strong> Fertigungsstätte<br />
Heiligenfeld<br />
Intern<strong>at</strong>ionaler Roll-Out<br />
von Produktneuanläufen<br />
und -än<strong>der</strong>ungen in mittelständischenUnternehmen<br />
(<strong>der</strong> Elektroindustrie)<br />
Daimler AG Prof. Westkämper<br />
DFG Prof. Zahn<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Frauke Goll DFG Prof. Zahn<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Carina<br />
Löffler<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Fabian<br />
Kröner<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Christoph<br />
Remény<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Thorsten<br />
Pflüger<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Torsten<br />
Stock<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Markus<br />
Hartkopf<br />
Wie<strong>der</strong><br />
ausgeschrieben<br />
Andreas<br />
Leitz (bis<br />
04/<strong>2010</strong>)<br />
AUDI AG Prof. Westkämper<br />
DFG Prof. Schäfer<br />
DFG Prof. Staudacher<br />
DFG Prof. Pedell<br />
Daimler AG Prof. Westkämper<br />
Bosch<br />
Rexroth AG<br />
Endress +<br />
Hauser<br />
Conducta<br />
Prof. Zahn<br />
Prof. Westkämper
Nr. Forschungsthema St<strong>at</strong>us* Doktor<strong>and</strong> Finanzierung Erstbetreuer<br />
A11<br />
A12<br />
A13<br />
A14<br />
A15<br />
A16<br />
Modell für ein echtzeitfähiges,<br />
dezentrales Auftragsmanagement<br />
System<strong>at</strong>isierung und<br />
St<strong>and</strong>ardisierung von<br />
Prozessbeschreibungen<br />
von Fertigungsprozessen<br />
für ein Wissensmanagement<br />
in <strong>der</strong> Produktion<br />
Exterieur 2020 – Innov<strong>at</strong>ives<br />
Außenhaut-konzept<br />
Thema nicht in die<br />
<strong>GSaME</strong> aufgenommen<br />
Erfolgsfaktoren einer<br />
Manufakturfertigung für<br />
Raumfahrtantriebe<br />
Adaptive Prozessregelung<br />
und Schleifbr<strong>and</strong>verhin<strong>der</strong>ung<br />
<strong>bei</strong><br />
<strong>der</strong> Hartfeinbear<strong>bei</strong>tung<br />
von Verzahnungen<br />
Zurück-<br />
genommen<br />
Fraunhofer<br />
IPA<br />
Prof. Westkämper<br />
St<strong>and</strong>by MTM Institut Prof. Westkämper<br />
Ausgeschrieben<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Jonas<br />
Bensing<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Yiwen Xu<br />
* Verän<strong>der</strong>ungen <strong>2010</strong> sind in <strong>der</strong> Tabelle fett markiert<br />
Daimler AG Prof. Westkämper<br />
EADS –<br />
Astrium<br />
GmbH<br />
ZF Friedrichshafen<br />
AG<br />
Prof. Westkämper<br />
Prof. Westkämper<br />
Der in <strong>der</strong> Aufgabenstellung des Clusters A aufgespannte them<strong>at</strong>ische Rahmen („Fabrik als<br />
Produkt“, Lebenszyklusphasen, Selbstorganis<strong>at</strong>ion, -konfigur<strong>at</strong>ion sowie -optimierung und<br />
St<strong>and</strong>ardisierung) wird durch die Bear<strong>bei</strong>tung spezifischer Forschungsthemen konkretisiert.<br />
Forschungsst<strong>and</strong> ausgewählter Projekte in Cluster A<br />
Thema: Erfolgsfaktoren einer Manufakturfertigung für Raumfahrtantriebe<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Wirtsch. Ing. Jonas Bensing<br />
Thesis Committee: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Prof. em. Dr. Erich Zahn<br />
Projektbeginn: November <strong>2010</strong><br />
Dr. Stefan Ziegenhagen, EADS – Astrium GmbH<br />
Durch die speziellen Gegebenheiten einer Kleinstserienfertigung mit parallelen Entwicklungs-<br />
und Serviceaufgaben und <strong>der</strong> gleichzeitig gebotenen wirtschaftlichen Nutzung aller<br />
Ressourcen herrscht eine enge Verknüpfung von Fachpersonal, Fertigungseinrichtungen<br />
und Laboren.<br />
15
Diese enge Verknüpfung ist auf allen Ebenen existent (Projektsteuerung, Entwicklung,<br />
Ar<strong>bei</strong>tsvorbereitung, Fertigung, Integr<strong>at</strong>ion, Test, Qualitätssicherung).<br />
Da heute we<strong>der</strong> das Produkt- noch Prozessspektrum signifikant geän<strong>der</strong>t werden kann, ist<br />
die enge Verknüpfung aller beteiligten Ressourcen unabdingbar für den erfolgreichen wirtschaftlichen<br />
Betrieb des St<strong>and</strong>ortes. Um die wirtschaftlichen Betrieb nachhaltig zu stärken,<br />
ist ein vertiefter Lösungsans<strong>at</strong>z unterstützt durch eine modellhafte Betrachtung notwendig,<br />
um die Prozess- und Managementabläufe zu harmonisieren und auf die Erfolgsfaktoren<br />
(KPIs) abzustimmen.<br />
Thema: Nachhaltige Wissensentwicklung und sozial-ökologische<br />
Adaptabilität von Industrieunternehmen<br />
Zusammenfassung<br />
16<br />
Doktor<strong>and</strong>in: Dipl.-Kffr. techn. Frauke Goll<br />
Thesis Committee: Prof. em. Dr. Erich Zahn<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Projektbeginn: Mai 2008<br />
E-Mail: frauke.goll@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Nachhaltige Wissensentwicklung und sozial-ökologische Anpassungsfähigkeit<br />
w<strong>and</strong>lungsfähiger Industrieunternehmen<br />
Unternehmen sehen sich in turbulenten Wettbewerbsumfel<strong>der</strong>n nicht mehr nur ökonomischen<br />
und technologischen Treibern des W<strong>and</strong>els gegenüber, vielmehr müssen sie zunehmend<br />
ökologische und soziale Anfor<strong>der</strong>ungen verschiedenster Stakehol<strong>der</strong> in ihren<br />
str<strong>at</strong>egischen Aktivitäten berücksichtigen, um langfristig wettbewerbsfähig zu bleiben. Bislang<br />
jedoch finden diese Aspekte in den Ansätzen <strong>der</strong> str<strong>at</strong>egischen Unternehmensführung<br />
w<strong>and</strong>lungsfähiger Unternehmen kaum Beachtung. Es ist daher notwendig, den Blickwinkel<br />
zu öffnen und auf Grundlage verschiedener theoretischer Ansätze eine integrierte Sichtweise<br />
<strong>der</strong> str<strong>at</strong>egischen Unternehmensführung zu entwickeln, damit die W<strong>and</strong>lungsfähigkeit von<br />
Unternehmen verbessert werden kann.<br />
Vor diesem Hintergrund basiert das Forschungsprojekt auf einem funktionalen Ans<strong>at</strong>z und<br />
identifiziert sechs Funktionen <strong>der</strong> str<strong>at</strong>egischen Unternehmensführung in Hinblick auf eine<br />
sozial-ökologische Anpassungsfähigkeit w<strong>and</strong>lungsfähiger Unternehmen. Dass diese Funktionen<br />
nicht unverbunden nebenein<strong>and</strong>er stehen, son<strong>der</strong>n einer integrierten Sichtweise bedürfen,<br />
zeigt ein Modell zur Verdeutlichung <strong>der</strong> einzelnen Funktionen sowie <strong>der</strong>en Interaktionen.<br />
Mit Hilfe von Fall<strong>bei</strong>spielen werden Implik<strong>at</strong>ionen für die Praxis abgeleitet. Für die<br />
Forschung trägt <strong>der</strong> Ans<strong>at</strong>z zur Entwicklung <strong>der</strong> Idee einer emotionalen Fabrik <strong>bei</strong>.<br />
Ziel <strong>2010</strong> war die Fertigstellung des Konzeptes, die Verifizierung <strong>der</strong> Ergebnisse mit Hilfe<br />
empirischer D<strong>at</strong>en und <strong>der</strong> Abschluss <strong>der</strong> Ar<strong>bei</strong>t 2011.
Thema: Corpor<strong>at</strong>e Sustainability als str<strong>at</strong>egische Fähigkeit adaptiver<br />
Unternehmen<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Kfm. techn. Fabian Kröner<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Henry Schäfer<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Projektbeginn: März <strong>2010</strong><br />
E-Mail: fabian.kroener@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Konzeption eines Socially Responsible Investment-Factsheets mittels einer Business<br />
Intelligence-Lösung<br />
In den vergangenen Jahren ist <strong>der</strong> Bedarf an Nachhaltigkeitsd<strong>at</strong>en (CSR-D<strong>at</strong>en) erheblich<br />
gestiegen. Dies ist unter <strong>and</strong>erem darauf zurückzuführen, dass exogene Faktoren wie <strong>der</strong><br />
Klimaw<strong>and</strong>el und die damit verbundene Er<strong>der</strong>wärmung, aber auch legisl<strong>at</strong>ive Eingriffe und<br />
nicht zuletzt <strong>der</strong> gesellschaftliche W<strong>and</strong>el zu einem Umdenken <strong>bei</strong> den Wirtschafts-Akteuren<br />
geführt haben.<br />
Eine durch diese Entwicklungen induzierte und <strong>bei</strong> vielen Unternehmen noch stark vernachlässigte<br />
Them<strong>at</strong>ik ist die unternehmensinterne Berichterst<strong>at</strong>tung und das damit verbundene<br />
Controlling von CSR-D<strong>at</strong>en. Viele Unternehmen konzentrieren sich darauf, externen Ansprüchen<br />
nach CSR-D<strong>at</strong>en gerecht zu werden und vernachlässigen eine Internalisierung des<br />
Nachhaltigkeitsgedankens und die damit verbundenen Chancen. Ein entscheiden<strong>der</strong> Faktor<br />
ist, dass vielen Entscheidungsträgern nicht bewusst ist, welche Kosten- und Nutzenrel<strong>at</strong>ionen<br />
mit <strong>der</strong> Install<strong>at</strong>ion einer internen CSR-Berichterst<strong>at</strong>tung verbunden sind.<br />
Das Hauptaugenmerk dieses Forschungsprojekts soll insofern auf <strong>der</strong> Evalu<strong>at</strong>ion liegen,<br />
welchen Nutzen ein Unternehmen aus einer breit installierten internen CSR-Berichterst<strong>at</strong>tung<br />
ziehen kann und welche Verbindungslinien und Werttreiber innerhalb <strong>der</strong> Wertschöpfungsstrukturen<br />
eines Unternehmens hier<strong>bei</strong> einen wesentlichen Einfluss einnehmen können.<br />
Thema: Entwicklung eines adaptiven Produktionskonzepts für kürzer<br />
werdende Produktlebenszyklen in <strong>der</strong> Automobilindustrie<br />
Doktor<strong>and</strong>in: Dipl.-Ing., M. Sc. Carina Löffler<br />
Thesis Committee: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Prof. em. Dr. Erich Zahn<br />
Projektbeginn: April 2008<br />
Dipl.-Wirtsch.-Ing. Karl Unger, AUDI AG<br />
E-Mail: carina.loeffler@gsame.uni-stuttgart.de<br />
17
Zusammenfassung<br />
W<strong>and</strong>lungsfähiges Strukturkonzept für eine vernetzte Produktion in <strong>der</strong> Automobilindustrie<br />
Verän<strong>der</strong>ungen wie schwankende Marktnachfragen, die wachsende Anzahl an Deriv<strong>at</strong>en,<br />
differenzierende Ausst<strong>at</strong>tungsmerkmale sowie kürzer werdende Produkt- und Technologielebenszyklen<br />
verursachen Ineffizienzen in <strong>der</strong> industriellen Fertigung und erfor<strong>der</strong>n eine<br />
permanente Anpassung <strong>der</strong> Fabriken. Um den technologischen und ökonomischen Herausfor<strong>der</strong>ungen<br />
wettbewerbsfähig zu begegnen, bedarf es w<strong>and</strong>lungsfähiger Fabrikstrukturen.<br />
Im Mittelpunkt <strong>der</strong> Ar<strong>bei</strong>t steht die Entwicklung eines methodischen Konzepts zur system<strong>at</strong>ischen<br />
Strukturplanung unter Berücksichtigung von Ansätzen zur Steigerung <strong>der</strong> W<strong>and</strong>lungsfähigkeit.<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist die System<strong>at</strong>isierung von Verän<strong>der</strong>ungsprozessen.<br />
Hohe Flexibilität und Dynamik, ein hohes Maß an Produktintegr<strong>at</strong>ion sowie ökonomische<br />
Effizienz sind die wesentlichen Charakteristika, durch den sich <strong>der</strong> konzeptionelle<br />
Ans<strong>at</strong>z einer w<strong>and</strong>lungsfähigen Fabrikstruktur auszeichnen soll.<br />
Basierend auf <strong>der</strong> Analyse <strong>der</strong> kapazitiven und technologischen Strukturen des Produktionsnetzwerks<br />
werden die Analysemodelle durch Verän<strong>der</strong>ungstreiber dynamisiert und ein Ans<strong>at</strong>z<br />
für ein w<strong>and</strong>lungsfähiges Strukturkonzept abgeleitet.<br />
Entscheidend ist, das Flexibilitätspotential des Produktionsnetzwerks durch eine synchronisierte<br />
Produkt- und Produktionsentwicklung zur erhöhen.<br />
Thema: Wertschöpfung in adaptiven Produktionssystemen<br />
Zusammenfassung<br />
18<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Kfm. techn. Thorsten Pflüger<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Burkhard Pedell<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Projektbeginn: Mai 2009<br />
E-mail: thorsten.pflueger@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Target Investment innerhalb <strong>der</strong> Fabrikplanung<br />
Investitionsprozesse im Bereich <strong>der</strong> Fabrikplanung wirken sich nachhaltig auf die Wirtschaftlichkeit<br />
und Kostenstruktur von Fabriken aus. Die Planung von Investitionsbudgets, <strong>der</strong>en<br />
Aufschlüsselung auf Produktionsbereiche sowie Investitionskontrollen erfolgen in <strong>der</strong> Fabrikplanungspraxis<br />
oftmals durch iter<strong>at</strong>ive Prozesse auf Basis von Erfahrungswerten. Eine methodische<br />
Unterstützung erfolgt hier<strong>bei</strong> nur vereinzelt.<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist die Entwicklung einer Methodik des Target Investment für die<br />
Unterstützung <strong>der</strong> marktorientierten Investitionsplanung von Fabriken, einer zielorientierten<br />
Steuerung des Investitionsverhaltens von Fabrikplanungsakteuren und <strong>der</strong> Durchführung von<br />
Investitionskontrollen in frühen Fabrikplanungsphasen. Ausgangsbasis für die Untersuchungen<br />
bildet das Paradigma „Fabrik als Produkt“.
Aufbauend auf <strong>der</strong> Identifik<strong>at</strong>ion bestehen<strong>der</strong> Defizite innerhalb <strong>der</strong> Fabrikplanungspraxis,<br />
erfolgt eine Analyse von Analogien bzw. Unterschieden zwischen <strong>der</strong> Produktentwicklung<br />
und Fabrikplanung. Auf Basis dieser Analyse wird eine Adaption von Elementen des Target<br />
Costing aus <strong>der</strong> Produktentwicklung auf die spezifischen Anfor<strong>der</strong>ungen <strong>der</strong> Investitionsplanung,<br />
-verhaltenssteuerung und -kontrolle innerhalb <strong>der</strong> Fabrikplanung vorgenommen.<br />
Thema: Intelligente Produktionssysteme <strong>bei</strong> <strong>der</strong> Wartung von Flugtrieb-<br />
werken<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Ing. Christoph Reményi<br />
Thesis Committee: Prof. Dr.-Ing. Stephan Staudacher<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Projektbeginn: April 2009<br />
E-mail: christoph.remenyi@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Dezentrale Werkst<strong>at</strong>tsteuerung für die Wartung von Flugtriebwerken<br />
Angesichts annähernd konstanter Flugpreise und steigen<strong>der</strong> Kosten ist <strong>der</strong> ökonomische<br />
Druck auf die Zulieferkette <strong>der</strong> zivilen Luftfahrt in den letzten Jahren stetig gestiegen.<br />
Für Unternehmen die im Bereich <strong>der</strong> MRO (Maintenance Repair <strong>and</strong> Overhaul) agieren, wird<br />
es immer wichtiger neben den Kosten die Durchlaufzeit <strong>der</strong> Überholungen zu minimieren.<br />
Um den zusätzlichen Anfor<strong>der</strong>ungen im Betrieb, wie schwankenden Auftragseingängen und<br />
variierendem Ar<strong>bei</strong>tsvolumen, gerecht zu werden, müssen Werkzeuge geschaffen werden,<br />
die die Planung und Steuerung erleichtern.<br />
Ziel des Forschungsprojektes ist es somit, ein Werkzeug zu entwickeln, das aufgrund <strong>der</strong><br />
kurzfristigen dynamischen Anpassung <strong>der</strong> Ar<strong>bei</strong>tsinhalte schnell auf diese verän<strong>der</strong>liche Belastung<br />
reagieren kann.<br />
Durch die Orientierung auf eine <strong>der</strong> Kernaufgaben <strong>der</strong> Fertigungssteuerung, <strong>der</strong> Reihenfolgebildung,<br />
soll das primäre Ziel des Wartungsunternehmens, die Einhaltung <strong>der</strong> Liefertreue,<br />
erreicht werden.<br />
Um eine sinnvolle Reihenfolgebildung zu identifizieren, werden Priorisierungsregeln mit Hilfe<br />
von Simul<strong>at</strong>ionen mitein<strong>and</strong>er verglichen.<br />
Nach Identifizierung einer möglichen Reihenfolgeregel soll die Regel in einem Steuerungstool<br />
vor Ort umgesetzt werden, um eine dezentrale Steuerung <strong>der</strong> Aufträge je nach<br />
Belastungssitu<strong>at</strong>ion zu ermöglichen.<br />
19
Thema New Taylorism<br />
Zusammenfassung<br />
20<br />
Doktor<strong>and</strong>: Lukas Scheiber, M.A.<br />
Thesis committee: Prof. em. Dr. Erich Zahn<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Projektbeginn: Juli 2008<br />
E-mail: lukas.scheiber@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Funktionen des neuen Taylorismus in <strong>der</strong> w<strong>and</strong>lungsfähigen Produktion<br />
Fre<strong>der</strong>ick. W. Taylor h<strong>at</strong> im Jahr 1911 mit <strong>der</strong> Veröffentlichung <strong>der</strong> Principles of Scientific<br />
Management den wohl prominentesten Grundstein für das Produktionssystem des 20. Jahrhun<strong>der</strong>ts<br />
gelegt. Auf Basis seiner wissenschaftlich orientierten Mess- und Organis<strong>at</strong>ionsmethoden<br />
haben sich maßgebliche Effizienzsteigerungen realisieren lassen.<br />
Insgesamt h<strong>at</strong> sich jedoch ein Paradigmenwechsel in Richtung w<strong>and</strong>lungsfähige Produktion<br />
vollzogen, welcher vor allem durch Wissensar<strong>bei</strong>t geprägt ist. Die Mitar<strong>bei</strong>ter werden da<strong>bei</strong><br />
mehr und mehr zu Semantic Analysts, welche Produktionsprozesse designen, kontrollieren<br />
und regulieren.<br />
Das Ziel des Forschungsprojekts liegt in <strong>der</strong> adäqu<strong>at</strong>en Umsetzung <strong>der</strong> folgenden Auffor<strong>der</strong>ung:<br />
„The need is to do for knowledge work <strong>and</strong> knowledge worker wh<strong>at</strong> Taylor, beginning<br />
a century ago, did for manual work <strong>and</strong> manual worker.” (Drucker 1981: 106)<br />
Im Vor<strong>der</strong>grund steht da<strong>bei</strong> die effiziente Organis<strong>at</strong>ion von Wissensar<strong>bei</strong>t. Da<strong>bei</strong> werden in<br />
vier basalen Ar<strong>bei</strong>tssystemen (Psyche, Gehirn, Computer und Kommunik<strong>at</strong>ion) Möglichkeiten<br />
und Grenzen <strong>der</strong> Organis<strong>at</strong>ion von Wissensar<strong>bei</strong>t erar<strong>bei</strong>tet. Der Fokus liegt da<strong>bei</strong> auf<br />
Möglichkeiten <strong>der</strong> Sichtbarmachung und Messbarkeit von Wissensströmen mit Hilfe von Reality<br />
Mining als intelligente Form <strong>der</strong> Netzwerkanalyse (Gloor u. Cooper 2007).<br />
Drucker, P. F. (1981): Toward the Next Economics - And other Essays, Cambridge (Harper &<br />
Row).<br />
Taylor, F.W. (1911): The Principles of Scientific Management, New York (Harper & Brothers).<br />
Gloor, P.; Cooper, S. (2007): Coolhunting - Chasing Down The Next Big Thing? New York<br />
(AMACOM).<br />
Thema: Das Industrial Engineering als Steuergröße für eine synchrone<br />
Produktion<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.- Ing. Torsten Stock<br />
Thesis Committee: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Prof. em. Dr. Erich Zahn<br />
Projektbeginn: Februar 2009<br />
Dipl.-Ing. Oskar Heer, Daimler AG<br />
E-mail: torsten.stock@gsame.uni-stuttgart.de
Zusammenfassung<br />
Personaleins<strong>at</strong>zplanung in <strong>der</strong> variantenreichen Serienproduktion – ein str<strong>at</strong>egischer Ans<strong>at</strong>z<br />
für die Automobilindustrie<br />
Werke können nur dann wirtschaftlich produzieren, wenn Kapazitätsschwankungen kostenoptimiert<br />
ausgeglichen werden. Nur wer vorausschauend plant, Personalkapazitäten und<br />
-bedarfe kennt und vorh<strong>and</strong>en Ressourcen optimal einsetzt, kann solche Schwankungen abfangen<br />
und kritische Engpässe umgehen.<br />
Die oper<strong>at</strong>ive Praxis <strong>der</strong> Personaleins<strong>at</strong>zplanung zeigt eine verbreitete Orientierung an organis<strong>at</strong>orischen,<br />
hierarchisch-/kostenstellengeprägten Strukturen. Eine Vielzahl an administr<strong>at</strong>iven<br />
und ar<strong>bei</strong>tsrechtlichen Restriktionen verdeckt vor allem im kostenstellenübergreifenden<br />
Personalabgleich bisher ungenutzte Potentiale <strong>der</strong> Personalflexibilität.<br />
Ziel des Forschungsobjekts ist ein Konzept zukunftsweisen<strong>der</strong> Ansätze und Leitprozesse,<br />
um das Personal <strong>der</strong> Produktion und <strong>der</strong> produktionsnahen Bereiche bedarfsorientiert zu<br />
steuern. Dies erfor<strong>der</strong>t die Entwicklung neuer Methoden und Freiräume <strong>der</strong><br />
Personalflexibilität für den kostenstelleninternen und -übergreifenden Personaleins<strong>at</strong>z.<br />
Als Ausgangspunkt <strong>der</strong> Ar<strong>bei</strong>t dient ein fortschrittlicher Prozess zur quantit<strong>at</strong>iven Personalplanung<br />
und -steuerung <strong>der</strong> Mitar<strong>bei</strong>ter <strong>der</strong> Produktion in einem Mercedes-Benz Werk. Die<br />
Konzeptentwicklung erfolgt in Zusammenar<strong>bei</strong>t mit <strong>der</strong> Motorenproduktion und <strong>der</strong> Ar<strong>bei</strong>tswirtschaft.<br />
Thema: Adaptive Prozessregelung und Schleifbr<strong>and</strong>verhin<strong>der</strong>ung <strong>bei</strong> <strong>der</strong><br />
Hartfeinbear<strong>bei</strong>tung von Verzahnungen<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Ing. Yiwen Xu<br />
Thesis Committee: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Prof. Dr.-Ing. Uwe Heisel<br />
Projektbeginn: November <strong>2010</strong><br />
Dr.-Ing. Hermann Yaksaria, ZF Friedrichshafen AG<br />
Dipl.-Ing. Oliver Bleicher, ZF Friedrichshafen AG<br />
E-Mail: yiwen.xu@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Entwicklung eines adaptiven Prozessregelsystems, welches das Prozessverhalten <strong>bei</strong>m<br />
Schleifprozess mit integrierten Messsensoren online erkennt und mit aktiven Regelungen<br />
optimiert.<br />
21
3.2. Cluster B – Digitales und Virtuelles Engineering<br />
Clusterdirektor: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Prof. E.h. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. mult.<br />
Engelbert Westkämper<br />
E-mail: engelbert.westkämper@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Der Eins<strong>at</strong>z digitaler und virtueller Methoden zielt darauf ab, die Fabrik als Produkt in ihrer<br />
gesamten Komplexität zu erfassen und ganzheitlich so zu optimieren, dass für die gegenwärtigen<br />
schnelllebigen und sich individualisierenden Märkte auch kleinere Stückzahlen<br />
kostengünstig und zeitnah hergestellt werden können. Dazu wird mit <strong>der</strong> Digitalen Fabrik <strong>der</strong><br />
St<strong>at</strong>us quo <strong>der</strong> bestehenden Fabrik, ihrer Ressourcen, logistischen Anfor<strong>der</strong>ungen und Fertigungsaufträge<br />
modelliert. In <strong>der</strong> virtuellen Fabrik erfolgt die optimierte Planung.<br />
22<br />
Gesamt DFG Industrie<br />
laufende 10 4 6<br />
offene 4 1 st<strong>and</strong>by 2 + 1 St<strong>and</strong>by<br />
Zusammenfassung des Forschungsst<strong>and</strong>es des Clusters<br />
Tabelle mit Übersicht <strong>der</strong> Forschungsthemen des Clusters<br />
Nr. Forschungsthema St<strong>at</strong>us* Doktor<strong>and</strong> Finanzierung Erstbetreuer<br />
B1<br />
B2<br />
B3<br />
B4<br />
B5<br />
B6<br />
Einfluss von Dämpfungsparametern<br />
in Simul<strong>at</strong>ionsmodellen<br />
IT-Integr<strong>at</strong>ion verteilter<br />
Wertschöpfungsnetzwerke<br />
Ganzheitliche skalierbare<br />
Fabrikmodellierung<br />
Numerische Simul<strong>at</strong>ion <strong>der</strong><br />
Beschichtungsqualität<br />
Autom<strong>at</strong>isierte Erstellung<br />
von Modellen für die<br />
Simul<strong>at</strong>ion von Produktionseinrichtungen<br />
Virtuelle Produktentwicklung<br />
am Beispiel eines<br />
mech<strong>at</strong>ronischen Antriebssystems<br />
Bear<strong>bei</strong>tung M<strong>at</strong>thias<br />
Reuß<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Alex<strong>and</strong>er<br />
Walz<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Michael<br />
Neumann<br />
Aus-<br />
geschrieben<br />
Zurück-<br />
genommen<br />
St<strong>and</strong>by St<strong>and</strong>by<br />
DFG Prof. Verl<br />
DFG Prof. Herzwurm<br />
Fraunhofer<br />
IPA<br />
Fraunhofer<br />
IPA<br />
Robert Bosch<br />
GmbH<br />
Wittenstein<br />
AG<br />
Prof. Westkämper<br />
Prof. Westkämper<br />
Prof. Verl
Nr. Forschungsthema St<strong>at</strong>us* Doktor<strong>and</strong> Finanzierung Erstbetreuer<br />
B7<br />
B8<br />
B9<br />
B10<br />
B11<br />
B12<br />
B13<br />
B14<br />
B15<br />
B16<br />
Prozessmodellierung- und<br />
Überwachung in Engineering<br />
Umgebungen<br />
Zuverlässigkeitsmanagement<br />
in frühen Produktplanungsphasen<br />
Product-Lifecycle-<br />
Management für einen<br />
Motorenhersteller<br />
Visuelle Analysetechniken<br />
für das digitale und<br />
virtuelle Engineering<br />
Konfigur<strong>at</strong>ionssysteme für<br />
Fabriken und Prozesse<br />
Mech<strong>at</strong>ronische Objekte<br />
als ganzheitliche Engineering<br />
Grundlage<br />
Methode zur kombinierten<br />
Taktzeit- und Energie-<br />
Optimierung<br />
Umformverhalten mo<strong>der</strong>ner<br />
Leichtbauwerkstoffe<br />
unter beson<strong>der</strong>er Berücksichtigung<br />
<strong>der</strong> Formän<strong>der</strong>ungsgrenzen<br />
Konstruktionsprinzipien zur<br />
Reduzierung <strong>der</strong> Werkzeugvielfalt<br />
und <strong>der</strong> konstruktionsbedingtenFertigungszeiten<br />
in <strong>der</strong> Automobilfertigmontage<br />
Ganzheitliche skalierbare<br />
Fabrikmodellierung<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Sema Zor DFG Prof. Leymann<br />
Zurück-<br />
genommen<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Kristofer Kolb<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Michael<br />
Wörner<br />
Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Florina<br />
Stefanica<br />
(bis 09/2009),<br />
Martin<br />
L<strong>and</strong>herr<br />
(ab 04/<strong>2010</strong>)<br />
MTU-<br />
Friedrichshafen<br />
Prof. Bertsche<br />
DFG Prof. Ertl<br />
Fraunhofer<br />
IPA<br />
Prof. Westkämper<br />
Prof. Westkämper<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Gernot Frank SIEMENS AG Prof. Westkämper<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Raphael<br />
Rahäuser<br />
St<strong>and</strong>by<br />
Johannes<br />
Pfahler<br />
(bis 09/<strong>2010</strong>)<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Fabian<br />
Rusitschka<br />
Ausgeschrieben<br />
* Verän<strong>der</strong>ungen <strong>2010</strong> sind in <strong>der</strong> Tabelle fett markiert<br />
Robert Bosch<br />
GmbH<br />
Prof. Klemm<br />
DFG Prof. Liewald<br />
AUDI AG Prof. Binz<br />
Fraunhofer<br />
IPA<br />
Prof. Westkämper<br />
23
Forschungsst<strong>and</strong> ausgewählter Projekte in Cluster B<br />
Thema: Mech<strong>at</strong>ronische Objekte als ganzheitliche Engineering Grundlage<br />
Zusammenfassung<br />
24<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Ing. Gernot Frank<br />
Thesis Committee: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Prof. Dr.-Ing. Bernhard Mitschang<br />
Projektbeginn: November 2009<br />
Dr.-Ing. Wolfgang Schlögl, Siemens AG, Nürnberg<br />
E-Mail: gernot.frank@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Die Entwicklung im Maschinen- und Anlagenbau verläuft beginnend mit <strong>der</strong> Mechanik, über<br />
die Fluidtechnik und Elektrik, bis zur Softwareprogrammierung sequentiell ab. Um diesen<br />
Prozess zu optimieren, werden disziplinspezifische Software-Werkzeuge eingesetzt. Dies<br />
führt zu einer äußerst heterogenen Systeml<strong>and</strong>schaft innerhalb <strong>der</strong> Unternehmen.<br />
Gerade die Schnittstellen zwischen verschiedenen Software-Werkzeugen verlangen oft eine<br />
manuelle Übernahme <strong>der</strong> Ergebnisse aus vorhergehenden Phasen. Des Weiteren wird eine<br />
direkte Nutzung von Ergebnissen aus bereits abgeschlossenen Projekten <strong>der</strong>zeit von wenigen<br />
Tools unterstützt o<strong>der</strong> ist nur durch manuelles Kopieren möglich.<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist daher zunächst <strong>der</strong> Aufbau einer durchgängigen Software-<br />
Toolkette von <strong>der</strong> Konzeption bis zur virtuellen Inbetriebnahme eines Produktionsmoduls.<br />
Um eine weitere Zeit- und Aufw<strong>and</strong>soptimierung des Entwicklungsprozesses zu erreichen,<br />
sollen daraus mech<strong>at</strong>ronische Objekte abgeleitet und definiert werden, welche alle nötigen<br />
Inform<strong>at</strong>ionen <strong>der</strong> verschiedenen Disziplinen enthalten und <strong>der</strong>en Parallelisierung ermöglichen.<br />
Weiterhin sollen diese Objekte so konzipiert sein, dass es möglich ist, sie als Templ<strong>at</strong>e<br />
in <strong>and</strong>eren Software-Tools einzusetzen, um eine Wie<strong>der</strong>verwendung von Ergebnissen<br />
zu erreichen.<br />
Thema: Product-Lifecycle- Management für einen Motorenhersteller<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Ing. Kristofer Kolb<br />
Thesis Committee: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dieter Sp<strong>at</strong>h<br />
Projektbeginn: April 2009<br />
Dr.-Ing. H.-P. Wehrle, MTU Friedrichshafen GmbH<br />
Dr.-Ing. Volker Wachter, MTU Friedrichshafen GmbH<br />
E-mail: kristofer.kolb@gsame.uni-stuttgart.de
Zusammenfassung:<br />
Vor dem Hintergrund <strong>der</strong> Entstehung neuer Produktionsst<strong>and</strong>orte weltweit, des Global-<br />
Sourcings sowie des Aufbaus einer global aufgestellten Produktentwicklung ist ein weltweit<br />
durchgängiger PLM-Ans<strong>at</strong>z zu definieren, <strong>der</strong> produktorientiert als auch prozessorientiert<br />
ausgerichtet ist.<br />
Thema: Konfigur<strong>at</strong>ionsysteme für Fabriken und Prozesse<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Ing. Martin L<strong>and</strong>herr<br />
Thesis Committee: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Prof. Dr.-Ing. Bernhard Mitschang<br />
Projektbeginn: April <strong>2010</strong><br />
Dr.-Ing. C. Constantinescu, Fraunhofer IPA<br />
E-Mail: martin.l<strong>and</strong>herr@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Konfigur<strong>at</strong>ion von Fabriken auf Basis nachhaltigen Wissensmanagements<br />
Die Definition technischer Prozesse und die Anpassung und Neuentwicklung ganzer Fabriken<br />
<strong>bei</strong>nhaltet ein aufwendiges und hochkomplexes Planungsprojekt. Ein Ans<strong>at</strong>z, den entsprechenden<br />
Aufw<strong>and</strong> zu verringern, ist <strong>der</strong> Eins<strong>at</strong>z von Konfigur<strong>at</strong>ionsmodellen und -methodiken.<br />
Gemäß dem industriellen Paradigma, die Fabrik als Produkt zu betrachten, werden<br />
in dem hier vorgestellten Forschungsprojekt Technologien <strong>der</strong> Produktkonfigur<strong>at</strong>ion analysiert<br />
und <strong>der</strong>en Eins<strong>at</strong>zmöglichkeit zur Konfigur<strong>at</strong>ion von Produktionseinrichtungen untersucht.<br />
Da es sich <strong>bei</strong> einer Fabrik um ein hochkomplexes Produkt h<strong>and</strong>elt, während dessen Planung<br />
eine große und vor allem äußerst heterogene Masse an Inform<strong>at</strong>ionen und Wissen<br />
entsteht, spielen <strong>der</strong> sinnvolle Eins<strong>at</strong>z mo<strong>der</strong>ner Inform<strong>at</strong>ions- und Kommunik<strong>at</strong>ionstechnologien<br />
und ein nachhaltiges Wissensmanagement die entscheidende Rolle. Die Wie<strong>der</strong>verwendung<br />
von bereits generiertem Wissen, in Form von Planungsentscheidungen und den<br />
jeweiligen Gründen für diese, ist die Basis für die Konzeption und Realisierung neuer Ansätze<br />
zur Konfigur<strong>at</strong>ion von technischen Prozessen und Fabriken.<br />
25
Thema: Ganzheitliche skalierbare Fabrikmodellierung<br />
Zusammenfassung<br />
26<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Ing. Michael Neumann<br />
Thesis Commitee: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Projektbeginn: Februar <strong>2010</strong><br />
Dr.-Ing. C. Constantinescu, Fraunhofer IPA<br />
E-Mail: michael.neumann@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Multi-skalierbare Fabrikmodellierung<br />
Der Modellierung einer Fabrik und <strong>der</strong>en Netzwerke steht heutzutage die Herausfor<strong>der</strong>ung<br />
gegenüber, dass für jede Abstraktionsebene des Unternehmens verschiedene Modellierungsmethoden<br />
und -ansätze eingesetzt werden. Eine durchgängige Verknüpfung dieser<br />
Werkzeuge ist bis heute allerdings nur unzureichend umgesetzt und verhin<strong>der</strong>t so eine<br />
ganzheitliche Betrachtung des Produktionsnetzwerkes in allen Skalen.<br />
Die Entwicklung eines ganzheitlichen Referenzmodells einer Fabrik und <strong>der</strong>en Netzwerke<br />
können als Grundlage dienen, die Wirkbeziehungen zwischen Ebenen des Produktionsnetzwerkes<br />
zu erkennen und zu verstehen. Mit Hilfe dieser Erkenntnis kann daraufhin eine multiskalierbare<br />
Fabrikmodellierung durchgeführt werden, welche es ermöglicht, die Auswirkungen<br />
von Ereignissen über die einzelnen Ebenen des Produktionsnetzwerkes hinweg<br />
nachzuvollziehen und frühzeitig geeignete Maßnahmen einzuleiten.<br />
Thema: Umformverhalten mo<strong>der</strong>ner Leichtbauwerkstoffe unter beson<strong>der</strong>er<br />
Berücksichtigung <strong>der</strong> Formän<strong>der</strong>ungsgrenzen<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.- Ing. Johannes Pfahler<br />
Thesis Committee: Prof. Dr.-Ing. M<strong>at</strong>hias Liewald<br />
Prof. Dr. Siegfried Schmau<strong>der</strong><br />
Projekt: Januar 2009 bis September <strong>2010</strong><br />
Mehr Sicherheit für die Verkehrsteilnehmer und die Einsparung von Energie <strong>bei</strong> Herstellung<br />
und Gebrauch von Automobilen sind bestimmende Themen in <strong>der</strong> Automobilindustrie. Effizienter<br />
Leichtbau bietet hier die Möglichkeit, durch konsequente Kombin<strong>at</strong>ion von Stoff-,<br />
Form-, Fertigungs- und Konzeptleichtbau Produkte mit geringerem Rohstoffaufw<strong>and</strong><br />
während Produktion und Gebrauch <strong>bei</strong> gleichzeitig besseren Sicherheitsaspekten zu entwickeln.<br />
Für den Bereich des Werkstoffleichtbaus müssen <strong>bei</strong> <strong>der</strong> Produktentwicklung produktbezogene,<br />
wirtschaftliche, verfahrensbezogene und umwelttechnische Kriterien berücksichtigt<br />
werden. Inhalt dieser Ar<strong>bei</strong>t ist die Untersuchung und Optimierung produktbezogener
Kriterien von längsbelasteten Crashstrukturen aus Aluminium und die Entwicklung einer geeigneten<br />
Untersuchungsmethodik für diese Strukturen.<br />
Die Bewertung von längsbelasteten Crashstrukturen hinsichtlich Energieaufnahmevermögen<br />
und Formän<strong>der</strong>ung erfolgt heutzutage mit Hilfe von quasist<strong>at</strong>ischen Stauchversuchen. Zur<br />
Ermittlung <strong>der</strong> Crashtauglichkeit wird das Faltverhalten <strong>der</strong> Struktur anh<strong>and</strong> <strong>der</strong> Kraft-Weg-<br />
Verläufe und anh<strong>and</strong> einer Sichtprüfung bewertet. Werkstoffliche Kennwerte und Grenzkurven<br />
werden für diese Bewertung nicht herangezogen, ebenso wird das Werkstoffversagen<br />
<strong>bei</strong> dynamischer Beanspruchung im Stauchversuch nicht untersucht. Ein Ar<strong>bei</strong>tsziel ergibt<br />
sich daher in <strong>der</strong> Untersuchung bekannter Werkstoffkennwerte bezüglich ihrer Anwendbarkeit<br />
auf den Stauchversuch und die Entwicklung neuer Kennwerte und Kenngrößen zur<br />
Bestimmung <strong>der</strong> Formän<strong>der</strong>ungsgrenzen im Stauchversuch. Abhängig vom Spannungs- und<br />
Dehnungszust<strong>and</strong> soll mittels <strong>der</strong> Werkstoffkennwerte das Verfestigungsverhalten und die<br />
Crashtauglichkeit ermittelt werden. Daneben muss in weiteren Untersuchungen die Abhängigkeit<br />
<strong>der</strong> Kennwerte von Einflüssen aus <strong>der</strong> Produktion, wie z.B. die Wärmebeh<strong>and</strong>lung,<br />
untersucht werden. Ziel ist die Entwicklung einer system<strong>at</strong>ischen Untersuchungsmethodik<br />
für längsbeanspruchte Crashstrukturen, welche den Vergleich unterschiedlicher<br />
Strukturen, die Überprüfung <strong>der</strong> Produktqualität für die Serienprüfung aber auch die Optimierung<br />
<strong>der</strong> Struktur möglich macht.<br />
Ein weiteres Ar<strong>bei</strong>tsziel ist die Untersuchung <strong>der</strong> Strukturen hinsichtlich <strong>der</strong> Versagensart<br />
und <strong>der</strong> entsprechenden Versagensgrenzen im Crashfall. Untersuchungen am Institut für<br />
Umformtechnik zeigen, dass <strong>bei</strong> <strong>der</strong> Stauchung von Profilen geometriebedingt verschiedenen<br />
Versagensarten vorh<strong>and</strong>en sind, z.B. in den Eckbereichen quadr<strong>at</strong>ischer Profile, o<strong>der</strong> es<br />
zur Überlagerung <strong>der</strong> Versagensarten kommt. Versagensgrenzen wie die Grenzformän<strong>der</strong>ungskurve<br />
dienen in <strong>der</strong> Umformsimul<strong>at</strong>ion <strong>der</strong> Detektion einzelner Versagensarten. Zur<br />
Identifik<strong>at</strong>ion überlagerter Versagensarten müssen jedoch neue Kennwerte entwickelt werden,<br />
welche die Überlagerung berücksichtigen und die Versagensgrenzen entsprechend des<br />
Spannungs- und Dehnungszust<strong>and</strong>es anzeigen.<br />
Thema: Methode zur kombinierten Taktzeit- und Energieoptimierung<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Ing. M. Sc. Raphael Rahäuser<br />
Thesis Committee: Prof. Dr.-Ing. Peter Klemm<br />
Prof. Dr.-Ing. Bernhard Mitschang<br />
Projektbeginn: November 2009<br />
Dr.-Ing. Heinz Neubert, Robert Bosch GmbH<br />
Dipl.-Ing. Frank Westphal, Robert Bosch GmbH<br />
E-mail: raphael.rahaeuser@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Heutzutage ist die Taktzeit einer Produktionsanlage eine <strong>der</strong> zentralen Kenngrößen für die<br />
Wertschöpfung <strong>der</strong> Anlage. Vor diesem Hintergrund wird die Taktzeit unter Eins<strong>at</strong>z aller Mittel<br />
optimiert. Selbst Energieverbrauch und M<strong>at</strong>erialverschleiß spielen da<strong>bei</strong> eine eher untergeordnete<br />
Rolle. Oft wird die Optimierung <strong>der</strong> Taktzeit da<strong>bei</strong> zum Selbstzweck was schnell<br />
zur Überoptimierung führt. Im Extremfall fahren dann z.B. Roboter schnell von einer Ablage-<br />
27
position zu einer Aufnahmenposition, nur um dort zu warten. Umgekehrt ist <strong>der</strong> Gedanke,<br />
Teilabläufe einer Anlage bewusst zu verlangsamen, da <strong>der</strong> Gesamtablauf dadurch nicht beeinflusst<br />
wird, die Energiebilanz jedoch besser ausfällt, in <strong>der</strong> Anlagenoptimierung noch<br />
fremd. Als Folge davon gibt es noch kaum Methoden o<strong>der</strong> gar Werkzeuge, mit denen analysiert<br />
werden kann, an welchen Stellen des Produktionsablaufes eine Optimierung zu Gunsten<br />
<strong>der</strong> Taktzeit sinnvoll ist und an welchen Stellen eher eine Optimierung zu Gunsten <strong>der</strong><br />
Energiebilanz angebracht wäre.<br />
Thema: Einfluss von Dämpfungsparametern in Simul<strong>at</strong>ionsmodellen<br />
Zusammenfassung<br />
28<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.- Ing. M<strong>at</strong>thias Reuß<br />
Thesis Commitee: Prof. Dr.-Ing. Alex<strong>and</strong>er Verl<br />
Prof. Dr.-Ing. Uwe Heisel<br />
Projektbeginn: August 2009<br />
E-mail: m<strong>at</strong>thias.reuss@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Die weitere Zunahme <strong>der</strong> Komplexität von Produktionsmaschinen und die For<strong>der</strong>ung nach<br />
einer hohen Verfügbarkeit machen es notwendig, die während des Betriebs entstehenden<br />
Schädigungen <strong>der</strong> einzelnen Komponenten festzustellen, zu verstehen und mit möglichst<br />
geringem Aufw<strong>and</strong> bewerten und beheben zu können.<br />
Für die Lebenserwartung einzelner Komponenten, wie <strong>bei</strong>spielsweise <strong>der</strong> Wälzlager o<strong>der</strong><br />
Kugelrollspindeln, steht ein umfangreiches, aus Versuchen gewonnenes Wissen zur Lebensdauerberechung<br />
unter Annahme bestimmter Lastfälle zur Verfügung. Jedoch können<br />
Schädigungen aus Kollisionen und Verschmutzung wie auch falsch getroffene Annahmen<br />
nicht berücksichtigt werden. Weiterhin lassen sich im eingebauten Zust<strong>and</strong> die Lastfälle oft<br />
nicht abschätzen, da diese sowohl von den häufig wechselnden Bear<strong>bei</strong>tungsaufgaben als<br />
auch von Toleranzen <strong>bei</strong> <strong>der</strong> Montage, die zum Teil sehr hohe positionsabhängige Zwangskräfte<br />
und -momente verursachen, abhängen. Durch eine Messung verschiedener Parameter<br />
an baugleichen Werkzeugmaschinen während <strong>der</strong> Inbetriebnahme <strong>bei</strong>m Hersteller soll<br />
eine Basis geschaffen werden, um im weiteren Betrieb charakteristische Schädigungen festzustellen.<br />
Weiterhin kann durch die beobachtbare Streuung <strong>der</strong> Parameter ein Rückschluss<br />
auf Montagefehler, die sich neg<strong>at</strong>iv auf das Betriebsverhalten <strong>der</strong> Maschine und die Lebensdauer<br />
<strong>der</strong> Komponenten auswirken, getroffen werden. Durch eine frühzeitige Erkennung von<br />
Verschleiß und Schädigungen einzelner Komponenten lässt sich die Wartung, beziehungsweise<br />
<strong>der</strong> Austausch dieser, planen und zu einem günstigen Zeitpunkt durchführen. Auch ist<br />
es damit möglich, Wartungsaufgaben zu optimieren, zum Beispiel indem Bauteile einer Baugruppe,<br />
<strong>bei</strong> denen Wartungsar<strong>bei</strong>ten durchgeführt werden müssen, gezielt auf Schädigungen<br />
untersucht und nötigenfalls frühzeitig ausgetauscht werden können.<br />
Ziel ist es, die Messung und Auswertung mit einem möglichst geringen zeitlichen und personellen<br />
Aufw<strong>and</strong> sowie möglichst wenig zusätzlicher Ausrüstung durchführen zu können. Damit<br />
soll den Herstellern von Werkzeugmaschinen eine einfach zu h<strong>and</strong>habende Methode zur
frühzeitigen Verschleiß- und Schadenserkennung und <strong>der</strong> Zuordnung zu einzelnen Komponenten<br />
<strong>der</strong> Vorschubachsen an die H<strong>and</strong> gegeben werden. Weiterhin können die<br />
Verfügbarkeit einer Maschine durch die Plan- und Optimierbarkeit <strong>der</strong> Wartung erhöht und<br />
verschleißbedingte Ausfälle während <strong>der</strong> Produktion verringert werden.<br />
Thema: Konstruktionsprinzipien zur Reduzierung <strong>der</strong> Werkzeugvielfalt und<br />
konstruktionsbedingten Fertigungszeiten in <strong>der</strong> Automobilfertig-<br />
montage<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Ing. Fabian Rusitschka<br />
Thesis Committee: Prof. Dr.-Ing. Hansgeorg Binz<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Projektbeginn: Februar <strong>2010</strong><br />
Dr.-Ing. Jens Bunte , AUDI AG<br />
E-Mail: fabian.rusitschka@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Globale Trends wie Individualisierung und Differenzierung führen im Bereich <strong>der</strong> Automobilindustrie<br />
zu einer stark zunehmenden Anzahl von Deriv<strong>at</strong>en und Ausst<strong>at</strong>tungsvarianten.<br />
Diese erhöhen die Komplexität <strong>der</strong> Fertigmontage deutlich. Symptom dessen ist die Vielfalt<br />
unterschiedlicher Werkzeuge an den einzelnen Ar<strong>bei</strong>tsplätzen. Diese verursachen neben<br />
Investitions- und Inst<strong>and</strong>haltungsaufwendungen eine Erhöhung <strong>der</strong> Fertigungszeit wie auch<br />
eine Verringerung <strong>der</strong> Prozesssicherheit.<br />
Im Rahmen <strong>der</strong> Ar<strong>bei</strong>t werden Konstruktionsprinzipien beschrieben, welche es ermöglichen,<br />
die Montageverbindungen zukünftiger Produkte im Hinblick auf beschriebene Aspekte optimal<br />
zu gestalten.<br />
Ausgehend von <strong>der</strong> Analyse des aktuellen Produktprogramms werden st<strong>and</strong>ardisierte Montageprozessgrößen<br />
entwickelt. Diese dienen als Basis für die Formulierung <strong>der</strong> Konstruktionsprinzipien.<br />
Der Transfer beziehungsweise die Verankerung dieser in die Konstruktionsumgebung<br />
<strong>der</strong> Entwickler baut darauf auf und sichert die Berücksichtigung <strong>der</strong> Konstruktionsprinzipien.<br />
Thema: IT-Integr<strong>at</strong>ion verteilter Wertschöpfungsnetzwerke<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Inf., Dipl.-Kfm. Alex<strong>and</strong>er Walz<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Georg Herzwurm<br />
Prof. Dr. Frank Leymann<br />
Projektbeginn: Juni 2008<br />
E-mail: alex<strong>and</strong>er.walz@gsame.uni-stuttgart.de<br />
29
Zusammenfassung<br />
Personalkosten übersteigen die potenziellen Ersparnisse in <strong>der</strong> Beschaffung von St<strong>and</strong>ardgütern<br />
oft um ein Vielfaches. Das Forschungsprojekt untersucht deshalb, wie Verh<strong>and</strong>lungen<br />
über solche wohl definierten St<strong>and</strong>ardgüter autom<strong>at</strong>isch mit <strong>der</strong> Hilfe von Inform<strong>at</strong>ionssystemen<br />
basierend auf lernenden Softwareagenten innerhalb einer Supply Chain durchgeführt<br />
werden können. Lernende Agenten bedeutet, dass die Agenten die Fähigkeit haben,<br />
aus ihrem Verhalten und den daraus resultierenden Ergebnissen zu lernen sowie sich an<br />
neue Marktsitu<strong>at</strong>ionen anzupassen.<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist es herauszufinden, welche Marktkoordin<strong>at</strong>ionsmechanismen<br />
(bil<strong>at</strong>erale Verh<strong>and</strong>lungen, Auktionen) beson<strong>der</strong>s geeignet sind und mit welchen Methoden<br />
aus <strong>der</strong> künstlichen Intelligenz die Agenten ihr Verhalten am geeignetsten evaluieren und<br />
adaptieren können. Dazu werden Supply Chains mit Hilfe einer dafür entwickelten Software<br />
modelliert und Marktsitu<strong>at</strong>ionen simuliert. Diese Szenarien werden anh<strong>and</strong> vorher definierter<br />
Kennzahlen beurteilt und verglichen. Der Einfluss <strong>der</strong> da<strong>bei</strong> eingesetzten Algorithmen und<br />
Koordin<strong>at</strong>ionsmechanismen wird untersucht.<br />
Thema: Visuelle Analysetechniken für das digitale und virtuelle Engineering<br />
Zusammenfassung<br />
30<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Inf. Michael Wörner<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Thomas Ertl<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Projektbeginn: April 2008<br />
E-Mail: michael.woerner@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Visual Analytics ist eine neue wissenschaftliche Disziplin zwischen Visualisierung, Mensch-<br />
Maschine-Interaktion und D<strong>at</strong>enanalyse. Der Schwerpunkt von Visual Analytics liegt auf <strong>der</strong><br />
Kombin<strong>at</strong>ion von autom<strong>at</strong>ischen Analysemethoden mit hochinteraktiven visuellen Schnittstellen.<br />
Mit den Werkzeugen und Methoden <strong>der</strong> Visual Analytics wird nutzbares Wissen aus<br />
bloßen Inform<strong>at</strong>ionen gewonnen, werden Erkenntnisse aus umfangreichen, dynamischen<br />
und oft wi<strong>der</strong>sprüchlichen D<strong>at</strong>enbeständen abgeleitet, zeitnahe und verständliche Einschätzungen<br />
erstellt sowie diese Einschätzungen zur Weitergabe an Entschei<strong>der</strong> aufbereitet.<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist es, Methoden <strong>der</strong> Visual Analytics für die erfolgreiche Integr<strong>at</strong>ion<br />
in die Prozesse des digitalen und virtuellen Engineerings anzupassen und zu erweitern.<br />
Herausfor<strong>der</strong>ungen ergeben sich da<strong>bei</strong> aus <strong>der</strong> Vielfalt <strong>der</strong> D<strong>at</strong>entypen im Bereich<br />
<strong>der</strong> Produktd<strong>at</strong>en, Prozessd<strong>at</strong>en, Fabrikd<strong>at</strong>en, Auftrags- und Logistikd<strong>at</strong>en. Hierzu wird<br />
durch Modellierung und Simul<strong>at</strong>ion von flexiblen Produktionssystemen eine Grundlage geschaffen,<br />
auf <strong>der</strong> Visualisierungs- und Analysetechniken entwickelt und evaluiert werden<br />
können. Eine bedeutende Rolle spielen auch die Berücksichtigung des Faktors Zeit und die<br />
Skalierbarkeit <strong>der</strong> Lösungen von mobilen Endgeräten bis zu Management-Cockpits.
Thema: Prozessmodellierung und Überwachung in Engineering Umgebungen<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>in: Dipl.-Inf. Sema Zor<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Frank Leymann<br />
Prof. Dr. Georg Herzwurm<br />
Projektbeginn: April 2008<br />
E-Mail: sema.zor@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Prozessmodellierung in Engineering Umgebungen<br />
In Produktionsunternehmen sind um die Produktion herum dienst- und prozessbasierte Anwendungen<br />
etabliert, die Prozesse wie den Auftragseingang, die Stammd<strong>at</strong>en o<strong>der</strong> die M<strong>at</strong>erialbeschaffung<br />
verwalten. Zum <strong>and</strong>eren finden sich in <strong>der</strong> Produktion technische Prozesse<br />
wie das Fräsen, Drehen o<strong>der</strong> Bohren eines Werkstücks. Allerdings sind die Ansätze zur Modellierung<br />
<strong>der</strong> Prozesse, die in <strong>bei</strong>den Bereichen genutzt werden, sehr unterschiedlich.<br />
Aus Unternehmenssicht verhin<strong>der</strong>t die Trennung <strong>der</strong> Prozessorientierung im Office-Bereich<br />
und in <strong>der</strong> Produktion das effiziente Management unternehmensweiter Prozesse. Ein Optimierungspotenzial<br />
kann dadurch nicht ausgeschöpft werden.<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist es, einen Ans<strong>at</strong>z zur Vereinheitlichung <strong>der</strong> unterschiedlichen<br />
Modellierungssprachen zu erar<strong>bei</strong>ten, welches einen integrierten Lebenszyklus <strong>der</strong> übergreifenden<br />
Prozesse ermöglicht.<br />
Grundlage dieser Forschungsar<strong>bei</strong>t bildet die Business Process Model <strong>and</strong> Not<strong>at</strong>ion BPMN –<br />
eine st<strong>and</strong>ardisierte, graphische Modellierungssprache, die bereits zur Geschäftsprozessmodellierung<br />
eingesetzt wird. Diese Sprache wird dahingehend untersucht, ob und wie sie<br />
Produktionsprozesse abbilden kann. Notwendige bzw. mögliche Erweiterungen <strong>der</strong> BPMN-<br />
Not<strong>at</strong>ion werden anh<strong>and</strong> <strong>der</strong> Anfor<strong>der</strong>ungen aus dem Produktionsumfeld abgeleitet, analysiert<br />
und protypisch implementiert.<br />
3.3. Cluster C – M<strong>at</strong>erial- und Prozessengineering<br />
Clusterdirektor: Prof. Dr. rer. n<strong>at</strong>. Rainer Gadow<br />
E-mail: rainer.gadow@gsame.uni-stuttgart.de<br />
In <strong>der</strong> Struktur <strong>der</strong> Fachgebiete innerhalb <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong>, kommt dem Cluster „Werkstoff- und<br />
Prozessengineering“ die Aufgabe zu, M<strong>at</strong>erialverar<strong>bei</strong>tungs- und -bear<strong>bei</strong>tungsprozesse und<br />
Prozessketten bis hin zur kompletten Fertigungszelle zu betrachten und in eine ganzheitliche<br />
Produktionstechnik und Fabrikplanung einzubinden. Im Bereich <strong>der</strong> M<strong>at</strong>erialverar<strong>bei</strong>tung<br />
sind da<strong>bei</strong> noch Grundlagenforschungsar<strong>bei</strong>ten zu leisten, um insbeson<strong>der</strong>e mo<strong>der</strong>ne Verbundwerkstoffe,<br />
Smart M<strong>at</strong>erials und Schichtverbunde analog zu metallischen M<strong>at</strong>erialien in<br />
verketteten Prozessen in-line bear<strong>bei</strong>ten zu können. Für die Integr<strong>at</strong>ion von Einzelprozessen<br />
in Planungs- und Steuerungssysteme (z. B. zur Erhöhung <strong>der</strong> Flexibilität), werden Methoden<br />
31
zur Gewinnung und Verar<strong>bei</strong>tung von Prozesswissen untersucht. Da<strong>bei</strong> stehen die Fertigungsmesstechnik<br />
und Analytik, insbeson<strong>der</strong>e Online-Messverfahren, sowie Methoden <strong>der</strong><br />
Prozessmodellierung im Vor<strong>der</strong>grund. Als Anwendungsfel<strong>der</strong> wurden hauptsächlich mo<strong>der</strong>ne,<br />
komplexe Fertigungsprozesse gewählt – <strong>bei</strong>spielsweise Laser-M<strong>at</strong>erialbear<strong>bei</strong>tung,<br />
Thermokinetische Beschichtung und die Herstellung von Bauteilen <strong>der</strong> Mikrosystemtechnik -<br />
<strong>bei</strong> welchen eine wissensbasierte Prozessplanung zur Beherrschung und v. a. auch ökonomischen<br />
Anwendung <strong>der</strong> Technologie notwendig ist. Die einzelnen Forschungsgebiete,<br />
die in Cluster C bear<strong>bei</strong>tet werden, sind:<br />
32<br />
1. High-Performance in konventionellen Technologien<br />
� Zerspanungstechnik<br />
� Umformtechnik<br />
� Faserhalbzeug- und Compositeverar<strong>bei</strong>tung<br />
� Beschichtungsverfahren (Lackieren, Thermokinetische Beschichtung)<br />
2. Gewinnung von Expertenwissen durch Prozessd<strong>at</strong>enanalyse<br />
� Optische Prozessd<strong>at</strong>enerfassung<br />
� Online-Monitoring und Diagnostik von Laserschneidprozessen<br />
� Korrel<strong>at</strong>ionenanalyse direkte/indirekte Prozesskennwerte<br />
3. Prozessmodellierung<br />
� Modellierung von Wärme- u. Stoffübergangsprozessen, M<strong>at</strong>erialverhalten (Beschichtung,<br />
Zerspanung, Umformung etc.)<br />
4. Weiterentwicklung von Anwendungsfel<strong>der</strong>n in Fertigungstechnik und<br />
Werkstoffbear<strong>bei</strong>tung<br />
� Nano- und Mikrosystemtechnik (z. B. Beschichtung mit Carbon Nano-Tubes)<br />
� Bear<strong>bei</strong>tung von Verbundwerkstoffen, zerspanend und mit Laser<br />
� Prozessanalyse Spritzgießen von biokeramischen Bauteilen<br />
5. Wechselwirkungen Prozesstechnologie und Industriepolitik<br />
� Effiziente Produktion, unterbrochene Prozessketten, Folgen von Technologietransfer<br />
Entwicklung des Clusters / Übersicht über Forschungsprojekte<br />
Die Clusterstruktur hinsichtlich <strong>der</strong> beteiligten Principal Investig<strong>at</strong>ors h<strong>at</strong> sich in <strong>2010</strong> nur<br />
wenig geän<strong>der</strong>t. Durch Start eines neuen Projektes kam Prof. Schinköthe neu zu Cluster C<br />
hinzu. Prof. Drechsler ist durch seinen Wechsel an die TU München aus <strong>der</strong> Universität<br />
Stuttgart ausgeschieden, betreut allerdings die Promotion Stamp (Thema C17) zunächst als<br />
Hauptberichter weiter.
Neu in <strong>2010</strong> hinzugekommene Stipendi<strong>at</strong>en sind:<br />
- Houssam-Eddine Bessam (Hans-Böckler-Stipendi<strong>at</strong>) 01.01.<strong>2010</strong> ; Thema C15<br />
- Minh Nguyen 01.05.<strong>2010</strong> ; Thema C24<br />
- Tobias Pfeifroth 01.06.<strong>2010</strong> ; Thema C8<br />
(Wechsel Qualifik<strong>at</strong>ionsstipendium → Promotionsstipendium)<br />
- Klaus Michael Wurster 01.06.<strong>2010</strong> ; Thema C22<br />
- Alper Kaya 01.07.<strong>2010</strong> ; Thema C1<br />
- Christian Lang (Hans-Böckler-Stipendi<strong>at</strong>) 01.07.<strong>2010</strong> ; Thema C14<br />
Die Stipendi<strong>at</strong>in Esther Dongmo (Projekt C3) beendete ihre Dissert<strong>at</strong>ion <strong>2010</strong> und promovierte<br />
am 21.06.<strong>2010</strong> als erste <strong>GSaME</strong>-Absolventin erfolgreich zum Dr.-Ing. Ihre wissenschaftliche<br />
Ar<strong>bei</strong>t soll in einem Nachfolgeprojekt weitergeführt werden. Dieses ist als Thema<br />
C21 ausgeschrieben.<br />
Alex<strong>and</strong>er Wolynski (Thema C4) ist zum Jahresende <strong>2010</strong> auf eigenen Wunsch aus <strong>der</strong><br />
Gradu<strong>at</strong>e School ausgeschieden. Das Forschungsthema ist zur Wie<strong>der</strong>besetzung neu ausgeschrieben.<br />
Gesamt DFG/HBS Industrie<br />
laufende 13 8 5<br />
offene 5 1 + 1 St<strong>and</strong>by 1 + 2 St<strong>and</strong>by<br />
abgeschlossene 1 1<br />
Zusammenfassung des Forschungsst<strong>and</strong>es des Clusters<br />
Tabelle mit Übersicht <strong>der</strong> Forschungsthemen des Clusters<br />
Nr. Forschungsthema St<strong>at</strong>us* Doktor<strong>and</strong> Finanzierung Erstbetreuer<br />
C1<br />
C2<br />
Erweiterung <strong>der</strong> Werkstoffeins<strong>at</strong>zgrenzen<br />
mittels<br />
Beschichtungen Bear<strong>bei</strong>tung Alper Kaya DFG Prof. Gadow<br />
Keramische Nanocomposites<br />
und Bauteile<br />
für biomedizinische<br />
Anwendungen Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Mohammed<br />
Abou El Ezz<br />
Hans-Böckler-<br />
Stiftung<br />
Prof. Gadow<br />
33
Nr. Forschungsthema St<strong>at</strong>us* Doktor<strong>and</strong> Finanzierung Erstbetreuer<br />
C3<br />
C4<br />
C5<br />
C6<br />
C7<br />
C8<br />
C9<br />
C10<br />
C11<br />
C12<br />
C13<br />
34<br />
Prozessoptimierung für<br />
Schichtverbundbauteile<br />
durch Simul<strong>at</strong>ion von<br />
Strömungsvorgängen <strong>bei</strong><br />
<strong>der</strong> thermokinetischen<br />
Beschichtung<br />
Abgeschlossen<br />
Laser-Bear<strong>bei</strong>tung innov<strong>at</strong>iver<br />
Werkstoffe Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Werkzeugintegrierte<br />
optische Sensorik zur<br />
Onlinemessung von<br />
Werkstücken und Bear<strong>bei</strong>tungswerkzeugen<br />
Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Prozessoptimierung<br />
schwer umformbarer<br />
Blechwerkstoffe durch<br />
lokale Erwärmung mittels<br />
Laser<br />
Zurück-<br />
genommen<br />
Diagnostik für den Laserschneidprozess<br />
Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Hochleistungsbear<strong>bei</strong>tung<br />
von n<strong>at</strong>ürlichen und künstlichen<br />
Verbundwerkstoffen Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Esther<br />
Dongmo DFG Prof. Gadow<br />
Alex<strong>and</strong>er<br />
Wolynski<br />
(bis 12/<strong>2010</strong>) DFG Prof. Graf<br />
David<br />
Fleischle DFG Prof. Osten<br />
David<br />
Schindhelm<br />
Oberflächenfunktionalisierung<br />
durch Beschichtung<br />
mit Carbon Nanotubes<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Zhiyu Fan<br />
Trumpf<br />
Werkzeugmaschinen<br />
GmbH Prof. Liewald<br />
Trumpf<br />
Werkzeugmaschinen<br />
GmbH Prof. Graf<br />
Tobias<br />
Pfeifroth DFG Prof. Heisel<br />
Fraunhofer<br />
IPA Prof. S<strong>and</strong>maier<br />
Technologie zur Oberflächenmodifik<strong>at</strong>ion<br />
von<br />
fluidischen Systemen St<strong>and</strong> by Prof. S<strong>and</strong>maier<br />
Kontinuierliche Herstellung<br />
mehrschichtiger Kunststoffkarten<br />
St<strong>and</strong>by<br />
Produktionskontrolle <strong>bei</strong><br />
Ink-Jet Druckern St<strong>and</strong> by<br />
Unternehmen im W<strong>and</strong>el<br />
einer globalisierten Wirtschaft<br />
– Sicherung <strong>der</strong><br />
Wettbewerbsfähigkeit<br />
durch nachhaltige<br />
Produktionsentwicklung<br />
und Investitionsplanung<br />
Zurückgenommen<br />
Atlantik Zeiser<br />
GmbH Prof. S<strong>and</strong>maier<br />
Atlantik Zeiser<br />
GmbH Prof. S<strong>and</strong>maier<br />
Hans-Böckler-<br />
Stiftung Prof. Gadow
Nr. Forschungsthema St<strong>at</strong>us* Doktor<strong>and</strong> Finanzierung Erstbetreuer<br />
C14<br />
C15<br />
C16<br />
C17<br />
C 18<br />
C19<br />
C20<br />
C21<br />
Energie- und ressourcenschonende<br />
Produktion in<br />
<strong>der</strong> Industrie Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Technologietransfer und<br />
industrielle Entwicklung in<br />
Schwellenlän<strong>der</strong>n unter<br />
strukturellem W<strong>and</strong>el Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Thema verän<strong>der</strong>t und läuft<br />
unter B14<br />
Christian<br />
Lang<br />
Houssam-<br />
Eddine<br />
Bessam<br />
Hans-Böckler-<br />
Stiftung Prof. Gadow<br />
Hans-Böckler-<br />
Stiftung Prof. Gadow<br />
Zurückgenommen<br />
Prof. Liewald<br />
Erhöhung des Umformpotentials<br />
von S<strong>and</strong>wichbauteilen<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Benno Stamp Daimler AG Prof. Drechsler<br />
Remote-Laserschweißen<br />
von Aluminium Bear<strong>bei</strong>tung Peter Stritt Audi AG Prof. Graf<br />
Langfaserverstärkte<br />
Leichtmetalle zur Integr<strong>at</strong>ion<br />
in Leichtmetall-<br />
Gusswerkstücke<br />
Faserverstärkte Leichtmetallm<strong>at</strong>rix-Composites<br />
(MMC) für vielfältige<br />
Strukturanwendungen<br />
Simul<strong>at</strong>ion <strong>der</strong> Wirkzone<br />
Strahl-Bauteil für thermokinetischeBeschichtungsprozesse <br />
Zurückgenommen<br />
Prof. Gadow<br />
Zurückgenommen<br />
Prof. Gadow<br />
Ausgeschrieben<br />
Prof. Gadow<br />
C22 AI/ST Hybridstrukturen Bear<strong>bei</strong>tung Klaus Wurster Daimler AG Prof. Liewald<br />
C23<br />
C24<br />
Strukturteile Druckguss<br />
Aluminium – Lufthärtende<br />
Legierungen für die<br />
Prozesskettenverkürzung<br />
<strong>bei</strong> <strong>der</strong> Herstellung von<br />
Leichtbau-Strukturteilen<br />
Ausgeschrieben<br />
Daimler AG Prof. Liewald<br />
Charakterisierung von<br />
Magnetspritzgießprozessen<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Minh Nguyen DFG Prof. Schinköthe<br />
* Verän<strong>der</strong>ungen in <strong>2010</strong> sind in <strong>der</strong> Tabelle fett markiert<br />
In einer Reihe von Forschungsprojekten im Rahmen von Cluster C werden Prozessd<strong>at</strong>en<br />
verschiedener M<strong>at</strong>erialbear<strong>bei</strong>tungs- und Formgebungsprozesse analysiert, um Expertenwissen<br />
zu gewinnen. Eine Vielzahl von M<strong>at</strong>erialbear<strong>bei</strong>tungsprozessen, wie das Beschichten,<br />
Laserschneiden u.a., ist komplex und von vielen Parametern abhängig. Zwei Klassen<br />
von Parametern können in <strong>der</strong> Regel unterschieden werden: Indirekte Parameter (Steuerparameter),<br />
die jedoch dem direkten Einfluss des Bedieners unterliegen, und direkte Parameter<br />
(<strong>bei</strong>spielsweise die thermophysikalischen Eigenschaften von Beschichtungsm<strong>at</strong>eria-<br />
35
lien), die messbar sind, jedoch nur indirekt über die Steuergrößen beeinflusst werden können.<br />
Die indirekten und direkten Variablen sind über komplexe, nicht-lineare Beziehungen<br />
mitein<strong>and</strong>er verbunden. Die Analyse dieser Beziehungen führt zu einer genaueren Kontrolle<br />
und einem vertieften Verständnis <strong>der</strong> Prozesse. Hierfür spielen Diagnostikwerkzeuge sowie<br />
Simul<strong>at</strong>ionstools eine bedeutende Rolle, nicht nur, um zusätzliches Prozesswissen zu gewinnen,<br />
son<strong>der</strong>n auch, um Prozesse on-line überwachen und kontrollieren zu können.<br />
Ergebnisse aus den Forschungsar<strong>bei</strong>ten im Cluster liegen für die experimentelle Prozessanalyse<br />
mit optischen Werkzeugen vor. Für den Eins<strong>at</strong>z in zerspanenden Werkzeugmaschinen<br />
wurde eine optische Sensorik zur Onlinemessung von Werkstücken und Bear<strong>bei</strong>tungswerkzeugen<br />
mit D<strong>at</strong>enauswertung simuliert und entwickelt, die kurz vor <strong>der</strong> Fertigstellung<br />
und <strong>der</strong> Fel<strong>der</strong>probung steht. Im Bereich des Laserstrahlschneidens von Metallen,<br />
ist die direkte Überwachung <strong>der</strong> erzielten Schnittqualität während des Bear<strong>bei</strong>tungsprozesses<br />
noch nicht beherrscht. Forschungsfortschritte wurden hier hinsichtlich <strong>der</strong> Steigerung<br />
des Prozessverständnisses <strong>bei</strong>m Laserstrahlschneiden sowie <strong>der</strong> Beurteilung des aktuellen<br />
Prozesszust<strong>and</strong>es hinsichtlich qualitätsrelevanter Kriterien anh<strong>and</strong> <strong>der</strong> Prozessemissionen<br />
gemacht. Dafür wurde ein maschinennahes Messsystem für das Laserschneiden entwickelt,<br />
aufgebaut und erprobt. Die gewonnenen Erkenntnisse verbessern die Modellvorstellung des<br />
Laserstrahl-Schneidprozesses. Zudem ist es mit diesem Messsystem möglich, eindeutige<br />
Merkmale zu detektieren, welche charakteristisch sind für die Erkennung von Fehlschnitten<br />
sowie die Gr<strong>at</strong>bildung <strong>bei</strong>m Edelstahl-Schmelzschneidprozess. Bei Versuchen zum Laserstrahlschweißen<br />
wurde eine koaxiale Messung <strong>der</strong> reflektierten Laserleistung integriert. Die<br />
Messung und Interpret<strong>at</strong>ion dieses Signals dient <strong>der</strong> Prozesskontrolle und lässt die Unterscheidung<br />
<strong>der</strong> <strong>bei</strong>den Laserschweißregime Wärmeleitungsschweißen und Tiefschweißen zu.<br />
Weitere Ergebnisse zur experimentellen Prozessparameteranalyse existieren hinsichtlich<br />
des thermoplastischen Spritzgießprozesses von Keramik bzw. von Magnetwerkstoffen. Hier<strong>bei</strong><br />
wurden <strong>der</strong> Einfluss von Spritzgießparametern auf die Texturbildung und von Sinterparametern<br />
auf die mechanischen Eigenschaften von keramischen Implant<strong>at</strong>en sowie <strong>der</strong><br />
Einfluss <strong>der</strong> rheologischen Compound-Eigenschaften auf den Spritzgießprozess analysiert.<br />
Die theoretische Aufar<strong>bei</strong>tung anh<strong>and</strong> von Modellbildung realer technischer Prozesse und<br />
<strong>der</strong>en Simul<strong>at</strong>ion wurde ebenfalls für verschiedene Prozesse durchgeführt. Das thermokinetische<br />
Beschichten (Thermisches Spritzen) wurde mit Hilfe strömungsmechanischer Tools<br />
(CFD) hinsichtlich verbrennungstechnischer, thermodynamischer und strömungsmechanischer<br />
Vorgänge für das Hochgeschwindigkeits- und Hochgeschwindigkeitssuspensionsflammspritzen<br />
untersucht. Durch die daraus resultierenden Ergebnisse, die experimentell<br />
verifiziert und validiert wurden, konnten die Prozesse und Anlagenkomponenten optimiert<br />
werden. Die Simul<strong>at</strong>ionsergebnisse ermöglichen ein verbessertes Verständnis <strong>der</strong> physikalischen<br />
Phänomene, die in <strong>der</strong> Brennkammer st<strong>at</strong>tfinden, und eine Abschätzung <strong>der</strong> Bedingungen<br />
<strong>bei</strong> <strong>der</strong> Verbrennung und daraus resultierend eine Vorhersage <strong>der</strong> Kenngrößen<br />
<strong>der</strong> Expansionsströmung und <strong>der</strong> Eigenschaften <strong>der</strong> Spritzpartikel (Geschwindigkeit, Temper<strong>at</strong>ur,<br />
Aufschmelzgrad), welche direkt Auswirkungen auf die Beschichtungsqualität haben.<br />
Weitere Ar<strong>bei</strong>ten bezüglich Modellierung und Simul<strong>at</strong>ion im Bereich thermokinetischer Beschichtungen<br />
haben mit <strong>der</strong> Ar<strong>bei</strong>t Kaya jüngst begonnen und zielen darauf ab, die Schnittstelle<br />
vom Prozess (CFD-Simul<strong>at</strong>ionen) zum Bauteil und den schichtspezifischen Qualitätskriterien<br />
(FEM-Berechnungen von Schichteigenspannungen und mechanischen Eigenschaften)<br />
zu schließen.<br />
Weitere Ergebnisse hinsichtlich <strong>der</strong> theoretisch/numerischen Prozessbetrachtung wurden<br />
auch für die Bear<strong>bei</strong>tung mo<strong>der</strong>ner Verbundwerkstoffe erzielt. Der Einfluss von Bohrwerk-<br />
36
zeugen auf die Delamin<strong>at</strong>ion im Zerspanungsprozess von CFK wurde untersucht und die<br />
Relevanz einer angepassten Werkzeuggeometrie eindeutig herausgestellt. Die Implementierung<br />
von Verbundwerkstoffen in die FE-Simul<strong>at</strong>ion von Umformprozessen mit hinreichen<strong>der</strong><br />
Genauigkeit und eine Simul<strong>at</strong>ionsvalidierung zur Überprüfung wurden ebenfalls erforscht und<br />
versprechen interessante Ergebnisse für den weiteren Projektverlauf. Auf dem Gebiet <strong>der</strong><br />
Spritzgießprozesse wurden ebenfalls Methoden <strong>der</strong> Prozessmodellierung angewendet. So<br />
wird <strong>bei</strong>spielsweise ein durchgängiges Simul<strong>at</strong>ionssystem für die Vorhersage <strong>der</strong> Magnetisierung<br />
kunststoffgebundener Dauermagnete erforscht, welches bisher nicht quantifizierbare<br />
Einflüsse <strong>der</strong> Werkstoffrheologie des Compounds <strong>bei</strong> komplexer anisotroper Magnetisierung<br />
berücksichtigt. Weiteres Ziel ist die Untersuchung <strong>der</strong> Formfüllung <strong>bei</strong>m Spritzgießen mit<br />
Hilfe <strong>der</strong> numerischen Simul<strong>at</strong>ion, um eine Optimierung von Prozessparametern und des<br />
Formenbaus zu erreichen. Hier existieren erste Ergebnisse, die Ar<strong>bei</strong>ten stehen jedoch noch<br />
am Anfang.<br />
Die Weiterentwicklung <strong>der</strong> Fertigungstechnik mit mo<strong>der</strong>nen Werkstoffen und Werkstoffverbunden<br />
zur Ermöglichung neuer, praxisrelevanter Anwendungen stellt einen weiteren<br />
Cluster-Schwerpunkt dar. Beschichtungstechnologien <strong>der</strong> Nano- und Mikrosystemtechnik<br />
ermöglichen <strong>bei</strong>spielsweise die Oberflächenfunktionalisierung durch Carbon Nanotubes. In<br />
diesem Forschungsthema wurden Fortschritte sowohl experimentell als auch in <strong>der</strong> Prozesssimul<strong>at</strong>ion<br />
erzielt. Ein weiteres Projekt zielt auf die Herstellung von biokeramischen Implant<strong>at</strong>en<br />
durch keramischen Spritzguss ab. Da<strong>bei</strong> wurden die Spritzparameter untersucht,<br />
Formfüllversuche durchgeführt und die Bauteileigenschaften nach dem abschließenden<br />
Sinterprozess für verschiedene Massen und Sinterparameter untersucht. Außerdem wurden<br />
Versuche zum Spritzgießen von Knieprothesen mit verschiedenen Formwerkzeugen gemacht.<br />
Die Formgebung für Kunststoff-Papierwaben-Verbunde sowie GFK-Waben-Verbunde wurde<br />
bereits bis in automobile Serienanwendungen entwickelt. Die CFK-Bear<strong>bei</strong>tung durch trennende<br />
Verfahren dagegen steht am Beginn <strong>der</strong> wissenschaftlichen Ausein<strong>and</strong>ersetzung und<br />
wird daher in mehreren Projekten sowohl unter Verwendung von Werkzeugmaschinen als<br />
auch von Strahlwerkzeugen (Laser) untersucht. Um eine effiziente und angepasste Bear<strong>bei</strong>tung<br />
analog zu metallischen Werkstoffen realisieren zu können, sind diese Werkstoffe<br />
zunächst grundlegend in Bezug auf <strong>der</strong>en Bear<strong>bei</strong>tung zu verstehen. Es existieren jedoch in<br />
<strong>bei</strong>den Projekten (Zerspanung und Laserstrahlschneiden) bereits gute Fortschritte durch<br />
Verwendung mo<strong>der</strong>nster Bear<strong>bei</strong>tungstechnologien (ultraschallunterstützte Bear<strong>bei</strong>tung<br />
einerseits und Verwendung ultrakurz-gepulster Laser <strong>and</strong>ererseits).<br />
Die Wechselwirkungen zwischen Prozess- und Fertigungstechnik mit Industriepolitik wird im<br />
Cluster ebenfalls berücksichtigt. Die Beurteilung von ökonomischen und ökologischen Faktoren<br />
<strong>bei</strong> <strong>der</strong> konzeptionellen Einsetzung <strong>der</strong> entwickelten Technologie in <strong>der</strong> Industrie trifft<br />
auf eine Vielzahl von Forschungsthemen in Cluster C zu. Das Potential eines Remote-<br />
Laserschweißprozesses an Aluminium wurde abgeschätzt und unter ökonomischen und<br />
ökologischen Aspekten beurteilt. Der Vergleich mit dem konventionellen Laserschweißverfahren<br />
mit Zus<strong>at</strong>zwerkstoff offenbart weitreichende Vorteile, die von einer erhöhten Wirtschaftlichkeit<br />
bis hin zu einer Vergrößerung des Innov<strong>at</strong>ionspotentials zur Sicherung eines<br />
langfristigen Unternehmenserfolges reichen. Im Bereich <strong>der</strong> Umformtechnik wird die Generierung<br />
und Analyse eines Recykl<strong>at</strong>m<strong>at</strong>erials, welches aus einem S<strong>and</strong>wichverbund erzeugt<br />
wird, sowie die ganzheitliche Bilanzierung von Primärenergien und Energieaufwendung<br />
in <strong>der</strong> Nutzungsphase durchgeführt. Weiterhin wird in einem eigenen Projekt die<br />
energie- und ressourcenschonende Produktion in <strong>der</strong> Industrie untersucht (dieses Projekt<br />
37
startete jedoch erst vor einem halben Jahr). Die Folgen von Technologietransfer für die industrielle<br />
Entwicklung von Schwellenlän<strong>der</strong>n unter Berücksichtigung strukturellen W<strong>and</strong>els<br />
ist ein weiteres Projekt, welches die Prozesstechnik mit gesellschaftlichen Belangen verknüpft.<br />
Da<strong>bei</strong> wurden bislang Fortschritte in <strong>der</strong> Simul<strong>at</strong>ion von Prozessen des Technologietransfers<br />
sowie des Wissenstransfers durch systemplanerische Methoden erzielt; die Prozessbetrachtung<br />
erfolgt da<strong>bei</strong> aus <strong>der</strong> Sicht von Unternehmen, welche in den entsprechenden<br />
Län<strong>der</strong>n aktiv werden wollen, könnte jedoch auch von öffentlichen Stellen für str<strong>at</strong>egische<br />
planerische Betrachtungen von ITT-Prozessen eingesetzt werden. Eine Validierung<br />
anh<strong>and</strong> von D<strong>at</strong>en, die durch Kooper<strong>at</strong>ion mit Behörden und öffentlichen Einrichtungen erhoben<br />
werden sollen, steht noch aus, ist jedoch in Planung (als Beispiel soll hier Algerien<br />
dienen).<br />
Forschungsst<strong>and</strong> ausgewählter Projekte in Cluster C<br />
Thema: Keramische Nanocomposites und Bauteile für biomedizinische<br />
Anwendungen<br />
Zusammenfassung<br />
38<br />
Doktor<strong>and</strong>: M. Eng. Mohamed Ayman Abou El Ezz<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Rainer Gadow<br />
Prof. Dr.-Ing. Bernhard Mitschang<br />
Prof. Dr.-Ing. Eberhard Roos<br />
Projektbeginn: August 2009<br />
Prof. Dr. Dines Christen, Universität Tübingen – HBS<br />
E-mail: mabouelezz@gsame.uni-stuttgart.de<br />
The manufacturing of ceramic composites for biomedical applic<strong>at</strong>ions<br />
Zirconia toughened alumina (ZTA) composites are known for their high hardness, toughness,<br />
wear resistance <strong>and</strong> mechanical strength. Due to these properties ZTA m<strong>at</strong>erials are<br />
frequently used in cutting tools, tribological applic<strong>at</strong>ions <strong>and</strong> biomedical implants. Ceramic<br />
injection molding is one of the most performing manufacturing technologies for mass<br />
production of ceramic components with complex shapes <strong>and</strong> small or medium size. In or<strong>der</strong><br />
to improve the mechanical properties of injection molded <strong>and</strong> pressureless sintered ZTA –<br />
especially toughness <strong>and</strong> hardness – it was <strong>at</strong>tempted to add yttria <strong>and</strong> chromia as YCrO3 to<br />
a ZTA containing 10 vol-% monoclinic zirconia <strong>and</strong> thus achieve higher hardness by<br />
distortion of the alumina l<strong>at</strong>tice <strong>and</strong> higher toughness by introducing a concentr<strong>at</strong>ion gradient<br />
of yttria in the zirconia reinforcement. Sintering conditions were varied system<strong>at</strong>ically<br />
according to a 2³ full factorial DOE plan to optimize the properties. Results showed th<strong>at</strong><br />
compared to conventional ZTA with identical yttria content of 1.5-mol-%, toughness <strong>and</strong><br />
strength can be improved by adding yttria as via YCrO3 precursor. Higher hardness was not<br />
observed, probably due to the lower sintering activity of the chromia containing ZTA which<br />
requires higher he<strong>at</strong> tre<strong>at</strong>ment temper<strong>at</strong>ures.
Thema: Technologietransfer und industrielle Entwicklung in Schwellen-<br />
län<strong>der</strong>n unter strukturellem W<strong>and</strong>el<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>: M. Sc. Houssam Eddine Bessam<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Rainer Gadow<br />
Prof. Dr. Ulli Arnold<br />
Projektbeginn: 01/<strong>2010</strong><br />
Prof. Dr. H.-J. Burchardt, Universität Kassel - HBS<br />
E-Mail: Houssam-Eddine.Bessam@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Intern<strong>at</strong>ional Knowledge Transfer as means of Intern<strong>at</strong>ional Technology Transfer:<br />
Conceptual Issues<br />
Intern<strong>at</strong>ional Technology Transfer (ITT) process <strong>and</strong> Intern<strong>at</strong>ional Knowledge Transfer (IKT)<br />
process are modeled using the function modeling methodology IDEF0. Without IKT, ITT does<br />
not take place, as knowledge is the key to control technology as a whole. This rel<strong>at</strong>ionship is<br />
addressed by combining them in one model.<br />
Sequences of activities th<strong>at</strong> constitute ITT process are triggered by market requirements.<br />
The built model allows defining the characteristics of production technology. After defining<br />
future system characteristics, Analytic Hierarchy Process AHP method is proposed to determine<br />
the best altern<strong>at</strong>ive of among many suppliers by using certain criteria <strong>and</strong> priorities. The<br />
channel of ITT is selected by using an intuitive developed method of a m<strong>at</strong>rix to reduce the<br />
complexity of the problem. The proposed process of ITT is strengthened by (input, output<br />
<strong>and</strong> process) indic<strong>at</strong>ors to check the success or failure of the whole process. These indic<strong>at</strong>ors<br />
are introduced in particular steps of the ITT process.<br />
IKT process is crucial in the process of the ITT therefore they should consi<strong>der</strong>ed simultaneously<br />
in any project of ITT or even research studies. The proposed IKT process description<br />
relies mostly on importing goods or services <strong>and</strong> human resource interactions.<br />
Thema: Prozessoptimierung für Schichtverbundbauteile durch numerische<br />
Simul<strong>at</strong>ion von Strömungsvorgängen <strong>bei</strong> <strong>der</strong> thermokinetischen Beschichtung<br />
Doktor<strong>and</strong>in: Dr. -Ing. Esther Dongmo<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Rainer Gadow<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Prof. Dr.-Ing. Bernhard Mitschang<br />
Projekt: Juli 2008 bis Juni <strong>2010</strong>, Abschluß <strong>der</strong> Promotion<br />
E-mail: esther.dongmo@gsame.uni-stuttgart.de<br />
39
Zusammenfassung<br />
Prozessoptimierung von thermokinetischen Beschichtungsverfahren (HVOF und HVSFS)<br />
mittels numerischer Simult<strong>at</strong>ion<br />
Die Nachfrage nach qualit<strong>at</strong>iv hochwertigen dünnen Schichten mit sehr guten mechanischen,<br />
chemischen sowie thermischen Eigenschaften gewinnt für die Beschichtung von<br />
Bauteiloberflächen in jüngster Zeit immer mehr an Bedeutung. Dies h<strong>at</strong> in den letzten Jahren<br />
zur Optimierung und Weiterentwicklung des überschallschnellen Pulverflammspritzens<br />
HVOF (High-Velocity Oxy-Fuel Spraying) sowie zur Entwicklung des überschallschnellen<br />
Suspensionsflammspritzens HVSFS (High-Velocity-Suspension-Flame-Spraying) für das<br />
thermische Spritzen von Mikro/Nanom<strong>at</strong>erialien geführt.<br />
Auf Grund <strong>der</strong> Komplexität dieser Prozesse können experimentelle Versuche nicht mehr als<br />
einzige Methode in <strong>der</strong> Weiterentwicklung eingesetzt werden. Mo<strong>der</strong>ne Techniken wie die<br />
m<strong>at</strong>hem<strong>at</strong>ische Beschreibung <strong>der</strong> zugehörigen Prozesse sind geeignete Ergänzungen zu<br />
den experimentellen Versuchen und bieten die besten Voraussetzungen für die Optimierung/Analyse<br />
und Weiterentwicklung des HVOF und HVSFS.<br />
In Rahmen dieser Untersuchung wird zunächst das HVOF-Grundmodell erstellt, welches so<br />
genau wie möglich alle komplexen Eigenschaften des Spritzprozesses beschreit. Nach Modellbildung<br />
und Validierung des HVOF-Grundmodells soll eine Entwicklung des HVSFS-<br />
Grundmodells auf Basis eines realitätsnahen HVOF-Modells erfolgen.<br />
Thema: Technologie zur Oberflächenmodifik<strong>at</strong>ion von fluidischen Systemen<br />
Zusammenfassung<br />
40<br />
Doktor<strong>and</strong>: M. Sc. Zhiyu Fan<br />
Thesis Committee: Prof. Dr.-Ing. Hermann S<strong>and</strong>maier<br />
Prof. Dr.-Ing. Bernhard Mitschang<br />
Projektbeginn: Juni 2009<br />
Dipl.-Ing. MBA Ivica Kolaric, Fraunhofer IPA<br />
E-Mail: zhiyu.fan@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Nichtlineare elektrische Leitfähigkeit von CNT-Polymer- Verbundwerkstoffen<br />
Die elektrische Leitfähigkeit verschiedener Nanokomposite (dünne Gold-Schichten, Carbon<br />
Black/Polyester, Carbon Black/Wachs, CNT/PDMS, Ni/PP und HDPE/Graphit) weist in entsprechenden<br />
Messungen ein nichtlineares Verhalten <strong>der</strong> Strom-Spannungskennlinie (IU-<br />
Kennlinie) auf.<br />
In dieser Ar<strong>bei</strong>t werden auf <strong>der</strong> Basis des Modells von Gupta et al. [1] zufällige zweidimensionale<br />
Wi<strong>der</strong>st<strong>and</strong>snetzwerke aus ohmschen Verbindungen und Tunnelverbindungen simuliert.<br />
Die ohmschen Verbindungen werden zufällig verteilt. Eine potenzielle Tunnelverbindung<br />
existiert nur zwischen benachbarten Knoten. Diese Tunnelverbindung ist aktiv, wenn die<br />
Spannungsdifferenz zwischen zwei Nachbarknoten größer als eine Schwellspannung ist.
Dies führt zu einem nichtlinearen Verhalten <strong>der</strong> elektrischen Leitfähigkeit des gesamten<br />
Wi<strong>der</strong>st<strong>and</strong>snetzwerks. Abhängig von <strong>der</strong> jeweiligen mittleren Anzahl <strong>der</strong> ohmschen Verbindungen<br />
än<strong>der</strong>t sich das nichtlineare Verhalten <strong>der</strong> IU-Kennlinie des Wi<strong>der</strong>st<strong>and</strong>snetzwerks.<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist es, ein besseres Verständnis und die Vorhersagefähigkeit<br />
<strong>der</strong> elektrischen Leitfähigkeit von Nanokompositen zu erzielen.<br />
[1] Gupta et al. Phys. Rev. B Vol. 57, Nr. 6, 1998<br />
Thema: Werkzeugintegrierte optische Sensorik zur Onlinemessung von<br />
Werkstücken und Bear<strong>bei</strong>tungswerkzeugen<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl. -Ing. David Fleischle<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Wolfgang Osten<br />
Prof. Dr. Rainer Gadow<br />
Prof. Dr. Thomas Ertl<br />
Projektbeginn: April 2008<br />
E-mail: david.fleischle@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Optische Messtechnik für die In-Line Prozessüberwachung<br />
Um in <strong>der</strong> mo<strong>der</strong>nen Produktionstechnik eine hohe Prozesssicherheit <strong>bei</strong> kurzen Produktionszeiten<br />
zu gewährleisten, ist eine Überwachung und Regelung <strong>der</strong> Fertigungsprozesse notwendig.<br />
Ein Optimum stellt die direkte Online-Überwachung qualitätsrelevanter Merkmale mit<br />
Hilfe optischer Sensoren dar. Diese eignen sich für diese Aufgabenstellung beson<strong>der</strong>s wegen<br />
<strong>der</strong> berührungslosen und zerstörungsfreien Messung aber auch wegen <strong>der</strong> hohen Parallelisierung<br />
<strong>bei</strong> <strong>der</strong> D<strong>at</strong>enerfassung. Allerdings ar<strong>bei</strong>ten optische Sensoren in rauen Umgebungen<br />
(Vibr<strong>at</strong>ionen, Temper<strong>at</strong>urän<strong>der</strong>ungen, Kontamin<strong>at</strong>ion etc.) unzuverlässig, falls keine entsprechenden<br />
Vorkehrungen getroffen werden.<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist die Erar<strong>bei</strong>tung von Ansätzen, um die Stabilität und Zuverlässigkeit<br />
von optischen Messprinzipien zu steigern. Dazu erfolgt zuerst die Beschreibung <strong>der</strong><br />
Merkmale, die für eine Überwachung des Prozesses notwendig sind. In einer Klassifik<strong>at</strong>ion<br />
<strong>der</strong> Überwachungskonzepte werden die verschiedenen Vor- und Nachteile vorgestellt. In<br />
einem weiteren Schritt erfolgt die Erar<strong>bei</strong>tung und Bewertung von Lösungsansätzen. Hier wird<br />
sowohl die konstruktive Lösung über ein robustes mechanisches Design beschrieben, als<br />
auch ein modellbasierter Ans<strong>at</strong>z, <strong>der</strong> auf einer Simul<strong>at</strong>ion <strong>der</strong> Auswirkungen von Störgrößen<br />
auf das Messsignal beruht.<br />
41
Thema: Erweiterung <strong>der</strong> Werkstoffeins<strong>at</strong>zgrenzen mittels Beschichtungen<br />
Doktor<strong>and</strong>: M.Sc. Alper Kayer<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Rainer Gadow<br />
Prof. Dr.-Ing. Eberhard Roos<br />
Prof. Dr. Thomas Ertl<br />
Projektbeginn: Juli <strong>2010</strong><br />
Zusammenfassung<br />
Im Betrieb werden Werkstoffe mechanischen, thermischen, triologischen und korrosiven<br />
Belastungen ausgesetzt. Eine Kombin<strong>at</strong>ion dieser Belastungen kann Verschleiß bzw. punktuelle<br />
Schädigungen verstärken und die Lebensdauer des Bauteils deutlich verkürzen. Werkstoffe,<br />
die diesen verschärften Anfor<strong>der</strong>ungen entsprechen, sind in <strong>der</strong> Regel teuer. Aus ökonomischen<br />
Gründen wäre die Anwendung von kostengünstigen Werkstoffen, die durch entsprechende<br />
Beschichtungen geschützt werden, wünschenswert. Um ihrer Rolle gerecht zu<br />
werden, müssen diese Schutzschichten ein entsprechendes Eigenschaftsprofil aufweisen und<br />
mit dem Substr<strong>at</strong> in mechanischem, thermophysikalischem und chemischem Sinne komp<strong>at</strong>ibel<br />
sein. Wird dies durch m<strong>at</strong>erial- und prozessgerechte Optimierung erreicht, können in<br />
weiten Grenzen anwendungsspezifische Schichteigenschaften gezielt erzeugt werden,<br />
wodurch sich Schichtverbunde gegenüber massiven Werkstoffen nicht nur durch Kosten-,<br />
son<strong>der</strong>n auch durch Performancevorteile abheben können.<br />
Thema: Charakterisierung von Magnetspritzgießprozessen<br />
Zusammenfassung<br />
42<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Ing. Minh Nguyen<br />
Thesis Committee: Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schinköthe,<br />
Prof. Dr.-Ing. Manfred Berroth<br />
Projektbeginn: Mai <strong>2010</strong><br />
E-Mail: minh.nguyen@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Aufgrund <strong>der</strong> geringeren magnetischen Eigenschaften gegenüber Sintermagneten werden<br />
kunststoffgebundene Dauermagnete überwiegend in Kleinantrieben und als Signalgeber von<br />
Winkel- und Wegmesssensoren eingesetzt. Die Formgebung erfolgt durch Spritzgießen,<br />
wo<strong>bei</strong> sich verfahrensbedingte Vorteile in <strong>der</strong> Formfreiheit, Polteilung und <strong>der</strong> Wirtschaftlichkeit<br />
<strong>der</strong> Bauteile ergeben.<br />
Die Vorhersage <strong>der</strong> Magnetisierung kunststoffbasierter Dauermagnete mit komplexen,<br />
anisotropen Magnetisierungszuständen stellt ein großes Problem dar. Es existieren bereits<br />
Teillösungen für die Simul<strong>at</strong>ion des Erregerfeldes, die Füllsimul<strong>at</strong>ion <strong>der</strong> Kavität und die Berechnung<br />
des resultierenden Magnetfeldes <strong>bei</strong> ideal isotropem Werkstoffgefüge. Ein durchgängiges<br />
Simul<strong>at</strong>ionssystem unter Berücksichtigung aller Aspekte liegt zurzeit nicht vor.
Ziel des Forschungsprojekts ist <strong>der</strong> Aufbau eines Simul<strong>at</strong>ionssystems für die Berechnung <strong>der</strong><br />
magnetischen Eigenschaften kunststoffbasierter Dauermagnete mit komplexer, anisotroper<br />
Magnetisierung unter Berücksichtigung <strong>der</strong> Rheologie des Compounds.<br />
Dazu sollen isotrope und anisotrope kunststoffgebundene Dauermagnete hergestellt und<br />
magnetisiert werden. Anh<strong>and</strong> <strong>der</strong> magnetischen Eigenschaften <strong>der</strong> fertigen Formteile werden<br />
Einflussfaktoren für die Anisotropie und Rheologie des Compounds ermittelt und in ein<br />
erweitertes Simul<strong>at</strong>ionssystem eingebunden.<br />
Thema: Hochleistungsbear<strong>bei</strong>tung von n<strong>at</strong>ürlichen und künstlichen Ver-<br />
bundwerkstoffen<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Wirtsch.-Ing. (FH) Tobias Pfeifroth<br />
Thesis Committee: Prof. Dr.-Ing. Uwe Heisel<br />
Prof. Dr. Rainer Gadow<br />
Projektbeginn: Juli 2009<br />
E-Mail: tobias.pfeifroth@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Verbesserte Bohrbear<strong>bei</strong>tung Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe mithilfe innov<strong>at</strong>iver<br />
Bear<strong>bei</strong>tungsstr<strong>at</strong>egien<br />
Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) in Form von Kohlenstofffaserverstärkten o<strong>der</strong> Glasfaserverstärkten<br />
Kunststoffen (CFK o<strong>der</strong> GFK) finden heute verbreitet Anwendung: in <strong>der</strong> Luftfahrtindustrie,<br />
<strong>der</strong> Windenergiebranche, dem Automobilbau und vielen weiteren Bereichen.<br />
Den Vorteilen dieser M<strong>at</strong>erialien, insbeson<strong>der</strong>e von CFK, wie vor allem hohe Festigkeit und<br />
Steifigkeit <strong>bei</strong> geringer Dichte und somit geringem Gewicht sowie die endkonturnahe Herstellung,<br />
stehen Nachteile <strong>bei</strong> <strong>der</strong> Zerspanung gegenüber. Diese Nachteile sind werkstoffspezifische<br />
Bear<strong>bei</strong>tungsfehler wie <strong>bei</strong>spielsweise Delamin<strong>at</strong>ion, Kantenausbrüche, Ausfransungen<br />
o<strong>der</strong> Verbrennungen sowie eine beson<strong>der</strong>e Beanspruchung <strong>der</strong> Werkzeuge.<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist die Verhin<strong>der</strong>ung beziehungsweise die Reduzierung <strong>der</strong><br />
Bauteilfehler und Werkzeugschäden <strong>bei</strong> <strong>der</strong> Zerspanung von Kohlenstofffaserverstärkten<br />
Kunststoffen.<br />
Zur objektiven Bewertung <strong>der</strong> Bear<strong>bei</strong>tungsqualität definierter CFK-Werkstoffe werden zunächst<br />
die Bauteilfehler analysiert, passende Messverfahren ausgewählt und entsprechende<br />
Messgrößen definiert. Basierend auf diesen Erkenntnissen werden neue Bohrwerkzeuge<br />
entwickelt, die sowohl höhere St<strong>and</strong>zeiten erreichen als auch bessere Bear<strong>bei</strong>tungsergebnisse<br />
erzielen. Des Weiteren wird <strong>der</strong> Einfluss einer Schwingungsüberlagerung im Ultraschallbereich<br />
auf die Bohrbear<strong>bei</strong>tung untersucht.<br />
43
Thema: Diagnostik für den Laserschneidprozess<br />
Zusammenfassung<br />
44<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Wirtsch.-Ing. David Schindhelm<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Thomas Graf<br />
Prof. Dr.-Ing. Manfred Berroth<br />
Projektbeginn: Juni 2008<br />
Dr. Gerhard Hammann,<br />
Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG<br />
Dr. Tim Hesse,<br />
Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG<br />
E-mail: david.schindhelm@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Laserstrahlschneiden ist eines <strong>der</strong> bedeutendsten industriellen Laserm<strong>at</strong>erialbear<strong>bei</strong>tungsverfahren<br />
und eine seit Jahrzehnten etablierte Fertigungstechnologie. Bereits heute h<strong>at</strong><br />
das Trennen von Blechen mittels Laser einen vergleichbar hohen Autom<strong>at</strong>isierungsgrad erreicht.<br />
Jedoch ist eine In-Prozess-Überwachung <strong>der</strong> t<strong>at</strong>sächlich erzielten Schneidqualität<br />
noch nicht vollständig als Best<strong>and</strong>teil dieser Autom<strong>at</strong>isierung möglich.<br />
Vor diesen Hintergründen ist es Ziel dieser Ar<strong>bei</strong>t, den Laserschneidprozess mithilfe einer<br />
Sensorik zu überwachen. Dadurch soll eine gleich bleibend hohe Schnittqualität In-Prozess<br />
sichergestellt werden. Die hauptsächlichen Qualitätsanfor<strong>der</strong>ungen <strong>bei</strong>m Laserstrahlschneiden<br />
stellen die Vermeidung von Fehlschnitten dar, die zu kompletter Ausschussproduktion<br />
führen würden. Darüber hinaus sind qualitätsrelevante Kriterien wie Gr<strong>at</strong>freiheit<br />
<strong>der</strong> Schnittkanten sowie geringe Schnittflächenrauhigkeit fertigungstechnische Ziele.<br />
Im Beitrag wird ein maschinennahes Messsystem vorgestellt, welches mittels optischer Sensoren<br />
in <strong>der</strong> Lage ist, den ablaufenden Laserschneidprozess über geometrische sowie thermische<br />
Messgrößen <strong>der</strong> Wechselwirkungszone zu erfassen. Ergänzt wird diese Diagnosesensorik<br />
um ein Spektrometer.<br />
Thema: Erhöhung des Umformpotentials von S<strong>and</strong>wichbauteilen<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.- Ing. Benno Stamp<br />
Thesis Committee: Prof. Dr.-Ing. Klaus Drechsler<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Projektbeginn: Juli 2008<br />
Dr. Ralf Greiner, Daimler AG<br />
E-Mail: benno.stamp@gsame.uni-stuttgart.de
Zusammenfassung<br />
Bauteile aus Papierwaben und thermoplastisch faserverstärkten Deckschichten für den<br />
Großserieneins<strong>at</strong>z im Automobilbau<br />
Die Automobilindustrie steht vor großen Herausfor<strong>der</strong>ungen. Durch die n<strong>at</strong>ürliche Begrenzung<br />
fossiler Kraftstoffe und die steigenden Energiekosten ist eine Effizienzsteigerung <strong>der</strong><br />
Fahrzeuge unumgänglich. Neben <strong>der</strong> Erhöhung des motorischen Wirkungsgrades stellt<br />
<strong>der</strong> effiziente Leichtbau die bedeutendste ‚Stellschraube’ dar.<br />
Im Rahmen des Forschungsprojekts wird eine Technologie, S<strong>and</strong>wichbauteile mit<br />
Wabenkernen, die in <strong>der</strong> Luft- und Raumfahrt seit Jahren etabliert ist, auf die spezifischen<br />
Bedürfnisse des Fahrzeugbaus transformiert. Um dieses Ziel zu erreichen, werden neue<br />
M<strong>at</strong>erialkombin<strong>at</strong>ionen untersucht sowie ein werkstoffspezifisches Herstellungsverfahren<br />
in Verbindung mit neuen Prozesstechniken entwickelt, das die gefor<strong>der</strong>ten kurzen Zykluszeiten<br />
und niedrigen Herstellungs- und M<strong>at</strong>erialkosten ermöglichen soll. Hier<strong>bei</strong> wird aus<br />
ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten Recycling-Papier als Kernm<strong>at</strong>erial und<br />
zur Realisierung <strong>der</strong> kurzen Zykluszeiten ein thermoplastisches M<strong>at</strong>rixsystem <strong>der</strong> Deckschichten<br />
verwendet. Im Rahmen des Projektes wird anh<strong>and</strong> von seriennahen Bauteilen<br />
die neue Werkstoffkombin<strong>at</strong>ion und die dazugehörige Prozesstechnologie erprobt und<br />
somit eine neue, großserientaugliche Leichtbautechnologie dargestellt.<br />
Thema: Remote-Laserstrahlschweißen von Aluminium<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Ing. Peter Stritt<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Thomas Graf<br />
Prof. Dr.-Ing. Manfred Berroth<br />
Projektbeginn: März 2009<br />
Dr.-Ing. Klaus Koglin, Audi AG<br />
Steffen Müller, Audi AG<br />
E-mail: peter.stritt@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Zur Senkung des Karosseriegewichtes und zur Reduktion <strong>der</strong> im Fahrbetrieb entstehenden<br />
CO2-Emissionen werden im Automobilbau zunehmend Leichtbauwerkstoffe sowie ein funktionsoptimierter<br />
Werkstoffmix eingesetzt. Die Verbindung dieser Werkstoffe erfor<strong>der</strong>t eine<br />
ständige Optimierung und Weiterentwicklung <strong>der</strong> angew<strong>and</strong>ten Fügeverfahren.<br />
Eine weit verbreitete Möglichkeit, den Leichtbauwerkstoff Aluminium thermisch zu fügen,<br />
stellt das Laserschweißen dar. Neben dem fokussierten Laserstrahl ist hier – St<strong>and</strong> <strong>der</strong><br />
Technik – die Verwendung eines Zus<strong>at</strong>zwerkstoffes erfor<strong>der</strong>lich, um <strong>der</strong> Entstehung von<br />
Heißrissen entgegen zu wirken. Der Eins<strong>at</strong>z dieses Zus<strong>at</strong>zwerkstoffes führt aufgrund <strong>der</strong><br />
komplexen H<strong>and</strong>habung zu langen Fertigungs- und Nebenzeiten und ist somit unerwünscht.<br />
Erstrebenswert ist die Umsetzung eines Remote-Laserschweißverfahrens, welches <strong>bei</strong>m<br />
Fügen von Stahlwerkstoffen bereits erfolgreich eingesetzt wird. Hier<strong>bei</strong> werden Bauteile mit<br />
45
einem Laser aus großem Abst<strong>and</strong> ohne Zus<strong>at</strong>zwerkstoffe hochproduktiv geschweißt. Die<br />
Erfahrungen mit diesem Verfahren <strong>bei</strong>m Schweißen von Stahlwerkstoffen zeigen, dass<br />
neben den speziellen physikalisch-technischen Eigenschaften – wie geringe Strukturbeeinflussung,<br />
hohe Genauigkeit – vor allem die sehr gute Integr<strong>at</strong>ionsfähigkeit dieses Schweißverfahrens<br />
in autom<strong>at</strong>isierten Montageanlagen mit kurzen Taktzeiten von Vorteil ist. Hohe<br />
Flexibilität und Adaptionsfähigkeit des Remote-Verfahrens sind weitere positive Eigenschaften.<br />
Die system<strong>at</strong>ische Weiterentwicklung des Remote-Laserschweißens im Hinblick auf eine<br />
Schweiß-Applik<strong>at</strong>ion an Aluminium-Werkstoffen ist Gegenst<strong>and</strong> <strong>der</strong> aktuellen Forschungsar<strong>bei</strong>t.<br />
Die entstehenden Perspektiven, die dieses innov<strong>at</strong>ive Fügeverfahren in Bezug auf<br />
eine verbesserte Ressourcenausnutzung sowie eine Reduktion unproduktiver Nebenzeiten<br />
bietet, sind erheblich. Dieses Potenzial des Remote-Verfahrens zur Kostensenkung und Effizienzsteigerung<br />
wird durch ein konkretes Anwendungs<strong>bei</strong>spiel <strong>der</strong> AUDI AG, dem<br />
Schweißen von Pkw-Türrahmen, fassbar.<br />
Thema: AI/ST Hybridstrukturen<br />
Zusammenfassung<br />
46<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Ing. Klaus Wurster<br />
Thesis Committee Prof. Dr.-Ing. M<strong>at</strong>hias Liewald<br />
Prof. Dr. Horst E. Friedrich, DLR<br />
Projektbeginn: Juni <strong>2010</strong><br />
Dr.-Ing. Karl-Heinz Füller, Daimler AG<br />
E-Mail: klaus.wurster@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Designfreiheit im Karosserieleichtbau durch innov<strong>at</strong>ive Umformtechnologien<br />
Innov<strong>at</strong>ive Ansätze für die Umsetzung von wirtschaftlichen Leichtbaukonzepten in den Pkw-<br />
Karosseriebau gewinnen in <strong>der</strong> Fahrzeugentwicklung zunehmend an Bedeutung. Treiber<br />
dieser Entwicklung ist neben gesetzlichen Bestimmungen zu Emissionsgrenzen vor allem<br />
das Spannungsfeld zwischen Designfreiheit und Leichtbau.<br />
Ziel dieses Forschungsprojekts ist daher die Erhöhung <strong>der</strong> Designfreiheit durch die Untersuchung<br />
neuer Werkstoffe und innov<strong>at</strong>iver Umformverfahren. In zukünftigen Fahrzeuggener<strong>at</strong>ionen<br />
sollen dadurch komplexere Bauteilgeometrien und anspruchsvollere Designs<br />
realisiert werden können. Hierfür werden zunächst die Anfor<strong>der</strong>ungen einzelner Bauteile und<br />
Fahrzeugkomponenten hinsichtlich Design, Festigkeit und Steifigkeit ermittelt. Im Anschluss<br />
werden Str<strong>at</strong>egien zur Steigerung <strong>der</strong> Umformbarkeit von Leichtbauwerkstoffen entwickelt<br />
und hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit bewertet. Daraus können Leichtbaukonzepte abgeleitet<br />
sowie virtuell und experimentell erprobt werden. Für die virtuelle Erprobung kommt die<br />
Methode <strong>der</strong> FE-Simul<strong>at</strong>ion zur Anwendung, die mit einer Optimierungssoftware auf Basis<br />
multivari<strong>at</strong>er St<strong>at</strong>istik gekoppelt werden kann. Dadurch können einflussreiche Prozessparameter<br />
ermittelt und optimiert sowie Aussagen zur Prozessrobustheit getroffen werden.
3.4. Cluster D – Netzwerke in <strong>der</strong> Produktion<br />
Clusterdirektor: Prof. em. Dr. Erich Zahn<br />
E-Mail: erich.zahn@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Eine reibungslose durchorganisierte Wertschöpfungskette vom Lieferanten bis zur M<strong>at</strong>erial-<br />
und Ar<strong>bei</strong>tspl<strong>at</strong>zplanung ist ein Schlüsselfaktor für eine kosteneffiziente Produktion. Den<br />
Anfor<strong>der</strong>ungen, die durch geringe Losgrößen, kundenindividuelle Erzeugnisse sowie eine<br />
hohe Prozess- und Produktkomplexität und On-dem<strong>and</strong> Herstellung an diese Organis<strong>at</strong>ionen<br />
gestellt werden, kann durch das klassische, auf große Stückzahlen und simple Prozesse<br />
ausgerichtete Lean Management nicht begegnet werden. Aus diesem Grunde wird eine<br />
St<strong>and</strong>ardisierungsiniti<strong>at</strong>ive erfor<strong>der</strong>lich sein, die alle Aspekte mo<strong>der</strong>ner Produktionsnetzwerke<br />
integriert. Ein beson<strong>der</strong>er Fokus liegt da<strong>bei</strong> auf <strong>der</strong> Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit<br />
von Systemen und <strong>der</strong> Nutzung von Synergien.<br />
Gesamt DFG/DAAD Industrie<br />
laufende 5 4 1<br />
offene 1 - 1 St<strong>and</strong>by<br />
Zusammenfassung des Forschungsst<strong>and</strong>es des Clusters<br />
Tabelle mit Übersicht <strong>der</strong> Forschungsthemen des Clusters<br />
Nr. Forschungsthema St<strong>at</strong>us* Doktor<strong>and</strong> Finanzierung Erstbetreuer<br />
D1<br />
D2<br />
D3<br />
D4<br />
D5<br />
D6<br />
Integr<strong>at</strong>ed Str<strong>at</strong>egic<br />
Supply Chain<br />
Management -<br />
Schwerpunkt 1<br />
D<strong>at</strong>enverwaltung und<br />
Inform<strong>at</strong>ionsbereitstellung<br />
in <strong>der</strong> Echtzeitfabrik<br />
Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Integr<strong>at</strong>ives Management<br />
hybri<strong>der</strong> Leistungsbündel Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Steigerung <strong>der</strong> Unternehmensflexibilität<br />
in <strong>der</strong><br />
Produktion durch Inform<strong>at</strong>ionstechnik<br />
Optimierung einer<br />
Mischfertigung<br />
Kunden als Ko-<br />
Produzenten<br />
Zurückgenommen<br />
St<strong>and</strong>by<br />
Zurückgenommen<br />
Mustafa<br />
Incekara<br />
Jorge<br />
Minguez<br />
David<br />
Baureis<br />
DFG Prof. Arnold<br />
DFG Prof. Mitschang<br />
DFG Prof. Zahn<br />
Leitz GmbH &<br />
Co.<br />
Kooper<strong>at</strong>ionspartner<br />
Prof. Herzwurm<br />
Prof. Westkämper<br />
Prof. Arnold<br />
47
Nr. Forschungsthema St<strong>at</strong>us* Doktor<strong>and</strong> Finanzierung Erstbetreuer<br />
D7<br />
D8<br />
D9<br />
48<br />
Lieferantenmanagement<br />
und Jushuku-Gruppen<br />
Integr<strong>at</strong>ed Str<strong>at</strong>egic<br />
Supply Chain<br />
Management -<br />
Schwerpunkt 2<br />
Integriertes Projektmanagement<br />
für Produktionsnetzwerke <br />
Zurückgenommen<br />
Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Donald<br />
Neumann<br />
Claudia<br />
Piesche<br />
* Verän<strong>der</strong>ungen in <strong>2010</strong> sind in <strong>der</strong> Tabelle fett markiert<br />
Robert Bosch<br />
GmbH<br />
Prof. Zahn<br />
DAAD Prof. Zahn<br />
Fraunhofer<br />
IPA<br />
Prof. Westkämper<br />
Im Cluster D „Netzwerke in <strong>der</strong> Produktion“ werden fünf Doktor<strong>and</strong>en betreut, ein Doktor<strong>and</strong><br />
in Kooper<strong>at</strong>ion mit dem Cluster E „IKT für die Produktion“.<br />
Die Schwerpunkte <strong>der</strong> Forschungsvorhaben umfassen ein weites Feld von <strong>der</strong> Hybridisierung<br />
<strong>der</strong> Wertschöpfung durch Dienstleistungserbringung in Netzwerken, über die Bewertung<br />
von Hersteller-Lieferanten-Partnerschaften <strong>bei</strong> radikalen Produktinnov<strong>at</strong>ionen bis<br />
hin zur agentenbasierten Simul<strong>at</strong>ion von kulturellen Einflussfaktoren <strong>bei</strong> komplexen Supply-<br />
Chain-Netzwerken.<br />
Die Unterstützung <strong>der</strong> Forschungsar<strong>bei</strong>ten wurde durch das clusterspezifische Ausbildungsprogramm<br />
gesichert, <strong>bei</strong> dem gleichzeitig Schwerpunkte in <strong>der</strong> Forschung vertieft wurden. Im<br />
Einzelnen h<strong>and</strong>elt es sich da<strong>bei</strong> um die folgenden Themen:<br />
� Grenzen des Wachstums<br />
Die durch den Club of Rome in Auftrag gegebene Studie untersuchte anh<strong>and</strong> eines<br />
entwickelten Weltmodells die globalen, interdependenten Auswirkungen <strong>der</strong> Indik<strong>at</strong>oren<br />
Industrieproduktion, Bevölkerung, Nahrungsmittel, Ressourcen und Umweltverschmutzung.<br />
Auf Basis <strong>der</strong> Originalveröffentlichung aus dem Jahre 1972 sowie des<br />
30-Jahre Upd<strong>at</strong>es von 2004 wurden in einem Kolloquium, das in Kooper<strong>at</strong>ion mit<br />
Cluster H durchgeführt wurde, in interaktiven Mini-Workshops verschiedene Themen<br />
vertiefend diskutiert.<br />
� Darüber hinaus wurde zum Thema „Limits to Growth <strong>and</strong> Industrializ<strong>at</strong>ion“ ein<br />
Kernprogramm Kolloquium veranstaltet zu welchem Herr Professor John Morecroft,<br />
London Business School, als Referent eingeladen war. Professor Morecroft, ehemaliger<br />
Präsident <strong>der</strong> System Dynamics Society und Jay Wright Forrester Award<br />
Gewinner, referierte über ein System Dynamic Modell zur Fischindustrie, anh<strong>and</strong><br />
dessen <strong>der</strong> Bezug zur Nachhaltigkeit und zu den Grenzen des Wachstums verdeutlicht<br />
wurde.<br />
Eine weitere Forschungsar<strong>bei</strong>t in Cluster D betrifft ein interdisziplinäres Forschungsprojekt<br />
mit Cluster E zum Thema „Die str<strong>at</strong>egischen Auswirkungen einer Product-Service System<br />
(PSS) Implementierung für produzierende Unternehmen“. Hier<strong>bei</strong> werden, neben allgemeinen<br />
Auswirkungen, speziell die Konsequenzen für die Supply Chain sowie unterstützende IT-<br />
Tools und System<strong>at</strong>iken untersucht. Die Forschungsar<strong>bei</strong>t resultierte unter <strong>and</strong>erem in einem<br />
PSS Workshop, einer intern<strong>at</strong>ionalen Kooper<strong>at</strong>ion sowie in einer Publik<strong>at</strong>ion (Baureis, D.,<br />
Neumann, D., Minguez, J., <strong>2010</strong>, From a Product to a Product-Service System Supply
Chain: A Str<strong>at</strong>egic Road-map. Proceedings of 12th Intern<strong>at</strong>ional MITIP Conference. Aalborg,<br />
Dänemark.) Weitere Veröffentlichungen sind in diesem Zusammenhang geplant und bereits<br />
eingereicht (z.B. für die 44th CIRP Intern<strong>at</strong>ional Conference on Manufacturing Systems in<br />
Madison, Wisconsin, USA).<br />
Des Weiteren wurde ein clusterübergreifendes Forschungsprojekt mit Cluster F implementiert.<br />
Zielsetzung <strong>der</strong> Ar<strong>bei</strong>t ist die Untersuchung des Produktentwicklungsprozesses für<br />
PSS. Hier<strong>bei</strong> liegt <strong>der</strong> spezielle Fokus auf den frühen Phasen <strong>der</strong> Entwicklung und dem sogenannten<br />
Fuzzy Front End (FFE) of Innov<strong>at</strong>ion. Über dieses Thema wurden bereits<br />
mehrere Veröffentlichungen für Konferenzen eingereicht (44th CIRP Intern<strong>at</strong>ional<br />
Conference on Manufacturing Systems in Madison, 20th Intern<strong>at</strong>ional Conference on<br />
Management of Technology und 21st Intern<strong>at</strong>ional Conference on Production <strong>Research</strong>) und<br />
teilweise bereits angenommen.<br />
Darüber hinaus absolvierte ein Doktor<strong>and</strong> ein akademisches Ausl<strong>and</strong>ssemester an <strong>der</strong> Laval<br />
University in Kanada. Der Doktor<strong>and</strong> trug sein Forschungsergebnis <strong>bei</strong>m CIRRELT/For@c<br />
<strong>Research</strong> Consortium vor und wurde zum CEMS - The Global Alliance in Management<br />
Educ<strong>at</strong>ion - Supply Chain <strong>Research</strong> Seminar, in Österreich, eingeladen.<br />
Publik<strong>at</strong>ionen:<br />
Zahn, E., Tile<strong>bei</strong>n, M., Reichel, A.; Goll, F.; Haag, H.-C., <strong>2010</strong>, Str<strong>at</strong>egische Früherkennung<br />
in Wertschöpfungsnetzwerken. In: Peter Nyhuis (Hg.): W<strong>and</strong>lungsfähige Produk-<br />
tionssysteme. Berlin: Gito, S. 87–101.<br />
Baureis, D., Neumann, D., Minguez, J., <strong>2010</strong>, From a Product to a Product-Service System<br />
Supply Chain: A Str<strong>at</strong>egic Roadmap. Proceedings of 12th Intern<strong>at</strong>ional MITIP Conference.<br />
Aalborg, Dänemark.<br />
Arnold, U., Incekara, M., Sauerhoff, C., <strong>2010</strong>, "Suppliers' involvement in development pro-<br />
cesses for highly innov<strong>at</strong>ive products," Management of Innov<strong>at</strong>ion <strong>and</strong> Technology (ICMIT),<br />
<strong>2010</strong> IEEE Intern<strong>at</strong>ional Conference on , vol., no., pp.157-162, 2-5 June <strong>2010</strong><br />
Klasen, J., Neumann, D., <strong>2010</strong>, An agent-based method for planning innov<strong>at</strong>ions, IJISD, 4th<br />
ICICI - The Technological Dimension of Innov<strong>at</strong>ion, <strong>2010</strong><br />
Neumann, D., <strong>2010</strong>, Uma abordagem integrada para o planejamento de novos produtos,<br />
Revista Mundo Logística, <strong>2010</strong>, 15, 54-72<br />
Minguez, J., Lucke, D., Jakob, M., Constantinescu, C., Mitschang, B., Introducing SOA into<br />
Production Environments - The Manufacturing Service Bus. Proceedings of the 43rd. CIRP<br />
Intern<strong>at</strong>ional Conference on Manufacturing Systems, May <strong>2010</strong>.<br />
Silcher, S., Minguez, J., Scheibler, T., Mitschang, B., A Service-Based Approach for Next-<br />
Gener<strong>at</strong>ion Product Lifecycle Management. Proceedings of the 11th IEEE Intern<strong>at</strong>ional<br />
Conference on Inform<strong>at</strong>ion Reuse <strong>and</strong> Integr<strong>at</strong>ion (IEEE IRI <strong>2010</strong>) in Las Vegas, Nevada,<br />
USA, August <strong>2010</strong>.<br />
49
Minguez, J., Ruthardt, F., Riffelmacher, P. Scheibler, T., Mitschang, B., Service-based Inte-<br />
gr<strong>at</strong>ion in Event-driven Manufacturing Environments. Proceedings of the 1st. Intern<strong>at</strong>ional<br />
Symposium on Intelligent Systems <strong>and</strong> Services (WISS <strong>2010</strong>), Hong Kong, China,<br />
December 12-14th., <strong>2010</strong>.<br />
Tagungsteilnahmen und Vorträge:<br />
12th Intern<strong>at</strong>ional MITIP Conference. Aalborg, Dänemark: “From a Product to a Product-<br />
Service System Supply Chain: A Str<strong>at</strong>egic Roadmap”<br />
The 5th IEEE Intern<strong>at</strong>ional Conference on Management of Innov<strong>at</strong>ion <strong>and</strong> Technology in<br />
Singapore, 2-5 June <strong>2010</strong>: “Suppliers' involvement in development processes for highly<br />
innov<strong>at</strong>ive products”<br />
On the n<strong>at</strong>ure of collabor<strong>at</strong>ive interfirm rel<strong>at</strong>ionships. CIRRELT, For@c - Université Laval,<br />
Québec, QC, Canada, October, <strong>2010</strong><br />
Sustainable Supply Chains - UTFPR, Ponta Grossa, Brasilien, December, <strong>2010</strong><br />
43rd. CIRP Intern<strong>at</strong>ional Conference on Manufacturing Systems, May <strong>2010</strong>: “Introducing<br />
SOA into Production Environments - The Manufacturing Service Bus”<br />
1st. Intern<strong>at</strong>ional Symposium on Intelligent Systems <strong>and</strong> Services (WISS <strong>2010</strong>), Hong Kong,<br />
China, December, <strong>2010</strong>: “Service-based Integr<strong>at</strong>ion in Event-driven Manufacturing Envi-<br />
ronments”<br />
3rd. Summer School on Service <strong>and</strong> Software Architectures, Infrastructures <strong>and</strong> Engineering<br />
<strong>2010</strong>, Heraklion, Crete, June 28th. - July 2th, <strong>2010</strong>: Poster + Vortrag – “Introducing SOA into<br />
Production Environments - the Manufacturing Service Bus”<br />
Forschungsst<strong>and</strong> ausgewählter Projekte in Cluster D<br />
Thema: Integr<strong>at</strong>ives Management hybri<strong>der</strong> Leistungsbündel<br />
50<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Kfm. techn. David Baureis<br />
Thesis Committee: Prof. em. Dr. Erich Zahn<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dieter Sp<strong>at</strong>h<br />
Projektbeginn: Mai 2008<br />
E-mail: david. baureis@gsame.uni-stuttgart.de
Zusammenfassung<br />
Kompetenzen für unterschiedliche Szenarien hybri<strong>der</strong> Wertschöpfung<br />
Für eine lange Zeit bot die Fokussierung auf qualit<strong>at</strong>iv hochwertige Produkte eine Differenzierungsmöglichkeit<br />
gegenüber Wettbewerbern. Im Zuge <strong>der</strong> Globalisierung und immer<br />
reiferen Branchen wird diese Option <strong>der</strong> Differenzierung jedoch zunehmend obsolet. Produkte<br />
nähern sich hinsichtlich ihres technischen Differenzierungspotenzials, ihrer Qualität<br />
und ihres Preises immer stärker anein<strong>and</strong>er an. Eine str<strong>at</strong>egische Option diesem Trend entgegen<br />
zu wirken, ist – laut zahlreicher empirischen Studien – <strong>der</strong> Fokus auf so genannte<br />
hybride Leistungsbündel, also die Integr<strong>at</strong>ion von Sach- und Dienstleistungen.<br />
Neben aller Vorteilhaftigkeit verursachen die heterogenen Charakteristika hybri<strong>der</strong> Lei-<br />
stungsbündel jedoch eine Vielzahl neuer Herausfor<strong>der</strong>ungen für das Management.<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist das Aufzeigen notwendiger Kompetenzen für unterschiedliche<br />
Szenarien hybri<strong>der</strong> Wertschöpfung im Rahmen einer str<strong>at</strong>egischen Analyse. Hierfür<br />
werden zuerst verschiedene Marktanfor<strong>der</strong>ungen und str<strong>at</strong>egische Notwendigkeiten für<br />
hybride Wertschöpfung aufgezeigt und darauf aufbauend verschiedene Szenarien mit jeweils<br />
entsprechenden Geschäftsmodulen entwickelt. Darüber hinaus werden notwendige Kompetenzen<br />
für hybride Wertschöpfung im Allgemeinen und für die verschiedenen Szenarien im<br />
Speziellen definiert.<br />
Thema: Integr<strong>at</strong>ed Str<strong>at</strong>egic Supply Chain Management (I)<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-M<strong>at</strong>h. oec. Mustafa Incekara<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Ulli Arnold<br />
Prof. em. Dr. Erich Zahn<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Projektbeginn: April 2008<br />
E-mail: mustafa.incekara@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Die Einbindung des Lieferanten in hochinnov<strong>at</strong>ive Produktentwicklungsvorhaben<br />
Innov<strong>at</strong>ionsfähigkeit gilt als ein zentrales Element zur Sicherung und zur Stärkung <strong>der</strong> Wettbewerbsfähigkeit<br />
eines Unternehmens. In <strong>der</strong> Vergangenheit reichte häufig eine fokussierte<br />
F&E - Tätigkeit im Bereich <strong>der</strong> eigenen Kernkompetenzen aus, um neue Produkte und Prozesse<br />
zu generieren. Um aber dem W<strong>and</strong>lungsdruck gerecht zu werden, sind Unternehmen<br />
einerseits gezwungen, bereits etablierte Produkte durch inkrementelle Innov<strong>at</strong>ionen zu verbessern.<br />
An<strong>der</strong>erseits müssen sie aber völlig neue Wege beschreiten, die zu radikalen Innov<strong>at</strong>ionen<br />
führen. Da<strong>bei</strong> ist das technologische Wissen <strong>der</strong> Lieferanten von großer Bedeutung<br />
für den eigenen Innov<strong>at</strong>ionserfolg. Gerade im Hinblick auf solche radikale Innov<strong>at</strong>ionen ist es<br />
notwendig, die Lieferanten in den Produktentwicklungsprozess einzubinden.<br />
Die Ausprägung interorganis<strong>at</strong>orischer Beziehungen wird wesentlich vom Innov<strong>at</strong>ionsgrad<br />
bestimmt. Die Integr<strong>at</strong>ion eines Lieferanten in Innov<strong>at</strong>ionsprojekten wird mit zunehmendem<br />
Neuigkeitsgrad komplexer und risikoreicher.<br />
51
Ziel <strong>der</strong> Forschungsar<strong>bei</strong>t ist es aufzuzeigen, welche Ausprägung die interorganis<strong>at</strong>ionale<br />
Zusammenar<strong>bei</strong>t zwischen Abnehmer und Lieferanten <strong>bei</strong> erfolgreichen, hochinnov<strong>at</strong>iven<br />
Produktentwicklungsvorhaben annehmen kann.<br />
Thema: D<strong>at</strong>enverwaltung und Inform<strong>at</strong>ionsbereitstellung in <strong>der</strong> Echtzeitfabrik<br />
Zusammenfassung<br />
52<br />
Doktor<strong>and</strong>: M. Sc. Jorge Minguez Cortés<br />
Thesis Committee: Prof. Dr.-Ing. Bernhard Mitschang<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Projektbeginn: April 2008<br />
E-mail: jorge.minguez@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Soll mit <strong>der</strong> digitalen Fabrik ein optimaler Ablauf <strong>der</strong> Produktion erreicht werden, ist eine<br />
adaptive Inform<strong>at</strong>ionsbeschaffung notwendig, die während <strong>der</strong> Laufzeit <strong>der</strong> Prozesse die<br />
Anpassung von unterschiedlichen Inform<strong>at</strong>ionsflüssen ermöglicht. Die größte Herausfor<strong>der</strong>ung<br />
in vielen Unternehmen liegt darin, dass die Prozesse für eine ganzheitliche D<strong>at</strong>enintegr<strong>at</strong>ion<br />
in <strong>der</strong> virtuellen Fabrik – bedingt durch eine hohe Anzahl von Insellösungen –<br />
extrem komplex geworden sind.<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist es, die Anpassungsfähigkeit, Erweiterbarkeit und Flexibilität<br />
einer Integr<strong>at</strong>ion von heterogenen Inform<strong>at</strong>ionssystemen in <strong>der</strong> Produktion zu verbessern.<br />
Diese Anfor<strong>der</strong>ungen können am besten von Dienstorientierten Architekturen erfüllt werden.<br />
Basierend auf dieser SOA Technologie wird als Lösungsans<strong>at</strong>z eine Integr<strong>at</strong>ionspl<strong>at</strong>tform<br />
entwickelt, welche die Komplexität <strong>bei</strong> <strong>der</strong> D<strong>at</strong>enintegr<strong>at</strong>ion reduziert. Wichtig sind hier<strong>bei</strong> die<br />
Modellierung von relevanten Ereignissen und Turbulenzen in einem Produktionsumfeld und<br />
die Realisierung von ereignisgesteuerten Services, welche die Reaktionsfähigkeit <strong>der</strong> Produktion<br />
steigern. Des Weiteren wird <strong>der</strong> Eins<strong>at</strong>z von semantischen Annot<strong>at</strong>ionen untersucht,<br />
um die Integr<strong>at</strong>ion von neuen Systemen zu autom<strong>at</strong>isieren und sämtliche Inform<strong>at</strong>ionsflüsse<br />
zu analysieren.<br />
Thema: Integr<strong>at</strong>ed Str<strong>at</strong>egic Supply Chain Management (II)<br />
Doktor<strong>and</strong>: M.Sc. Donald Neumann<br />
Thesis Committee: Prof. em. Dr. Erich Zahn<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Projektbeginn: April 2008<br />
E-mail: donald.neumann@gsame.uni-stuttgart.de
Zusammenfassung<br />
„Collabor<strong>at</strong>ive Systems“ – ein Erklärungsans<strong>at</strong>z für die Kollabor<strong>at</strong>ion in <strong>der</strong> Supply Chain<br />
Kollabor<strong>at</strong>ionen – die Zusammenar<strong>bei</strong>t von Organis<strong>at</strong>ionen – zählen zu den am häufigsten<br />
zitierten Themen in <strong>der</strong> Supply Chain Management Liter<strong>at</strong>ur. Zur system<strong>at</strong>ischen Entwicklung<br />
von Kollabor<strong>at</strong>ionen wurden verschiedene Modelle entwickelt. Unter diesen sind Collabor<strong>at</strong>ive<br />
Planning, Forecasting <strong>and</strong> Replenishment und Efficient Consumer Response<br />
wichtige Beispiele.<br />
Mit Kollabor<strong>at</strong>ionen werden unterschiedliche Vorteile assoziiert. Beispiele hierfür sind: verkürzte<br />
Zykluszeit, verbesserte Flexibilität und reduzierte Kosten. Darauf abzielend zeigen<br />
Unternehmen großes Interesse an unterschiedlichsten Formen <strong>der</strong> Zusammenar<strong>bei</strong>t. Obwohl<br />
Kollabor<strong>at</strong>ionen ein intensiv beforschtes Thema sind, führen nur etwa ein Drittel <strong>der</strong><br />
Initi<strong>at</strong>iven zu den gewollten Ergebnissen. Diese T<strong>at</strong>sache suggeriert, dass das bestehende<br />
Verständnis <strong>der</strong> interorganis<strong>at</strong>ionalen Beziehungen noch immer unvollständig ist.<br />
Ziel dieses Forschungsprojekts ist die Analyse <strong>der</strong> Zusammenar<strong>bei</strong>t zwischen Organis<strong>at</strong>ionen.<br />
Basierend auf <strong>der</strong> Theorie sozialer Systeme werden die Form und Struktur <strong>der</strong> interorganis<strong>at</strong>ionalen<br />
Kommunik<strong>at</strong>ion analysiert. Ein innov<strong>at</strong>ives Erklärungsmodell für die interorganis<strong>at</strong>ionale<br />
Kollabor<strong>at</strong>ion wird beschrieben. Darüber hinaus werden bestehende Modelle<br />
kritisiert und Verbesserungsmöglichkeiten vorgeschlagen.<br />
Thema: Integriertes Projektmanagement für Produktionsnetzwerke<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>in: Dipl.-Kffr. techn. Claudia Piesche<br />
Thesis Committee: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Prof. Dr. Michael Reiss<br />
Prof. em. Dr. Erich Zahn<br />
Projektbeginn: August <strong>2010</strong><br />
E-mail: claudia.piesche@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Für das Produktionsmanagement in Unternehmensnetzwerken ist die laufende Produktionsplanung<br />
wie auch das Projektmanagement gleichbedeutend wichtig, um Erfolge<br />
im Produktionsprozess zu erzielen. Aufgrund des prognostizierbaren steigenden Vernetzungsdrucks<br />
für Unternehmen steigt die Relevanz von netzwerkförmigen Produktionsmodellen.<br />
Zum gegenwärtigen Zeitpunkt besteht hier<strong>bei</strong> allerdings ein Defizit in<br />
Wissenschaft und Praxis hinsichtlich eines optimalen Projektmanagements in netzwerkförmigen<br />
Produktionsumgebungen.<br />
Ziel <strong>der</strong> Forschungsar<strong>bei</strong>t ist es, ein ganzheitliches Integr<strong>at</strong>ionskonzept zu entwickeln,<br />
welches auf das Projektmanagement für Produktionsnetzwerke anzuwenden ist. Das<br />
Projektmanagement muss Son<strong>der</strong>aufgaben wie zum Beispiel technische Än<strong>der</strong>ungsprozesse<br />
effektiv und effizient lösen. Es muss eine integrierende Projektorganis<strong>at</strong>ion<br />
entwickelt werden, die die Integr<strong>at</strong>ion <strong>der</strong> Funktionsbereiche des Projektmanagements<br />
von hybriden Leistungsangeboten des Multiprojektmanagements, von Projektorganis<strong>at</strong>ion<br />
und Linienorganis<strong>at</strong>ion umsetzt. Eine Verwirklichung <strong>der</strong> Integr<strong>at</strong>ionsansätze von<br />
Projektmanagement und Wissensmanagement ist hier<strong>bei</strong> ein zentraler Best<strong>and</strong>teil zur<br />
53
Entwicklung von Produktionsnetzwerken. Hierzu sollen zunächst die Projektarten in<br />
Produktionsnetzwerken analysiert werden. Als Grundlage dienen die Ansätze des Taylorismus<br />
und das Stuttgarter Unternehmensmodell (Virtuelle Fabriken, Outsourcing von<br />
Manufacturing Services und Industrieparks).<br />
3.5. Cluster E – Inform<strong>at</strong>ions- und Kommunik<strong>at</strong>ionstechnologien für die Produktion<br />
Clusterdirektor: Prof. Dr.-Ing. habil. Bernhard Mitschang<br />
E-Mail: berhard.mitschang@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Mo<strong>der</strong>ne Produktionssysteme benötigen effiziente Werkzeuge für Management, Engineering<br />
und Prozesse, die vollständig in interne und externe Inform<strong>at</strong>ions- und Kommunik<strong>at</strong>ionsarchitekturen<br />
und Anwendungen eingebunden sind. Offene Systeme und embedded electronics<br />
ermöglichen es, eine integrierte, wissensbasierte Produktion zu verwirklichen. St<strong>and</strong>ards,<br />
Modularisierung und System Engineering tragen zur Transformierbarkeit und W<strong>and</strong>lungsfähigkeit<br />
<strong>der</strong> Produktion <strong>bei</strong>. Ein Ziel ist die echtzeitfähige Fabrik, in <strong>der</strong> über die Architektur<br />
und Anwendungen <strong>der</strong> aktuelle Zust<strong>and</strong> <strong>der</strong> Fabrik je<strong>der</strong>zeit simultan digital abgebildet<br />
wird und eventuell notwendige Anpassungen selbstadaptierend vorgenommen werden.<br />
54<br />
Gesamt DFG/DAAD Industrie<br />
laufende 5 5 -<br />
offene - - -<br />
Zusammenfassung des Forschungsst<strong>and</strong>es des Clusters<br />
Tabelle mit Übersicht <strong>der</strong> Forschungsthemen des Clusters<br />
Nr. Forschungsthema St<strong>at</strong>us* Doktor<strong>and</strong> Finanzierung Erstbetreuer<br />
E1<br />
E2<br />
E3<br />
E4<br />
Content-Management<br />
und -Analyse in <strong>der</strong> Echtzeitfabrik<br />
Bear<strong>bei</strong>tung Stefan Silcher DFG Prof. Mitschang<br />
Eine Sensord<strong>at</strong>enpl<strong>at</strong>tform<br />
für die Überwachung<br />
von Produktionsprozessen<br />
Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Störungsunempfindliche<br />
Inform<strong>at</strong>ionsübertragung<br />
in dynamischer Produktionsumgebung<br />
Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Lars<br />
Rockstroh DFG Prof. Simon<br />
Michelangelo<br />
Masini DFG Prof. Berroth<br />
Neue Kommunik<strong>at</strong>ions-<br />
Architektur für Echtzeit-<br />
Fabriken Bear<strong>bei</strong>tung Bilal Hameed DFG Prof. Rothermel
Nr. Forschungsthema St<strong>at</strong>us* Doktor<strong>and</strong> Finanzierung Erstbetreuer<br />
E5<br />
Integriertes Real-Time<br />
Business Process<br />
Management für Produktion<br />
und Logistik Bear<strong>bei</strong>tung<br />
* keine Verän<strong>der</strong>ungen <strong>2010</strong><br />
Philip<br />
Hollstein DFG Prof. Kemper<br />
Produzierende Unternehmen müssen ihre organis<strong>at</strong>orischen und technischen Prozesse an<br />
die sich zunehmend verän<strong>der</strong>nde Geschäftsbedingungen anpassen. Um diese Anpassung<br />
schnell und effektiv realisieren zu können, ist eine D<strong>at</strong>enmanagement-Str<strong>at</strong>egie notwendig,<br />
die fähig ist, Produktionsd<strong>at</strong>en zu analysieren und da<strong>bei</strong> die D<strong>at</strong>enbear<strong>bei</strong>tung zu autom<strong>at</strong>isieren.<br />
Hier<strong>bei</strong> sind verschiedene Inform<strong>at</strong>ions- und Kommunik<strong>at</strong>ionsarchitekturen sowie<br />
Anwendungen eingebunden. St<strong>and</strong>ards, Modularisierung und System-Engineering tragen<br />
zur Transformierbarkeit und W<strong>and</strong>lungsfähigkeit <strong>der</strong> Produktion <strong>bei</strong>. Eine dienstorientierte<br />
Architektur (Service-oriented Architecture, SOA) bildet da<strong>bei</strong> die Grundlage, um die verschiedenen<br />
Systeme in den unterschiedlichen Phasen des Produktlebenszyklus beherrschen<br />
zu können. Die Konzeption einer Architektur wurde in Forschungscluster E bereits erar<strong>bei</strong>tet.<br />
Der Nutzen einer ereignisbasierten Prozessausführung und einer zugehörigen Konsistenzüberwachung<br />
wurde untersucht und bereits publiziert. Darüber hinaus ist es wichtig,<br />
auch das Geschäftsprozessmanagement (Business Process Management, BPM) für die<br />
laufende Produktion und die Logistik zu bewältigen, so dass die eintreffenden Ereignisd<strong>at</strong>en<br />
direkt in die Geschäftsprozesse einfließen und auf <strong>der</strong> Verwaltungsebene umgehend darauf<br />
reagiert werden kann. Hierzu wurden schon die ersten Ergebnisse erzielt. In Abbildung 6, ist<br />
die Orientierung <strong>der</strong> einzelnen Projekte in den verschieden IT-Säulen eines Produktionsumfeldes<br />
zu sehen.<br />
Abb. 6: Orientierung <strong>der</strong> einzelnen Projekte in den verschieden IT-Säulen eines Produktionsumfeldes<br />
In Zusammenar<strong>bei</strong>t mit Cluster D, wurden sowohl die verschiedenen Aspekte und Faktoren<br />
als auch die notwendigen Inform<strong>at</strong>ions- und Kommunik<strong>at</strong>ionstechnologien in hybri<strong>der</strong> Wertschöpfung<br />
durch Unternehmensnetzwerke diskutiert. Im Rahmen dieser Zusammenar<strong>bei</strong>t<br />
wurde ein Workshop zum Thema Product Service Systems (PSS) im Sommersemester organisiert,<br />
zu dem auch Prof. Christos Nikolaou von <strong>der</strong> University of Crete als Gastprofessor<br />
an <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong> mit seinem Thema Service Value Networks (SVN) <strong>bei</strong>getragen h<strong>at</strong>.<br />
55
Die Ar<strong>bei</strong>tsgruppe „System Architecture for advanced Manufacturing Engineering (SAaME)“,<br />
<strong>der</strong>en Aufgabe es ist, eine gemeinsame Systemarchitektur für alle <strong>GSaME</strong>-Forschungsprojekte<br />
zu definieren, h<strong>at</strong> in diesem Jahr mit einem Bericht die Ergebnisse des in 2009 veranstalteten<br />
Workshops zusammengefasst. Der Bericht konnte Kontaktstellen zwischen einigen<br />
Forschungsprojekten aufdecken, die die Zusammenar<strong>bei</strong>t zwischen den Promovierenden<br />
verbessern sowie Potential für neue Forschungsthemen darstellen.<br />
Forschungsst<strong>and</strong> ausgewählter Projekte in Cluster E<br />
Thema: Neue Kommunik<strong>at</strong>ions-Architektur für Echtzeit-Fabriken<br />
Zusammenfassung<br />
56<br />
Doktor<strong>and</strong>: M. Sc. Bilal Hameed,<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Kurt Rothermel<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Projektbeginn: August 2008<br />
E-Mail: bilal.hameed@gsame.uni-stuttgart.de<br />
RFID-basierte Echzeit Produktionsüberwachung in einer intelligenten digitalen Fabrik<br />
Mo<strong>der</strong>ne Fabriken produzieren immer mehr maßgefertigte Produkte. Einerseits um die individuellen<br />
Bedürfnisse ihrer Kunden zu erfüllen, <strong>and</strong>ererseits um einen nachhaltigen Vorteil<br />
gegenüber ihrer Konkurrenz zu erzielen. In einem variantenbasierten Produktionsszenario ist<br />
es wichtig sicherzustellen, dass einzelne Bauteile in <strong>der</strong> korrekten Reihenfolge durch die<br />
Produktionsbän<strong>der</strong> laufen. Eine fehlerhafte Reihenfolge liefert dagegen ein unerwünschtes<br />
Endprodukt.<br />
Ziel dieses Forschungsprojekts ist es, eine kontextabhängige Fertigungsumgebung zu entwickeln,<br />
welche Produktionsprozesse in Echtzeit überwacht, so dass jede Störung sofort<br />
entdeckt und behoben werden kann.<br />
Die inhärente Unzuverlässigkeit von RFID-Lesegeräten (Duplik<strong>at</strong>e, übersehene Messungen,<br />
Overshooting etc.) macht <strong>der</strong>en Nutzung zur Echtzeit-Überwachung schwierig. Daher wurde,<br />
basierend auf <strong>der</strong> RFID-Technologie, ein Rahmenwerk zur Produktionsüberwachung entwickelt,<br />
um Konsistenz und Korrektheit von Bauteilsequenzen zu verifizieren. Da<strong>bei</strong> werden<br />
einzelnen RFID-Messungen von Bauteilen Wahrscheinlichkeiten zugeordnet und probabilistische<br />
Garantien bezüglich <strong>der</strong> korrekten Bauteilsequenzen geliefert. Zukünftige Ar<strong>bei</strong>ten<br />
werden sich mit <strong>der</strong> Erweiterung des Rahmenwerks beschäftigen, um relevante D<strong>at</strong>en<br />
während des gesamten Produktionszyklus zu verfolgen sowie höherwertige Ereignisse und<br />
Inform<strong>at</strong>ionen von nie<strong>der</strong>wertigen RFID Messungen abzuleiten.
Thema: Integriertes Real-Time Business Process Management für Produktion<br />
und Logistik<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Wirtsch.-Ing. Philip Hollstein<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Hans-Georg Kemper<br />
Prof. Dr.-Ing. Bernhard Mitschang<br />
Projektbeginn: August 2009<br />
E-Mail: philip.hollstein@gsame.uni-stuttgart.de<br />
IT-basierte Entscheidungsunterstützung zur Verbesserung <strong>der</strong> W<strong>and</strong>lungsfähigkeit<br />
produzieren<strong>der</strong> Unternehmen<br />
Die W<strong>and</strong>lungsfähigkeit von Fabriken bedingt einerseits technische Konzepte, welche<br />
die Mobilität, Modularität, Neutralität und Skalierbarkeit von Produktionseinheiten gewährleisten,<br />
<strong>and</strong>ererseits sind IT-basierte Konzepte erfor<strong>der</strong>lich, die flexible Prozesse<br />
unter Einhaltung ökonomischer Vorgaben ermöglichen.<br />
Das Ziel des Forschungsprojekts ist die Erstellung und Validierung eines Konzepts, das<br />
im Kontext <strong>der</strong> W<strong>and</strong>lungsfähigkeit von Fabriken eine adäqu<strong>at</strong>e Entscheidungsunterstützung<br />
für alle Hierarchieebenen (Shop-Floor und Managementebenen) eines produzierenden<br />
Unternehmens ermöglicht.<br />
Die Inform<strong>at</strong>ionsversorgung <strong>der</strong> verschiedenen Ebenen erfolgt heutzutage mittels unterschiedlicher<br />
Inform<strong>at</strong>ionssysteme. Hierdurch erhalten Entschei<strong>der</strong> auf den unteren Ebenen<br />
primär feingranulare und zeitnahe, nichtmonetäre Produktionsd<strong>at</strong>en. Entscheidungsträgern<br />
<strong>der</strong> oberen Schichten stehen zeitraumbezogene, monetäre Kennzahlen<br />
zur Verfügung, die <strong>bei</strong>spielsweise mittels Business-Intelligence-Infrastrukturen aufbereitet<br />
und verdichtet werden. Der Eins<strong>at</strong>z technischer Konzepte zur Verbesserung <strong>der</strong><br />
W<strong>and</strong>lungsfähigkeit bringt eine Än<strong>der</strong>ung des Inform<strong>at</strong>ionsbedarfs aller beteiligten<br />
Schichten mit sich. Dieser Verän<strong>der</strong>ung wird mit <strong>der</strong> Entwicklung eines IT-basierten<br />
Konzeptes zur Entscheidungsunterstützung Rechnung getragen.<br />
Thema: Störungsunempfindliche Inform<strong>at</strong>ionsübertragung in dynamischer<br />
Produktionsumgebung<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Ing. Michelangelo Masini<br />
Thesis Committee: Prof. Dr.-Ing. Manfred Berroth<br />
Prof. Dr.-Ing. Bernd Bertsche<br />
Projektbeginn: Mai 2008<br />
E-mail: michelangelo.masini@gsame.de<br />
57
Zusammenfassung<br />
Drahtlose D<strong>at</strong>enübertragung mit Ultrabreitb<strong>and</strong> in <strong>der</strong> Fertigungsumgebung<br />
Dynamische Produktionsumgebungen sind geprägt von Maschinen, Werkzeugen und<br />
Bauteilen, die durch zahlreiche metallische Flächen variable Vielfachreflexionen für<br />
elektromagnetische Wellen verursachen. Durch die Bewegungen <strong>der</strong> metallischen Teile<br />
verän<strong>der</strong>n sich diese Ausbreitungsbedingungen ständig stark, so dass nur ein breitb<strong>and</strong>iger<br />
Übertragungsst<strong>and</strong>ard eine zuverlässige drahtlose D<strong>at</strong>enübertragung ermöglicht.<br />
Durch die Freigabe extrem großer Frequenzbän<strong>der</strong> kann erstmals eine drahtlose Übertragungstechnik<br />
insbeson<strong>der</strong>e für Räume mit starken Reflexionen realisiert werden.<br />
In <strong>der</strong> Forschungsar<strong>bei</strong>t soll mit <strong>der</strong> Ultrabreitb<strong>and</strong>übertragung (UWB) eine drahtlose<br />
D<strong>at</strong>enübertragung in <strong>der</strong> Fertigungsumgebung ermöglicht werden. Dazu werden die<br />
Anfor<strong>der</strong>ungen untersucht und die passende drahtlose Technologie gewählt. Es wird<br />
eine Testumgebung entwickelt, mit <strong>der</strong> eine zuverlässige Übertragung erforscht wird.<br />
Die Testumgebung ist modular aufgebaut und kann flexibel angepasst werden. Der<br />
Sen<strong>der</strong> besitzt einen FPGA und einen schnellen digital-analog-W<strong>and</strong>ler. Der Empfänger<br />
h<strong>at</strong> den entsprechend schnellen analog-digital-W<strong>and</strong>ler. Durch die FPGAs ist eine digitale<br />
Signalverar<strong>bei</strong>tung sowohl im Sen<strong>der</strong> als auch im Empfänger möglich. Dies ermöglicht<br />
eine drahtlose Verbindung, die im Betrieb angepasst werden kann.<br />
Thema: Eine Sensord<strong>at</strong>enpl<strong>at</strong>tform für die Überwachung von Produktionsprozessen<br />
Zusammenfassung<br />
58<br />
Doktor<strong>and</strong>: Lars Rockstroh<br />
Thesis Committee: Prof. Dr.-Ing. Sven Simon<br />
Prof. Dr.-Ing. Rainer Gadow<br />
Projektbeginn: Mai 2008<br />
E-mail: lars.rockstroh@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Bildgebende Echtzeit-Prozessüberwachung thermokinetischer Beschichtungsverfahren<br />
Die Qualität von Fertigungsprozessen auf Basis partikelbeladener Strömungen, wie <strong>bei</strong>spielsweise<br />
thermokinetische Beschichtungsverfahren, wird neben weiteren Partikelcharakteristika<br />
wesentlich von den Geschwindigkeiten <strong>der</strong> Partikel beeinflusst.<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist die Echtzeit-Überwachung solcher Partikelgeschwindigkeiten<br />
mittels bildgeben<strong>der</strong> Messungen mit einer hohen zeitlichen Auflösung zum Beispiel im Millisekundenbereich.<br />
Die bildgebende Messung gest<strong>at</strong>tet hier im Gegens<strong>at</strong>z zu Messverfahren<br />
auf Basis von Punktsensoren eine ortsaufgelöste Erfassung von bis zu mehreren hun<strong>der</strong>t<br />
Partikeln pro Messvorgang.<br />
Die Detektion von einigen hun<strong>der</strong>t Partikeln pro Messvorgang und die hohe zeitliche Auflösung<br />
<strong>der</strong> Messungen erfor<strong>der</strong>n die Verar<strong>bei</strong>tung großer Bildd<strong>at</strong>enmengen innerhalb we-
niger Millisekunden. Dies soll mittels effizienter Algorithmen zur Merkmalsextraktion aus<br />
Bildd<strong>at</strong>en in Kombin<strong>at</strong>ion mit einer parallelen, hoch performanten Hardware-Architektur erreicht<br />
werden. Weiterhin wird eine Fehlerabschätzung für die gemessenen Partikelgeschwindigkeiten<br />
durchgeführt.<br />
Thema: Content-Management und -Analyse in <strong>der</strong> Echtzeitfabrik<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Inf. Stefan Silcher<br />
Thesis Committee: Prof. Dr.-Ing. Bernhard Mitschang<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Projektbeginn: Oktober 2009<br />
E-mail: stefan.silcher@gsame.uni-stuttgart.de<br />
IT-Architektur für das Stuttgarter Unternehmensmodell<br />
Ziel <strong>der</strong> Forschungsar<strong>bei</strong>t ist die Entwicklung einer IT-Architektur, die sich an die w<strong>and</strong>lungsfähige<br />
Fabrik <strong>der</strong> Zukunft anpasst, um so die D<strong>at</strong>enintegr<strong>at</strong>ion und das D<strong>at</strong>enmanagement<br />
in Produktionsunternehmen zu optimieren. Im Fokus steht da<strong>bei</strong>, durch<br />
eine rasche Verfügbarkeit <strong>der</strong> D<strong>at</strong>en im Unternehmen die Reaktionsfähigkeit auf Turbulenzen<br />
zu verbessern. Somit ergibt sich auch ein verbessertes Prozessmanagement<br />
<strong>der</strong> Fertigungsprozesse, das von <strong>der</strong> schnelleren Verfügbarkeit <strong>der</strong> D<strong>at</strong>en profitiert. Das<br />
Zusammenspiel zwischen <strong>der</strong> realen und virtuellen Fabrik kann durch das vorteilhaftere<br />
und flexiblere D<strong>at</strong>enmanagement wesentlich weiter entwickelt werden.<br />
Die bisherigen Forschungsar<strong>bei</strong>ten haben ergeben, dass eine serviceorientierte Architektur<br />
(Service Oriented Architecture SOA) die Anfor<strong>der</strong>ungen am besten erfüllt. Diese<br />
auf St<strong>and</strong>ards basierende Integr<strong>at</strong>ion mittels Services sowie <strong>der</strong>en Komposition und<br />
Wie<strong>der</strong>verwendbarkeit führen zu mehr Flexibilität im Vergleich zu heute verbreiteten<br />
Lösungen. Zur Umsetzung <strong>der</strong> SOA auf <strong>der</strong> Integr<strong>at</strong>ionsebene fiel die Wahl auf einen<br />
Enterprise Service Bus ESB, da dieser über die Aufgabe <strong>der</strong> Integr<strong>at</strong>ion hinaus noch<br />
weitere Funktionalitäten zur Verfügung stellt.<br />
3.6. Cluster F – Wissensbasiertes Management<br />
Clusterdirektor: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dieter Sp<strong>at</strong>h<br />
E-Mail: dieter.sp<strong>at</strong>h@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Wissen über Maschinen, Prozesse und Netzwerke, das implizit o<strong>der</strong> explizit <strong>bei</strong> allen Einheiten<br />
des Unternehmens vorh<strong>and</strong>en ist, muss dokumentiert und allgemein zugänglich gemacht<br />
werden, so dass es als Best-Practice-Ans<strong>at</strong>z für zukünftige Aufgaben verfügbar ist.<br />
Um die Transformierbarkeit und W<strong>and</strong>lungsfähigkeit eines Unternehmens nachhaltig zu gewährleisten,<br />
darf dieses Wissensmanagement nicht ausschließlich auf Mitar<strong>bei</strong>ter angewen-<br />
59
det, son<strong>der</strong>n muss auch in Maschinen und Prozesse integriert werden. In konkreten Anwendungen<br />
umfasst dies künftig den Umgang mit und den Eins<strong>at</strong>z von Technologien, den Aufbau<br />
von Expertennetzwerken und das Innov<strong>at</strong>ionsmanagement.<br />
60<br />
Gesamt DFG Industrie/Verbände<br />
laufende 4 4 -<br />
offene 1 - 1<br />
Zusammenfassung des Forschungsst<strong>and</strong>es des Clusters<br />
Tabelle mit Übersicht <strong>der</strong> Forschungsthemen des Clusters<br />
Nr. Forschungsthema St<strong>at</strong>us* Doktor<strong>and</strong> Finanzierung Erstbetreuer<br />
F1<br />
F2<br />
F3<br />
F4<br />
F5<br />
F6<br />
Advanced Manufacturing<br />
als Wechselbeziehung<br />
verschiedener Realoptionen<br />
Integrierte Sachgut- und<br />
Dienstleistungsentwicklung<br />
für innov<strong>at</strong>ive<br />
Systemlösungen Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Kosten- und zeiteffizienter<br />
W<strong>and</strong>el von Produktionssystemen:<br />
Wissens- und Kompetenzbasis<br />
Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Frühe Phasen <strong>der</strong><br />
Produktentwicklung Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Zurückgenommen<br />
DFG Prof. Schäfer<br />
Christopher<br />
Sauerhoff DFG Prof. Burr<br />
Frank<br />
Ehrenmann DFG Prof. Reiß<br />
Lena<br />
Wagner DFG Prof. Sp<strong>at</strong>h<br />
Str<strong>at</strong>egische Ansätze für<br />
Unternehmen des deutschen<br />
Maschinen- und<br />
Anlagenbaus <strong>bei</strong> <strong>der</strong><br />
Entwicklung von Produkten<br />
in China Ausgeschrieben VDMA Prof. Sp<strong>at</strong>h<br />
Diversity in <strong>der</strong> Produktentwicklung<br />
Bear<strong>bei</strong>tung<br />
* Verän<strong>der</strong>ungen <strong>2010</strong> sind in <strong>der</strong> Tabelle fett markiert<br />
Steffen<br />
Ehrenmann DFG Prof. Sp<strong>at</strong>h<br />
Im Cluster F wurden die begonnen Forschungsthemen fortgesetzt, neue Themen bzw.<br />
Kooper<strong>at</strong>ionspartner wurden nicht gewonnen. Durch die kontinuierliche Bear<strong>bei</strong>tung und die<br />
Integr<strong>at</strong>ion <strong>der</strong> Promovierenden in laufende Forschungsar<strong>bei</strong>ten <strong>der</strong> Institute, die einen sehr<br />
engen Bezug zu den Themen <strong>der</strong> Promovierenden aufweisen, konnte die Einbindung in die<br />
scientific community verstärkt werden. Beispielhaft wird auf die Ar<strong>bei</strong>ten von Frau Wagner<br />
verwiesen, die clusterübergreifend mit David Baureis aus Cluster D, in Zusammenar<strong>bei</strong>t mit
dem Institut für Ar<strong>bei</strong>tswissenschaften und Technologiemanagement zu den »Frühen<br />
Phasen« und <strong>der</strong> daraus resultierenden gemeinsamen Veröffentlichung »Development of<br />
Product-Service Systems in the Fuzzy Front End of Innov<strong>at</strong>ion« (wird auf <strong>der</strong> 44th Intern<strong>at</strong>ional<br />
Conference on Manufacturing Systems vorgestellt).<br />
Generell lassen sich die Beiträge bzw. <strong>der</strong> Fortschritt durch die rege Publik<strong>at</strong>ionstätigkeit und<br />
die Annahme <strong>der</strong> Publik<strong>at</strong>ionen auf intern<strong>at</strong>ionalen Konferenzen gut bewerten. So kann allen<br />
Promovierenden eine positive Beurteilung ausgestellt werden, die sich auch im Fortschritt<br />
ihrer Dissert<strong>at</strong>ion messen lassen kann.<br />
Durch die übergreifende Diskussion im Cluster lassen sich weiterführende Forschungsthemen<br />
identifizieren, die eine stringente Fortführung bzw. Weiterentwicklung des Clusterthemas<br />
in zwei Richtungen aufzeigen. Zum einen ist die »Vernetzung« ein wesentliches<br />
Themenfeld. Hier wird sich beson<strong>der</strong>s die Ausgestaltung mittels IT und neuer Betreiberkonzepte<br />
als Herausfor<strong>der</strong>ung abzeichnen. Zum <strong>and</strong>eren sind Themen in Richtung<br />
»Service«, Innov<strong>at</strong>ion und <strong>der</strong> Gestaltung von Geschäftsmodellen angedacht.<br />
Weiterhin wurden verschiedene Maßnahmen wie z.B. gemeinsame Trainings und Workshops<br />
zu übergreifenden Fragestellungen initiiert und durchgeführt. Dies geschah clustersingulär<br />
und clusterübergreifend. So wurde zum Beispiel die Frage <strong>der</strong> Hochleistungsorganis<strong>at</strong>ion<br />
und <strong>der</strong> Integr<strong>at</strong>ion <strong>der</strong> Mitar<strong>bei</strong>terinnen und Mitar<strong>bei</strong>ter in einem Training erar<strong>bei</strong>tet.<br />
Aus den bisherigen Ergebnissen lässt sich schon heute die gemeinsame Ar<strong>bei</strong>t als eine <strong>der</strong><br />
wichtigsten Verbesserungsmaßnahmen identifizieren. So soll dies in <strong>der</strong> weiteren Ar<strong>bei</strong>t im<br />
Cluster »Wissensbasiertes Management« verstärkt werden.<br />
Forschungsst<strong>and</strong> ausgewählter Projekte in Cluster F<br />
Thema: Kosten- und zeiteffizienter W<strong>and</strong>el von Produktionssystemen:<br />
Wissens- und Kompetenzbasis<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Kfm. Techn. Frank Ehrenmann<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Michael Reiß<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dieter Sp<strong>at</strong>h<br />
Projektbeginn: März 2009<br />
E-Mail: frank.ehrenmann@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Kosten- und zeiteffizienter W<strong>and</strong>el von Produktionssystemen<br />
Der Erfolg von netzwerkförmig organisierten Produktionssystemen hängt neben <strong>der</strong> Effizienz<br />
von Routineprozessen (Fertigungs-, Logistik-, und Managementprozessen) immer stärker<br />
auch von <strong>der</strong> Effizienz <strong>der</strong> Change-Prozesse im Gefolge neuer Prozesstechnologien, Geschäftsmodelle<br />
und Netzwerkkonfigur<strong>at</strong>ionen ab. Ansätze des infrastrukturellen Change<br />
Managements (wie z.B. <strong>der</strong> Aufbau eines Selbstorganis<strong>at</strong>ionspotenzials, die Entwicklung<br />
generischer Change-Kompetenzen o<strong>der</strong> die Schaffung einer strukturellen W<strong>and</strong>lungsfähig-<br />
61
keit) können den kostenseitigen und zeitlichen Umfang von Interaktionen im Verän<strong>der</strong>ungsprozess<br />
verringern und unterstützen hierdurch einen effizienten W<strong>and</strong>el in einem turbulenten<br />
Produktionsumfeld. Ziel des Forschungsprojektes ist es, das Instrumentarium sowie die<br />
Muster und Prinzipien des infrastrukturellen und interaktionellen Change Managements zu<br />
spezifizieren. Vor dem Hintergrund des Gestaltungsziels eines kosten- und zeiteffizienten<br />
W<strong>and</strong>els gilt es ferner, das Zusammenspiel des infrastrukturellen und interaktionellen<br />
Change Managements unter Effizienzaspekten näher zu analysieren, um auf Basis <strong>der</strong> gewonnen<br />
Forschungsergebnisse Empfehlungen für die Gestaltung des W<strong>and</strong>els von Produktionssystemen<br />
zu geben.<br />
62<br />
- Der Eins<strong>at</strong>z neuer Medien (insbeson<strong>der</strong>e Web 2.0) sowie Medienmixe wurde<br />
vor dem Hintergrund <strong>der</strong> Kosten- und Zeiteffizienz von Change-Vorhaben analysiert.<br />
- Flächendeckende Analyse <strong>der</strong> empirischen Basis zu den Erfolgsdeterminanten<br />
im Change Management<br />
- Modellierung des Produktionssystem vor dem Hintergrund zunehmen<strong>der</strong><br />
Vernetzung und Segmentierung<br />
Analyse und Weiterentwicklung von Führungssystemen vor dem Hintergrund des infrastrukturellen<br />
und interaktionellen Change Managements<br />
Thema: Diversity Management in <strong>der</strong> Produktentwicklung<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Ing. Steffen Ehrenmann<br />
Thesis Committee: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dieter Sp<strong>at</strong>h<br />
Prof. em. Dr. Erich Zahn<br />
Projektbeginn: Mai 2008<br />
E-Mail: steffen.ehrenmann@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Unternehmen agieren heutzutage in einer Umwelt, die durch eine hohe Dynamik sowie<br />
Komplexität gekennzeichnet ist. Wertew<strong>and</strong>el, demographische Entwicklungen, Intern<strong>at</strong>ionalisierung<br />
sowie zunehmend individuelle Kundenwünsche stellen nur einige aktuelle Herausfor<strong>der</strong>ungen<br />
für Unternehmen dar. Gleichzeitig zwingt <strong>der</strong> hohe Wettbewerbsdruck Unternehmen<br />
dazu Innov<strong>at</strong>ionen hervorzubringen, um sich gegenüber <strong>der</strong> Konkurrenz zu differenzieren.<br />
Vor diesem Hintergrund h<strong>at</strong> in den letzten Jahren die Popularität des Begriffs<br />
Diversität, insbeson<strong>der</strong>e im Zusammenhang mit Humanressourcen und dem str<strong>at</strong>egischen<br />
Management, deutlich zugenommen. Der wirtschaftliche Nutzen einer diversen Ressource<br />
wird in <strong>der</strong> Liter<strong>at</strong>ur ambivalent diskutiert, da Unternehmen aufgrund <strong>der</strong> durch Diversität<br />
induzierten Komplexität auch mit erheblichen Risiken in Form von Konflikten und Kommunik<strong>at</strong>ions-<br />
sowie Kooper<strong>at</strong>ionsproblemen konfrontiert werden.<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist es, die Diversität innerhalb <strong>der</strong> Produktentwicklung zu analysieren<br />
und sowohl den Nutzen als auch die Risiken für die Produktentwicklung darzustellen.
Darauf aufbauend wird ein Konzept erar<strong>bei</strong>tet, das eine erfolgreiche Berücksichtigung von<br />
Diversität in <strong>der</strong> Produktentwicklung för<strong>der</strong>t.<br />
Thema: Integrierte Sachgut- und Dienstleistungsentwicklung für innov<strong>at</strong>ive<br />
Systemlösungen<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>: M.Sc. Christopher Sauerhoff<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Wolfgang Burr<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dieter Sp<strong>at</strong>h<br />
Projektbeginn: August 2008<br />
E-Mail: christopher.sauerhoff@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Str<strong>at</strong>egische Entwicklung erweiterter Dienstleistungskompetenz in <strong>der</strong> Schiffbauindustrie<br />
Das Ziel des Forschungsprojekts besteht darin, Möglichkeiten und Ansätze für den Aufbau<br />
erweiterter Dienstleistungskompetenzen von Werften zu erforschen, die diese in die Lage<br />
versetzten, sich von Wettbewerbern zu differenzieren. Werften und Schiffbauzulieferer stellen<br />
in Deutschl<strong>and</strong> einen wichtigen Wirtschaftszweig mit erheblichem Ums<strong>at</strong>zvolumen und<br />
Wachstumspotential dar. Nach Angaben des Flottenkomm<strong>and</strong>os (Fakten und Zahlen zur<br />
maritimen Abhängigkeit <strong>der</strong> BRD: Jahresbericht 2009) erwirtschaften hier etwa 100.000 Beschäftigte<br />
jährlich ein Ums<strong>at</strong>zvolumen von rund 20 Mrd. Euro. Der innov<strong>at</strong>ive Schiffbau trägt<br />
somit klar zur Wettbewerbsfähigkeit Deutschl<strong>and</strong>s <strong>bei</strong>. Laut obiger Quelle, zählt die maritime<br />
Wirtschaft insgesamt mit 400.000 Beschäftigten und einem Ums<strong>at</strong>z von circa 50 Mrd. Euro<br />
zu den bedeutenden und fortschrittlichen Industriezweigen Deutschl<strong>and</strong>s. Anknüpfend an<br />
eine empirisch qualit<strong>at</strong>ive Vorstudie, zu <strong>der</strong> im Spätsommer <strong>2010</strong> 26 Experten aus 14 N<strong>at</strong>ionen<br />
interviewt wurden, wird <strong>der</strong>zeit, nach Begutachtung durch das Leibnitz-Institut für Sozialwissenschaften,<br />
eine quantit<strong>at</strong>ive Untersuchung in Form einer schriftlich st<strong>and</strong>ardisierten<br />
Befragung durchgeführt. Die Ergebnisse sollen Werften als H<strong>and</strong>lungsempfehlungen zugänglich<br />
gemacht werden.<br />
Thema: Frühe Phasen <strong>der</strong> Produktentwicklung<br />
Doktor<strong>and</strong>in: Dipl.-Ing. Lena Wagner<br />
Thesis Committee: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dieter Sp<strong>at</strong>h<br />
Prof. em. Dr. Erich Zahn<br />
Projektbeginn: Mai 2008<br />
E-mail: lena.wagner@gsame.uni-stuttgart.de<br />
63
Zusammenfassung<br />
Die frühen Phasen <strong>der</strong> Produktentwicklung ger<strong>at</strong>en gerade in Zeiten von Globalisierung und<br />
hart umkämpften Märkten immer mehr in den Fokus <strong>der</strong> Forschung. Hier wird großes Potential<br />
zur Verbesserung und Beschleunigung für den gesamten Produktentwicklungsprozess<br />
gesehen, obwohl in den frühen Phasen die Unsicherheiten unter denen Entscheidungen<br />
gefällt werden müssen, beson<strong>der</strong>s groß sind. Deshalb ist es Ziel des Forschungsprojektes<br />
eine Methode zur Unterstützung <strong>der</strong> frühen Phasen zu gestalten. Es wird da<strong>bei</strong> beson<strong>der</strong>s<br />
auf die unterschiedlichen Herausfor<strong>der</strong>ungen, aber auch Herangehensweisen <strong>bei</strong> <strong>der</strong> Entwicklung<br />
in interdisziplinären Teams o<strong>der</strong> mit externen Partnern geachtet. Das methodische<br />
Vorgehen wird <strong>der</strong>zeit konkretisiert und soll, wenn möglich, an einem Anwendungs<strong>bei</strong>spiel<br />
validiert werden. Die entwickelte Methode soll Unternehmen in den frühen Phasen dazu befähigen,<br />
strukturierter mit den hohen Unsicherheiten umgehen zu können und damit gezielter<br />
Entscheidungen zu treffen.<br />
3.7. Cluster G – Intelligente Produktionseinrichtungen<br />
Clusterdirektor: Prof. Dr.-Ing. Peter Klemm<br />
E-Mail: peter.klemm@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Ziel des Clusters ist es, selbstlernende, flexible und schnell adaptierende Fertigungssysteme<br />
zu erforschen, die hochkomplexe Technologien <strong>bei</strong>nhalten. Dies bedeutet, einen strikt modularen<br />
Aufbau und st<strong>and</strong>ardisierte Schnittstellen <strong>bei</strong> Anlagen und Software zu realisieren,<br />
um eine schnelle und sichere Rekonfigurierbarkeit zu gewährleisten. Fabriken sollen zudem<br />
so konfiguriert werden, dass eine Ers<strong>at</strong>zteilerstellung auch <strong>bei</strong> langlebigen Produkten<br />
möglich sein kann, auch wenn zwischenzeitlich neue M<strong>at</strong>erialien und Herstellungsverfahren<br />
zum Eins<strong>at</strong>z kommen. Um dies zu erreichen, wird an speziell für den Anwendungsfall<br />
gefertigten mech<strong>at</strong>ronischen Systemen und an <strong>der</strong> Weiterentwicklung von Lasertechnologien<br />
geforscht.<br />
64<br />
Gesamt DFG Industrie<br />
laufende 5 4 1<br />
offene - - -<br />
Zusammenfassung des Forschungsst<strong>and</strong>es des Clusters<br />
Tabelle mit Übersicht <strong>der</strong> Forschungsthemen des Clusters<br />
Nr. Forschungsthema St<strong>at</strong>us* Doktor<strong>and</strong> Finanzierung Erstbetreuer<br />
G1<br />
Innov<strong>at</strong>ive flexible Werkzeugsysteme<br />
in <strong>der</strong><br />
Blechumformung<br />
Zurückgenommen<br />
Trumpf GmbH Prof. Liewald
Nr. Forschungsthema St<strong>at</strong>us* Doktor<strong>and</strong> Finanzierung Erstbetreuer<br />
G2<br />
G3<br />
G4<br />
G5<br />
G6<br />
G7<br />
G8<br />
G9<br />
G10<br />
G11<br />
Entwicklung und Untersuchung<br />
intelligenter<br />
mech<strong>at</strong>ronischer Module<br />
für (re-)konfigurierbare<br />
Werkzeugmaschinen und<br />
Produktionseinrichtungen<br />
Laserstrahlquellen für<br />
innov<strong>at</strong>ive Produktionseinrichtungen<br />
Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Integr<strong>at</strong>ion von Sensorik<br />
und Modellierungsansätzen<br />
zur Entwicklung<br />
adaptiver, teilautonomer<br />
Fertigungszellen für die<br />
thermokinetische Beschichtung<br />
Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Hochdynamische Lineardirektantriebe<br />
in <strong>der</strong> Produktionstechnik<br />
Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Augemtierte Navig<strong>at</strong>ion<br />
basierend auf verteilt<br />
erstellten semantischen<br />
Umgebungskarten<br />
Steuerungstechnik für<br />
intelligente Highend-<br />
Maschinen Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Intelligente Steuerung<br />
von Spritzlackieranlagen Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Aufgrund them<strong>at</strong>ischen<br />
Än<strong>der</strong>ung unter B13<br />
Aufgrund them<strong>at</strong>ischen<br />
Än<strong>der</strong>ung unter B14<br />
Signifikanzuntersuchung<br />
<strong>der</strong> Prozessfenster bzgl.<br />
<strong>der</strong> Oberflächenqualität<br />
von Außenhautbeplankungen<br />
im Fahrzeugentwicklungsprozess<br />
G12 Thema Läuft unter C24<br />
Zurückgenommen<br />
Prof. Heisel<br />
K<strong>at</strong>rin<br />
Wentsch DFG Prof. Graf<br />
Miriam<br />
Floristán DFG Prof. Gadow<br />
M<strong>at</strong>thias<br />
Engel DFG Prof. Schinköthe<br />
Zurückgenommen<br />
Prof. Levi<br />
Michael<br />
Abel DFG Prof. Klemm<br />
Christian<br />
Hager<br />
* Verän<strong>der</strong>ungen in <strong>2010</strong> sind in <strong>der</strong> Tabelle fett markiert<br />
Fraunhofer<br />
IPA Prof. Westkämper<br />
Zurückgenommen<br />
Audi AG Prof. Liewald<br />
Produktionssysteme müssen heute schnell und effizient auf sich verän<strong>der</strong>nde Anfor<strong>der</strong>ungen<br />
reagieren können. Flexible, rekonfigurierbare und intelligente Produktionseinrichtungen sind<br />
hierfür eine wichtige Basis. Konsequent modularer Aufbau, Eins<strong>at</strong>z mech<strong>at</strong>ronischer<br />
Systemkomponenten, leistungsfähiger Steuerungs- und Antriebstechnik sowie wissens-<br />
65
asierter Softwaresysteme für Engineering und Programmierung sind hier<strong>bei</strong> Schlüsselelemente.<br />
Ziel des Clusters ist es, diese Technologien deutlich weiterzuentwickeln und darüber hinaus<br />
neue Forschungsfel<strong>der</strong> voranzutreiben. Zu diesen zählen die intelligente Sensord<strong>at</strong>enverar<strong>bei</strong>tung,<br />
die Fähigkeit zur situ<strong>at</strong>ionsbezogenen Benutzerunterstützung und zum Selbstlernen,<br />
Selbstadaptieren und Selbstoptimieren, die Integr<strong>at</strong>ion von Wissen in Produktionseinrichtungen<br />
(<strong>bei</strong>spielsweise die Integr<strong>at</strong>ion von Simul<strong>at</strong>ionsmodellen in <strong>der</strong> Steuerung für Diagnose,<br />
vorbeugende Wartung und zur Führungsgrößenerzeugung) sowie das intelligente Energiemanagement<br />
in <strong>der</strong> Steuerung.<br />
Seit Juni 2009 wird das Thema "Service Orientierte Architektur für die Konfigur<strong>at</strong>ion und Inbetriebnahme<br />
von Produktionsmaschinen - „Universal Plug <strong>and</strong> Produce“ (UPnProd)" im<br />
Cluster untersucht. Erste Ergebnisse werden auf <strong>der</strong> 8. AALE-Konferenz in 2011 vorgestellt,<br />
siehe [16], und sollen in einem Tagungsb<strong>and</strong> erscheinen. Weitere Ergebnisse werden auf<br />
<strong>der</strong> ICPR 21 veröffentlicht, siehe [17]. Diese Ar<strong>bei</strong>t ordnet sich im Schwerpunkt<br />
"Rekonfigurierbare Werkzeugmaschinen" ein. Da<strong>bei</strong> werden aktuelle Methoden für verteilte<br />
Systeme zur Beherrschung <strong>der</strong> Inform<strong>at</strong>ionstechnik in rekonfigurierbaren Maschinen eingesetzt<br />
mit dem Ziel die Rekonfigur<strong>at</strong>ion und Wie<strong>der</strong>inbetriebnahme zu unterstützen.<br />
Zur Realisierung intelligenter Produktionseinrichtungen und -systeme sind auch Weiter- und<br />
Neuentwicklungen in <strong>der</strong> Antriebstechnik und Aktorik erfor<strong>der</strong>lich. Dies betrifft einerseits die<br />
Intelligenz <strong>der</strong> Antriebe und Aktoren, <strong>der</strong>en sensorische Eigenschaften, <strong>der</strong>en Performance<br />
und Genauigkeit, aber <strong>and</strong>ererseits auch die Entwicklung neuartiger Antriebe und Aktoren.<br />
Im Cluster wird das Thema "Hochdynamische Lineardirektantriebe in <strong>der</strong> Produktionstechnik"<br />
bear<strong>bei</strong>tet. Ziel ist es, die unter dem Begriff Ummagnetisierung zusammengefassten Verluste<br />
zu messen und zu untersuchen, um dann zukünftige Antriebe zu optimieren. Es wurde ein<br />
Prüfst<strong>and</strong> aufgebaut und dieser mit FEM-Simul<strong>at</strong>ionen modelliert. Auf dem Prüfst<strong>and</strong> werden<br />
nun verschiedene Rückschlussm<strong>at</strong>erialen vermessen und Empfehlungen für den Aufbau<br />
eines verlustarmen Lineardirektantriebs gegeben. Im Cluster ordnet sich diese Ar<strong>bei</strong>t im<br />
Schwerpunkt "mech<strong>at</strong>ronische Systeme" ein.<br />
Das Thema "Integr<strong>at</strong>ion von Sensorik und Modellierungsansätzen zur Entwicklung adaptiver,<br />
teilautonomer Fertigungszellen für die thermokinetische Beschichtung" wird im Cluster intensiv<br />
untersucht. Ziel ist die Entwicklung eines Verfahrens, das die Offline Programmierung<br />
einer Robotertrajektorie für thermokinetische Beschichtungsprozesse in Verbindung mit einer<br />
optimierten Wärmeverteilung für einen Schichtverbund erlaubt und die Homogenität <strong>der</strong><br />
Schichteigenschaften för<strong>der</strong>t. In dem vergangenen Jahr wurde vier weitere Publik<strong>at</strong>ionen im<br />
Themenfeld veröffentlich und ein Vortrag auf <strong>der</strong> SOFT<strong>2010</strong> in Porto gehalten. Die Forschungsar<strong>bei</strong>t<br />
ist weit fortgeschritten wie die Veröffentlichungen [1], [8], [9], [10], [11] und die<br />
Vorträge [1], [2], [10] zeigen. Die Ar<strong>bei</strong>t ordnet sich im Schwerpunkt "Integr<strong>at</strong>ion von Wissen<br />
in Produktionseinrichtungen" ein.<br />
Des Weiteren wird im Cluster <strong>der</strong> Spritzlackierprozess untersucht. Der bisherige Fokus lag<br />
auf dem Aufbau einer Versuchsanlage, an <strong>der</strong> umfangreiche Messungen und eine Parameteridentifik<strong>at</strong>ion<br />
durchgeführt wurden, siehe [3], [12], [13]. Als Optimierungsgröße wurde <strong>der</strong><br />
Lackfilmverlauf ausgewählt. Im kommenden Jahr sollen die Entstehung des Ausgangsgebirges<br />
und <strong>der</strong> Lackfilmverlauf in Abhängigkeit von Ausgangsgebirge und Tröpfchenspektrum<br />
mit Hilfe einer dreidimensionalen Simul<strong>at</strong>ion untersucht werden. Dieses Thema ordnet<br />
66
sich in die intelligente Sensord<strong>at</strong>enverar<strong>bei</strong>tung und die intelligente Produktionseinrichtung<br />
ein.<br />
Aufgrund <strong>der</strong> physikalischen Wechselwirkung Laser/M<strong>at</strong>erie weist die M<strong>at</strong>erialbear<strong>bei</strong>tung<br />
mit Lasern starke Abhängigkeiten von den zu bear<strong>bei</strong>tenden M<strong>at</strong>erialien auf. Diese müssen<br />
in einer angepassten Prozessplanung und -optimierung sowie <strong>der</strong> Prozessüberwachung<br />
berücksichtigt werden. Aufgrund <strong>der</strong> Entwicklungen in <strong>der</strong> Lasertechnologie (laseraktive Medien,<br />
gepulste Laser mit kurzen Pulsdauern etc.) erweitern sich die Eins<strong>at</strong>zgrenzen <strong>der</strong> Laserm<strong>at</strong>erialbear<strong>bei</strong>tung,<br />
die zu den interessantesten Technologien in <strong>der</strong> M<strong>at</strong>erialbear<strong>bei</strong>tung<br />
zählt und ein hohes Potential für zukünftige Forschung und Entwicklung erwarten lässt. Seit<br />
April 2009 wird im Cluster an <strong>der</strong> Auslegung und Charakterisierung eines modengekoppelten<br />
Scheibenlasers gear<strong>bei</strong>tet, [4], [5]. Die Versuche mit unterschiedlichen Ytterbium-dotierten<br />
Laserm<strong>at</strong>erialien werden fortgesetzt. Weitere Versuche werden vorbereitet.<br />
Weiterhin wird die kollisionsfreie Bahnplanung von Industrierobotern im Cluster untersucht.<br />
Erste Result<strong>at</strong>e dazu wurden in [6] veröffentlicht. Diese Methoden wurden im letzten Jahr auf<br />
Sechsachskinem<strong>at</strong>iken erweitert. Weiterhin wurde ein rein numerischer Algorithmus für die<br />
inverse Transform<strong>at</strong>ion einer allgemeinen Kinem<strong>at</strong>ik mit sechs rot<strong>at</strong>orischen Gelenken entwickelt.<br />
Diese Result<strong>at</strong>e sollen publiziert werden. Darüber hinaus wurde ein globaler<br />
stochastischer Optimierer implementiert und zur Verifik<strong>at</strong>ion sowie Verbesserung eines Modells<br />
einer Kugelrollspindel eingesetzt. Das modifizierte Modell wurde in [15] veröffentlicht.<br />
Die Themenstellungen <strong>der</strong> assoziierten Doktor<strong>and</strong>en aus Cluster B schneiden sich mit <strong>der</strong><br />
Zielsetzung des Clusters „Intelligente Produktionseinrichtungen“. Daher soll an dieser Stelle<br />
über <strong>der</strong>en Forschungsst<strong>and</strong> berichtet werden.<br />
Für Werkzeugmaschinen wird bereits heute sowohl das st<strong>at</strong>ische als auch das dynamische<br />
Verhalten simuliert. Eingesetzt werden diese Simul<strong>at</strong>ionen z.B. für die Verifik<strong>at</strong>ion parallel<br />
zum Konstruktionsprozess o<strong>der</strong> zum Optimieren einzelner Strukturbauteile wie z.B. Gussbett<br />
o<strong>der</strong> Schlitten. Trotz einer Vielzahl an Forschungsprojekten rund um das Thema Maschinensimul<strong>at</strong>ion<br />
ist das Thema Dämpfung ein weitgehend offenes Gebiet. Die Dämpfung in<br />
Maschinen ergibt sich aus dem Verhalten ihrer verschiedenen Komponenten und unterschiedlichen<br />
M<strong>at</strong>erialien. Die Auswirkungen beschränken sich nicht nur auf abstrakte Größen<br />
wie Amplituden in Frequenzgängen, son<strong>der</strong>n auch direkt auf das Verhalten <strong>der</strong> Maschine im<br />
Prozess.<br />
Die Ziele <strong>der</strong> Ar<strong>bei</strong>t liegen in <strong>der</strong> Entwicklung von Methoden für den system<strong>at</strong>ischen Aufbau<br />
von Simul<strong>at</strong>ionsmodellen mit dem Schwerpunkt einer möglichst genauen Erfassung und Modellierung<br />
<strong>der</strong> Komponenten- und Strukturdämpfung. Im zweiten Halbjahr 2009 wurde eine<br />
am ISW vorh<strong>and</strong>ene Maschinenachse als Mehrkörpermodell erstellt und mittels Parametervari<strong>at</strong>ion<br />
untersucht. Damit konnten im Amplituden- und Phasengang <strong>der</strong> Achse <strong>der</strong> Einfluss<br />
einzelner Komponenten auf das Gesamtverhalten beobachtet werden. Im Jahr <strong>2010</strong> wurde<br />
<strong>bei</strong> zwei Werkzeugmaschinenherstellern (INDEX-Werke, Esslingen und Fässler AG, Dübendorf<br />
(CH)) an verschiedenen Maschinen die Reibung <strong>der</strong> Linearachsen gemessen. Aus den<br />
Messungen konnten bisher erste Aussagen zum Reibverhalten von Linearführungen und<br />
Kugelgewindetrieb sowie über die zeitliche Än<strong>der</strong>ung <strong>der</strong> Reibung von neuen Maschinen im<br />
Produktionsprozess gewonnen werden.<br />
Das Thema Energieeffizienz wird von einem Doktor<strong>and</strong>en am Beispiel <strong>der</strong> Kühlschmierstoffversorgung<br />
untersucht. Messungen zeigen, dass in <strong>der</strong> spanenden Metallbear<strong>bei</strong>tung<br />
67
die Kühlschmierstoffversorgung einen Anteil von 50% bis 60% am gesamten elektrischen<br />
Energieverbrauch besitzt. Daher ist das Ziel, durch steuerungstechnische Verbesserungsmassnahmen<br />
den Energieverbrauch von zentralen Kühlschmierstoffanlagen zu reduzieren.<br />
Hierzu erfolgte zunächst eine Modellierung <strong>der</strong> Versorgungsanlagen. Erste Result<strong>at</strong>e wurden<br />
<strong>bei</strong> einem Vortrag im Juni <strong>2010</strong> präsentiert [14]. Im Rahmen einer Potentialanalyse wurden<br />
im zweiten Halbjahr <strong>2010</strong> mehrere Verbesserungsansätze erar<strong>bei</strong>tet, welche <strong>der</strong>zeit Fachleuten<br />
in mehreren Produktionswerken vorgestellt werden. In einem weiteren Schritt ist danach<br />
die Realisierung von Verbesserungsmaßnahmen an bestehenden Kühlschmierstoffanlagen<br />
geplant.<br />
Im letzten Jahr haben die Doktor<strong>and</strong>en des Clusters ihr Ausbildungsprogramm fortgesetzt.<br />
Das Grundprogramm haben alle bereits abgeschlossen. Daraus sind wichtige Beiträge zum<br />
advanced Manufacturing <strong>and</strong> Engineering entst<strong>and</strong>en die über die Promotionsthemen hinausgehen,<br />
wie <strong>bei</strong>spielsweise die Veröffentlichung [7] zeigt. Die Doktor<strong>and</strong>en befinden sich<br />
in <strong>der</strong> mittleren Promotionsphase, dass heißt sie beherrschen ihr Themengebiet und ar<strong>bei</strong>ten<br />
intensiv an ihrem Promotionsthema.<br />
Veröffentlichungen/Vorträge 2009<br />
[1] Floristán, M.; Gadow, R.; Killinger, A.: "Electrically Conductive Plasma Sprayed Oxide-<br />
Metal Co<strong>at</strong>ings on Glass Ceramic Substr<strong>at</strong>es", Thermal Spray 2009: "Exp<strong>and</strong>ing Thermal<br />
Spray Performance to New Markets <strong>and</strong> Applic<strong>at</strong>ions", DVS-Verlag, May 4 - 7 2009<br />
(Las Vegas, Nevada), ASM Intern<strong>at</strong>ional 2009.<br />
[2] Floristán, M.; Gadow, R.; Killinger, A.: "Product Development with Glass Ceramic<br />
M<strong>at</strong>erials using Advanced Co<strong>at</strong>ing Technologies", Universidad Politécnica de<br />
Cartagena, Oct. 1st 2009 (Cartagena, Spain).<br />
[3] Hager, C.; Baumgärtner O.: "Online-Sensorik eröffnet neue Lackierkonzepte", 434-438,<br />
in Ondr<strong>at</strong>schek, D.: Jahrbuch besser lackieren! <strong>2010</strong>, Hannover: Vincentz, 2009.<br />
[4] Wentsch, K.S.; Caldendron, A.-L.; Le<strong>der</strong>er, M.-J.: "High-power multicrystal cw <strong>and</strong><br />
femtosecond mode-locked oscill<strong>at</strong>ors based on Yb:KYW", paper number 7139-21<br />
Photonics West, San Jose.<br />
[5] Caldenron, A.-L.; Wentsch, K.S.; Meier, J.; Le<strong>der</strong>er, M.-J.: "High power <strong>and</strong> high energy<br />
Yb:KYW regener<strong>at</strong>ive amplifier using a chirped volume bragg gr<strong>at</strong>ing", CLEO 2009.<br />
Veröffentlichungen/Vorträge <strong>2010</strong><br />
[6] Groh, K.; Röck, S.: "A contribution to collision-free trajectory planning for h<strong>and</strong>ling<br />
systems in varying environments", Prod. Eng. Res. Devel. (<strong>2010</strong>) 4:101-6.<br />
[7] Wolynski, A.; Wentsch, K.; Engel, M.; Westkämper, E.: "Mobile Lasermikrobear<strong>bei</strong>tung<br />
– Production on dem<strong>and</strong>", wt-online (<strong>2010</strong>) 6:461-4.<br />
[8] Floristan, M. et al.: "Development of electrically conductive plasma sprayed co<strong>at</strong>ings on<br />
glass ceramic substr<strong>at</strong>es", Surface <strong>and</strong> Co<strong>at</strong>ings Technology 205 (<strong>2010</strong>), 1021-28.<br />
[9] Gadow, R.; C<strong>and</strong>el, A.; Floristan, M.: "Optimized robot trajectory gener<strong>at</strong>ion for thermal<br />
spraying oper<strong>at</strong>ions <strong>and</strong> high quality co<strong>at</strong>ings on free-form surfaces," Surface <strong>and</strong><br />
Co<strong>at</strong>ings Technology 205 (<strong>2010</strong>), 1074-79.<br />
68
[10] Floristan, M. et al.: "Development <strong>and</strong> Testing of 140 GHz Absorber Co<strong>at</strong>ings for the<br />
w<strong>at</strong>er Baffle of W7-X Cryopumps," Fusion Engineering <strong>and</strong> Design, in press und<br />
Vortrag: 26th Symposium on Fusion Technology, 27.9.<strong>2010</strong>-01.10.<strong>2010</strong>, Porto,<br />
Portugal.<br />
[11] Gadow, R.; Friedrich, C.; Killinger, A.; Floristan, M.:"Development of <strong>at</strong>mospheric<br />
plasma sprayed dielectric ceramic co<strong>at</strong>ings for high efficiency tubular ozone gener<strong>at</strong>ors,"<br />
Journal of W<strong>at</strong>er Resource <strong>and</strong> Protection (JWARP), 799-808, <strong>2010</strong>.<br />
[12] Hager, C.; Baumgärtner O.; Schnei<strong>der</strong>, M.: "Prozess- und Produktqualität erfassen: Mit<br />
neuen Wegen den Lackfilmverlauf steuern", in Ondr<strong>at</strong>schek, D.: Jahrbuch besser<br />
lackieren! 2011, Hannover: Vincentz, <strong>2010</strong>.<br />
[13] Hager, C.: "Echtzeitregelung des Badzust<strong>and</strong>s mittels Sensorarray", 1.Deutsches ETL-<br />
Forum, Pa<strong>der</strong>born <strong>2010</strong>.<br />
[14] Böck, J.; Dietmair, A.; Haag, H.; Rahäuser, R.: "Model Based Energy Efficiency<br />
Optimiz<strong>at</strong>ion for Production Planning.", The 3rd Intern<strong>at</strong>ional Conference on Eco-<br />
Efficiency, Session 2: Renewable energy & Energy optimiz<strong>at</strong>ion, Egmond aan Zee,<br />
Nie<strong>der</strong>l<strong>and</strong>e, 10. Juni <strong>2010</strong>.<br />
[15] A. Dadalau, M. Mottahedi, K. Groh, A. Verl, A.; "Parametric Modeling of ball screw<br />
spindles", Prod. Eng. Res. Devel. (<strong>2010</strong>) 4:625-631.<br />
Veröffentlichungen/Vorträge 2011<br />
[16] Abel, M.; Klemm, P.; Lechler, A.; Schlechtendahl, J.: "Service Orientierte Architektur<br />
für die Konfigur<strong>at</strong>ion und Inbetriebnahme von Produktionsmaschinen - „Universal Plug<br />
<strong>and</strong> Produce“, Veröffentlichung und Vortrag, 8. AALE-Konferenz vom 24.-25. Februar<br />
2011 in Göppingen.<br />
[17] Abel, M.; Silcher, S.; Mínguez, J.; Lechler, A.; ''Service-oriented architecture for the<br />
configur<strong>at</strong>ion <strong>and</strong> start-up of production machines – „Universal Plug <strong>and</strong> Produce“'',<br />
Veröffentlichung und Vortrag, ICPR 21, 31.Juni - 04. Juli 2011 in Stuttgart.<br />
Forschungsst<strong>and</strong> ausgewählter Projekte in Cluster G<br />
Thema: Steuerungstechnik für intelligente Highend-Maschinen<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl. -Ing.Michael Abel<br />
Thesis Committee: Prof. Dr.-Ing. Peter Klemm<br />
Prof. Dr. Paul Levi<br />
Projektbeginn: Dezember 2009<br />
E-Mail: michael.abel@gsame.uni-stuttgart.de<br />
69
Zusammenfassung<br />
Service Orientierte Architektur für die Inbetriebnahme von Produktionsmaschinen -<br />
„Universal Plug <strong>and</strong> Produce“<br />
In <strong>der</strong> mo<strong>der</strong>nen Fertigungstechnik spielen rekonfigurierbare Maschinen und Anlagen eine<br />
immer größer werdende Rolle. Eine rekonfigurierbare Maschine wird aus mehreren<br />
mech<strong>at</strong>ronischen Modulen aufgebaut, die in Kombin<strong>at</strong>ion die Gesamtfunktionalität <strong>der</strong><br />
Maschine ergeben.<br />
Aus Sicht <strong>der</strong> Inform<strong>at</strong>ionstechnik ist eine solche Maschine ein System mit verteilter<br />
Funktionalität. Eine Technologie zur Beherrschung verteilter Funktionalität sind Middleware-<br />
Systeme. Diese sind zudem die technologische Basis für Service Orientierte Architekturen<br />
SOA. Die SOA Paradigmen erlauben eine Strukturierung und Nutzung von verteilter<br />
Funktionalität innerhalb eines komplexen Systems.<br />
Wird eine Produktionsmaschine neu aufgebaut o<strong>der</strong> rekonfiguriert, so muss diese aufwändig<br />
in Betrieb genommen werden. Viele Aktivitäten, die während <strong>der</strong> Inbetriebnahme notwendig<br />
sind, können autom<strong>at</strong>isiert werden. Dazu gehört die Konfigur<strong>at</strong>ion von mech<strong>at</strong>ronischen<br />
Modulen, Steuerungssystemen und Feldbussystemen, aber auch <strong>der</strong> aufwändige Test von<br />
Einzelfunktionen.<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist es, zu untersuchen, inwiefern die Inbetriebnahme,<br />
Konfigur<strong>at</strong>ion und Parametrierung einer Produktionsmaschine anh<strong>and</strong> eines durchgängigen<br />
Middleware-Konzeptes erreicht werden kann. Die Autom<strong>at</strong>isierung <strong>der</strong> Inbetriebnahme soll<br />
anh<strong>and</strong> eines SOA Systems erfolgen.<br />
Thema: Hochdynamische Lineardirektantriebe in <strong>der</strong> Produktionstechnik<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Ing. M<strong>at</strong>thias Engel<br />
Thesis Committee: Prof. Dr.-Ing Wolfgang Schinköthe<br />
Prof. Dr.-Ing. Manfred Berroth<br />
Projektbeginn: Oktober 2008<br />
E-mail: m<strong>at</strong>thias.engel@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Zusammenfassung<br />
Wirbelstrom- und Hystereseverluste <strong>bei</strong> hochdynamischen Lineardirektantrieben in <strong>der</strong><br />
Produktionstechnik<br />
In <strong>der</strong> Autom<strong>at</strong>isierungstechnik kommen zunehmend Lineardirektantriebe zum Eins<strong>at</strong>z,<br />
<strong>bei</strong> denen hohe Geschwindigkeit, flexible Positionierung, hohe Genauigkeit und geringes<br />
Spiel in einem Antrieb kombiniert sind. Die hohe Geschwindigkeit <strong>der</strong> Antriebe<br />
bringt aber auch Nachteile mit sich: Es treten Wirbelstromverluste im Antrieb auf. Dazu<br />
kommen noch bauartbedingte Verluste wie Hystereseverluste und Reibung.<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist es, die Wirbelstrom- und Hystereseverluste zu messen<br />
und zu untersuchen, um zukünftige Antriebe optimieren zu können.<br />
70
Mit gezielten Prüfst<strong>and</strong>saufbauten werden die einzelnen Verlustkomponenten direkt analysiert<br />
und mit Hilfe von FEM-Simul<strong>at</strong>ionen in ein Rechenmodell umgesetzt. Grundlage für<br />
die Ar<strong>bei</strong>t ist ein tiefgreifendes Verständnis <strong>der</strong> elektromagnetischen Vorgänge. Daraus soll<br />
bauartabhängig ein Modell abgeleitet werden und in Kombin<strong>at</strong>ion mit realen Messungen ein<br />
umfassendes Verständnis für die Verluste aufgebaut werden.<br />
Thema: Integr<strong>at</strong>ion von Sensorik und Modellierungsansätzen zur Entwicklung<br />
adaptiver, teilautonomer Fertigungszellen für die thermokinetische<br />
Beschichtung<br />
Zusammenfassung<br />
Doktor<strong>and</strong>in: Dipl.-Ing. Miriam Floristán<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Rainer Gadow<br />
Prof. Dr.-Ing. Peter Klemm<br />
Projektbeginn: April 2008<br />
E-mail: miriam.floristan@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Um in thermokinetischen Beschichtungsverfahren eine hohe Prozessreproduzierbarkeit und<br />
eine optimierte Schichtqualität zu erzielen, werden die Spritzpistolen mit Hilfe von Robotersystemen<br />
geführt. Die Anwendung von Offline-Programmierungsverfahren ermöglicht es, die<br />
rel<strong>at</strong>ive Brennergeschwindigkeit, den Spritzwinkel und -abst<strong>and</strong> bezüglich eines zu beschichtenden<br />
Bauteils konstant zu halten.<br />
Thermokinetische Beschichtungsprozesse sind durch spezifische Anfor<strong>der</strong>ungen charakterisiert,<br />
die <strong>bei</strong> einer Optimierung <strong>der</strong> Robotertrajektorie zu berücksichtigen sind. Die Wärme-<br />
und Masseübertragung auf dem zu beschichteten Bauteil kann durch die Brennerbewegung<br />
gesteuert werden. Die Anpassung <strong>der</strong> Trajektorie <strong>der</strong> Flamme o<strong>der</strong> des Plasmajets und dessen<br />
rel<strong>at</strong>ive Geschwindigkeit beeinflussen die Temper<strong>at</strong>urverteilung im Bauteil und bestimmen<br />
maßgeblich die Bildung von thermischen Eigenspannungen, die Schichtfunktionalität<br />
und -mikrostruktur.<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist die Entwicklung eines Verfahrens, das die Offline-Programmierung<br />
einer Robotertrajektorie für thermokinetische Beschichtungsprozesse erlaubt und<br />
die Homogenität <strong>der</strong> Schichteigenschaften för<strong>der</strong>t.<br />
Thema: Intelligente Steuerung von Spritzlackieranlagen<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-Ing. Christian Hager<br />
Thesis Committee: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Prof. Dr.-Ing. Peter Klemm<br />
Projektbeginn: Juni 2008<br />
Dr. -Ing. Otto Baumgärtner, Fraunhofer IPA<br />
Dr. M<strong>at</strong>thias Schnei<strong>der</strong>, Fraunhofer IPA<br />
E-mail: christian.hager@gsame.uni-stuttgart.de<br />
71
Zusammenfassung<br />
Homogenisierung des optischen Erscheinungsbildes von Lackierungen auf Multim<strong>at</strong>erialsystemen<br />
Mo<strong>der</strong>ne Produkte erfor<strong>der</strong>n oftmals den Eins<strong>at</strong>z von Multim<strong>at</strong>erialsystemen, da die Kombin<strong>at</strong>ion<br />
unterschiedlicher Werkstoffe Funktionsvorteile bietet, die ansonsten nicht erzielbar<br />
sind (zum Beispiel Leichtbauweisen im Fahrzeugbau). Viele dieser Multim<strong>at</strong>erialsysteme<br />
sind allerdings nicht ausreichend vermarktungsfähig, da die verschiedenartigen Substr<strong>at</strong>strukturen<br />
<strong>der</strong> Werkstoffpartner <strong>bei</strong>m Lackieren zu einem uneinheitlichen optischen Erscheinungsbild<br />
führen (»Flickenteppich«).<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist eine Technologie, die <strong>bei</strong> <strong>der</strong> Lackierung von Multim<strong>at</strong>erialsystemen<br />
erstmals – durch die modellbasierte Anpassung sowohl <strong>der</strong> Lackauftragsparameter<br />
als auch <strong>der</strong> Lackrezepturen an unterschiedliche Bauteile, Werkstoffkombin<strong>at</strong>ionen<br />
und R<strong>and</strong>bedingungen – ein einheitliches optisches Erscheinungsbild ermöglicht. Dazu werden<br />
sowohl neue Methoden zur Erfassung <strong>der</strong> Eingangsgrößen als auch neue Modelle und<br />
Optimierungsstr<strong>at</strong>egien zur Generierung <strong>der</strong> Ausgangsgrößen <strong>der</strong> Prozesssteuerungs- und<br />
Optimierungssoftware für den Eins<strong>at</strong>z in Lackierbetrieben erar<strong>bei</strong>tet.<br />
Thema: Laserstrahlquellen für innov<strong>at</strong>ive Produktionseinrichtungen<br />
Zusammenfassung<br />
72<br />
Doktor<strong>and</strong>in: Dipl.-Ing. K<strong>at</strong>rin Sarah Wentsch<br />
Thesis Committee: Prof. Dr. Thomas Graf<br />
Prof. Dr.-Ing. Manfred Berroth<br />
Projektbeginn: April 2009<br />
E-mail: k<strong>at</strong>rin.wentsch@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Mit SESAM passiv modengekoppelter Hochleistungs-Scheibenlaser<br />
Das am IFSW entwickelte Scheibenlaserkonzept zeichnet sich durch eine hohe erzielbare<br />
Laserleistung in Verbindung mit guter Strahlqualität und hohem Wirkungsgrad aus. Der<br />
Scheibenlaser überzeugt durch die Form des laseraktiven Mediums als Kristallscheibe,<br />
welche hocheffizient und intensiv durch Diodenlaserstrahlung angeregt und erheblich homogener<br />
gekühlt werden kann als konventionale Festkörperlaser. In Kombin<strong>at</strong>ion mit einem<br />
sättigbaren Halbleiterspiegel (SESAM) können ultrakurze Pulse im Pikosekunden- bzw.<br />
Femtosekunden-Bereich erzielt werden. Solche Lasersysteme mit hohen mittleren Ausgangsleistungen<br />
finden zahlreiche industrielle, als auch wissenschaftliche Anwendungen wie<br />
<strong>bei</strong>spielsweise im Bereich <strong>der</strong> M<strong>at</strong>erialbear<strong>bei</strong>tung, Physik und Chemie.<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist die Realisierung und <strong>der</strong> Aufbau eines mit SESAM passiv<br />
modengekoppelten Scheibenlasers mit hohen mittleren Ausgangsleistungen und Pulsenergien.<br />
Herausfor<strong>der</strong>ungen hier<strong>bei</strong> stellen die Entwicklung von neuartigen SESAMs und die<br />
Optimierung von dispersiven Spiegeln in Bezug auf höhere Zerstörschwellen und zusätzliche<br />
nichtlineare Effekte dar. Eine wichtige Voraussetzung zur Realisierung eines solchen Sys-
tems ist <strong>der</strong> Aufbau eines Grundmode-Scheibenlasers mit einer Dauerstrich (cw)-Ausgangsleistung<br />
von mindestens 1 kW.<br />
3.8. Cluster H – Nachhaltigkeit in <strong>der</strong> Produktion<br />
Clusterdirektor: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Prof. E.h. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. mult.<br />
Engelbert Westkämper<br />
E-mail: engelbert.westkämper@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Das Cluster „Nachhaltigkeit in <strong>der</strong> Produktion“ erforscht Methoden und Konzepte, die auf<br />
lange Sicht ökonomische und ökologische sowie gesellschaftspolitische und unternehmerische<br />
Aspekte kombinieren. Im Bereich <strong>der</strong> Wirtschaft umfasst dies Str<strong>at</strong>egien zum<br />
Überleben in turbulenten Umgebungen und das Erkennen und För<strong>der</strong>n von nachhaltigen<br />
Technologien. Energie- und Ressourceneffizienz in Produktion und Prozessen bildet hier<strong>bei</strong><br />
nicht nur die Basis für Kostensenkungen und die Vermeidung von Verschwendung, son<strong>der</strong>n<br />
liefert auch wichtige Impulse für die Planung von Anlagen und Versorgungsnetzen.<br />
Gesamt DFG Industrie<br />
laufende 2 2 -<br />
offene - - -<br />
Zusammenfassung des Forschungsst<strong>and</strong>es des Clusters<br />
Tabelle mit Übersicht <strong>der</strong> Forschungsthemen des Clusters<br />
Nr. Forschungsthema St<strong>at</strong>us* Doktor<strong>and</strong> Finanzierung Erstbetreuer<br />
H1 Allg. Forschungsthema<br />
H2<br />
H3<br />
H4<br />
Zurückgenommen<br />
Stakehol<strong>der</strong>integr<strong>at</strong>ion in<br />
Nutzungssysteme einer<br />
industriellen Ökologie Bear<strong>bei</strong>tung<br />
Nachhaltige Mobilitätsnutzungssysteme<br />
als<br />
Str<strong>at</strong>egie für Automobilunternehmen<br />
Integr<strong>at</strong>ion von produkt-<br />
und prozessorientierten<br />
Ansätzen als ganzheitliches<br />
Konzept einer<br />
industriellen Ökologie Bear<strong>bei</strong>tung<br />
* Verän<strong>der</strong>ungen in <strong>2010</strong> sind in <strong>der</strong> Tabelle fett markiert<br />
Barbara<br />
Seeberg DFG Prof. Zahn<br />
Zurückgenommen<br />
Daimler AG Prof. Zahn<br />
Max<br />
Regenfel<strong>der</strong> DFG Prof. Westkämper<br />
73
Das Cluster „Nachhaltigkeit in <strong>der</strong> Produktion“ h<strong>at</strong> seine Tätigkeit in Forschung und Ausbildung<br />
zum 1. Oktober 2009 aufgenommen.<br />
Im Jahr <strong>2010</strong> konnte das zweite DFG-Stipendium des Clusters zum 1. April an Herrn Max<br />
Regenfel<strong>der</strong> vergeben werden.<br />
Die Schwerpunkte des Forschungsvorhabens von Frau Seeberg konnten dahingehend<br />
konkretisiert werden, dass nun ein empirischer Analyserahmen für nachhaltige Unternehmen<br />
jenseits des Wachstumszwangs vorliegt. Dieser soll in 2011 auf ausgewählte Unternehmen<br />
angewendet werden. Das Vorhaben von Herrn Regenfel<strong>der</strong> konzentriert sich auf<br />
Geschäftsmodelle für Produktionsunternehmen „an den Grenzen des Wachstums“ und <strong>der</strong>en<br />
Verknüpfung mit produktionstechnischen Aspekten einer industriellen Ökologie. Ein erstes<br />
Interview im Bereich <strong>der</strong> Kreislaufwirtschaftsbranche wurde durchgeführt.<br />
Die bereits in <strong>2010</strong> begonnen doppelte Schwerpunktsetzung, <strong>der</strong> W<strong>and</strong>el von Produktionsunternehmen<br />
angesichts sozial-ökologischer Gefährdungslagen (Luhmann 2008) sowie die<br />
Them<strong>at</strong>ik eines „Degrowth“ in unternehmerischen Kontexten (L<strong>at</strong>ouche 2004), wurden vertieft<br />
und verknüpft. Eine Forschungslinie, die aus <strong>der</strong> Verknüpfung resultiert, ist die Anwendung<br />
systemtheoretischer Konzepte und Methoden, die auch für das advancend Manufacturing<br />
Engineering und das Stuttgarter Unternehmensmodell konstitutiv ist. Auf <strong>der</strong> Jahrestagung<br />
<strong>2010</strong> <strong>der</strong> Academy of Management in Montreal, Kanada, wurde dazu ein „Professional<br />
Development Workshop“ durch das Cluster H durchgeführt (AoM <strong>2010</strong>). Gemeinsam<br />
mit dem Cluster D: Netzwerke in <strong>der</strong> Produktion wurden einige Erkenntnisse aus dieser Forschungslinie<br />
in Verbindung mit <strong>der</strong> Fragestellung einer str<strong>at</strong>egischen Früherkennung in Produktionsnetzwerken<br />
publiziert (Zahn et al. <strong>2010</strong>).<br />
Eine weitere Forschungslinie konzentrierte sich auf den Bereich „Degrowth“, vor allem im<br />
Hinblick auf unternehmerische und industrielle Entscheidungst<strong>at</strong>bestände. Schwerpunktmäßig<br />
wurde die Fragestellung nach einer robusten Maßzahl für unternehmerische Nachhaltigkeit<br />
im Bereich <strong>der</strong> ökologischen Performance aufgegriffen. Mit dem Konzept einer<br />
„Ecological Allowance“ wurde eine solche Maßzahl entwickelt und auf <strong>der</strong> APMS-Konferenz<br />
in Cernobbio, Italien, vorgestellt. Eine Publik<strong>at</strong>ion dazu liegt vor (Reichel und Seeberg 2011).<br />
Eine Einladung zur Steady St<strong>at</strong>e Konferenz in Leeds, Großbritannien, wurde zur Vernetzung<br />
mit Forscherinnen und Forschern aus dem Bereich <strong>der</strong> Ecological Economics genutzt. Der<br />
Beitrag des Cluster H wurde im Tagungsb<strong>and</strong> veröffentlicht (Reichel et al. <strong>2010</strong>). Ebenfalls<br />
auf Einladung wurde im Januar 2011 durch den stellvertretenden Clusterdirektor, Dr. André<br />
Reichel, ein Vortrag am Wuppertal Institut für Umwelt, Energie und Klima zum Thema<br />
„Unternehmen in <strong>der</strong> Postwachstumsgesellschaft“ gehalten (Wuppertal 2011).<br />
Zwei Tagungen wurden <strong>2010</strong> unter Beteiligung des Cluster H durchgeführt. Zum einen die<br />
Jahrestagung <strong>der</strong> Vereinigung für Ökologische Ökonomie in Freiburg, welche unter dem<br />
Motto „Wirtschaft ohne Wachstum“ st<strong>and</strong>, zum <strong>and</strong>eren eine gemeinsam mit dem Cluster D<br />
veranstalte intern<strong>at</strong>ionale Tagung zu Indic<strong>at</strong>ors <strong>and</strong> Concepts of Innov<strong>at</strong>ion: Technical Dimension<br />
of Innov<strong>at</strong>ion (ICICI <strong>2010</strong>). Eine Son<strong>der</strong>ausgabe <strong>der</strong> Fachzeitschrift „Intern<strong>at</strong>ional<br />
Journal for Innov<strong>at</strong>ion <strong>and</strong> Sustainable Development“ mit Beiträgen dieser Tagung ist in Vorbereitung,<br />
das Cluster H ist da<strong>bei</strong> durch zwei Beiträge vertreten (Reichel 2011; Regenfel<strong>der</strong><br />
und Slowak 2011).<br />
Im Ausbildungsprogramm des Clusters wurde ein ganztägiges Kolloquium zum Thema<br />
„Limits to Growth“ unter Einbezug <strong>der</strong> Doktor<strong>and</strong>en veranstaltet. Them<strong>at</strong>isch daran an-<br />
74
schließend f<strong>and</strong> ein Gastvortrag von Prof. John Morecroft, London Business School, st<strong>at</strong>t.<br />
Zudem nahmen <strong>bei</strong>de Doktor<strong>and</strong>en an <strong>der</strong> Zweijahrestagung <strong>der</strong> Intern<strong>at</strong>ional Society for<br />
Ecological Economics in Oldenburg und Bremen teil (ISEE <strong>2010</strong>). Ebenso Teil des Clusterprogramms<br />
sind die regelmäßigen Doktor<strong>and</strong>enkolloquien <strong>der</strong> <strong>GSaME</strong>, an denen <strong>bei</strong>de<br />
Doktor<strong>and</strong>en des Cluster teilgenommen und vorgetragen haben.<br />
Weiterentwicklung des Clusters<br />
Für die them<strong>at</strong>ische Weiterentwicklung des Cluster wird, wie auch schon in 2011, das<br />
clusterspezifische Ausbildungsprogramm mit einem ganztägigen Kolloquium fortgeführt werden.<br />
Thema dieses Mal ist „Business & Degrowth“, um auch die Forschungsschwerpunkte<br />
des Clusters in einem größeren Kreis zu diskutieren. Ein Gastvortrag ist fest eingeplant, die<br />
Teilnahme von Prof. Uwe Schneidewind, Leiter des Wuppertal Instituts, wurde bereits zugesagt.<br />
Anschließend an die oben skizzierten Linien wird zur Vertiefung <strong>der</strong> systemtheoretischen<br />
Forschung im Cluster, sowie zum Aufbau eines intern<strong>at</strong>ionalen Forschernetzwerks in diesem<br />
Bereich, ein erneuter Workshop im Rahmen <strong>der</strong> Academy of Management und die Herausgabe<br />
einer Son<strong>der</strong>ausgabe in einer intern<strong>at</strong>ionalen Fachzeitschrift („Intern<strong>at</strong>ional Journal of<br />
Economics <strong>and</strong> Business <strong>Research</strong>“, IJEBR 2011) angestrebt. Der stellvertretende Clusterdirektor,<br />
Dr. André Reichel, ist zudem Mitherausgeber einer Son<strong>der</strong>ausgabe <strong>der</strong> Zeitschrift<br />
„Systems <strong>Research</strong> <strong>and</strong> Behavioral Science“, die sich dem Werk des chilenischen Biologen<br />
und Systemtheoretikers Francisco J. Varela widmet. Im Vor<strong>der</strong>grund steht die Bedeutung<br />
seiner Ar<strong>bei</strong>t für die Management- und Organis<strong>at</strong>ionsforschung (SRBS 2011).<br />
Für das Forschungsfeld „Degrowth“ ist ebenfalls ein Workshop <strong>bei</strong> <strong>der</strong> Academy of<br />
Management geplant. Außerdem befindet sich ein Beitrag zu diesem Thema im Reviewprozess<br />
<strong>der</strong> Zeitschrift „Ecological Economics“. Weitere Beiträge und Veröffentlichungen sind<br />
fest eingeplant, unter <strong>and</strong>erem im Rahmen folgen<strong>der</strong> Tagungen und Workshops: 7. Environment<br />
Management Symposium, RIT Rochester, New York; 17. Intern<strong>at</strong>ional Sustainable<br />
Development <strong>Research</strong> Conference, Columbia Univ., New York; European Society for Ecological<br />
Economics, Istanbul, Türkei.<br />
Wie bereits <strong>2010</strong> wird auch 2011 die Kooper<strong>at</strong>ion mit dem House of Competence am KIT in<br />
Karlsruhe weitergeführt. Zudem wird ein verstärkter fachlicher Austausch mit dem Wuppertal<br />
Institut aufgebaut.<br />
Publik<strong>at</strong>ionen<br />
Regenfel<strong>der</strong>, Max; Slowak, André (2011): Direction or Medi<strong>at</strong>ion? Nexus’ Role in Technology<br />
Adoption. In: Intern<strong>at</strong>ional Journal of Innov<strong>at</strong>ion <strong>and</strong> Sustainable Development 6 (in print).<br />
Reichel, André (2011): Technology as System. Towards an Autopoietic Theory of Technology.<br />
In: Intern<strong>at</strong>ional Journal of Innov<strong>at</strong>ion <strong>and</strong> Sustainable Development 6 (in print).<br />
Reichel, André; Seeberg, Barbara (2011): Rightsizing production. The calculus of “Ecological<br />
Allowance” <strong>and</strong> the need for industrial degrowth. In: APMS (Hg.): Competitive <strong>and</strong><br />
75
Sustainable Manufacturing, Products <strong>and</strong> Services. Berlin: Springer (Advances in Production<br />
Management Systems).<br />
Reichel, André; O’Neill, Daniel; Bastin, Claire (<strong>2010</strong>): Enough Excess Profits. Rethinking<br />
Business. In: Daniel O’Neill, Robert Dietz und Nora Jones (Hg.): Enough is enough. Ideas for<br />
a sustainable economy in a world of finite resources. Leeds: Center for the Advancement of<br />
the Steady St<strong>at</strong>e Economy (Arlington, Virginia, USA); Economic Justice for All (Leeds, UK),<br />
S. 87–94. Online verfügbar unter http://steadyst<strong>at</strong>e.org/enough-is-enough/, zuletzt geprüft<br />
am 29.12.<strong>2010</strong>.<br />
Zahn, Erich; Tile<strong>bei</strong>n, Meike; Reichel, André; Goll, Frauke; Haag, Hans-Christian (<strong>2010</strong>):<br />
Str<strong>at</strong>egische Früherkennung in Wertschöpfungsnetzwerken. In: Peter Nyhuis (Hg.):<br />
W<strong>and</strong>lungsfähige Produktionssysteme. Berlin: Gito, S. 87–101.<br />
Weitere eigene Referenzen<br />
AoM (<strong>2010</strong>): Professional Development Workshop: System Theory, its Rise, Failure <strong>and</strong> Renewal<br />
for Organiz<strong>at</strong>ional Theory Building. Academy of Management Conference, Dare to<br />
Care. Passion <strong>and</strong> Compassion in Management Practice <strong>and</strong> <strong>Research</strong>. Montréal/ Canada,<br />
August 6-10, <strong>2010</strong>.<br />
ICICI (<strong>2010</strong>): Konferenz veranstaltet + Vortrag: The Technological Dimension of Innov<strong>at</strong>ion.<br />
4th Intern<strong>at</strong>ional Conference on Innov<strong>at</strong>ion Concepts <strong>and</strong> Indic<strong>at</strong>ors. URL:<br />
http://innocon.wordpress.com/<strong>2010</strong>/04/01/4th-intern<strong>at</strong>ional-conference-on-indic<strong>at</strong>ors-<strong>and</strong>concepts-of-innov<strong>at</strong>ion/<br />
ISEE (<strong>2010</strong>): Vortrag: Degrowth as a Business Case. Intern<strong>at</strong>ional Society for Ecological<br />
Economics: Advancing Sustainability in a Time of Crisis. Oldenburg/Bremen, 22.-25. August<br />
<strong>2010</strong>.<br />
IJEBR (2011): Call for Papers: Special Issue on: „Systems Theory in Economics <strong>and</strong><br />
Business: Theory Development, Applic<strong>at</strong>ion, Impact, <strong>and</strong> Future“. URL:<br />
http://www.in<strong>der</strong>science.com/browse/callpaper.php?callID=1513<br />
SRBS (2011): Call for Papers: Special Issue on: „Autopoiesis, Systems Thinking <strong>and</strong><br />
Systemic Practice: The Contribution of Francisco Varela“. URL:<br />
http://onlinelibrary.wiley.com/store/10.1002/(ISSN)1099-<br />
1743a/asset/homepages/SRBS_special_issue_call_for_papersautopoiesis.pdf?v=1&s=99e39d506234b28402e367bdf20137d4793ea637<br />
Wuppertal (2011): Vortrag: Ist weniger mehr? Post-Wachstumsstr<strong>at</strong>egien für Unternehmen.<br />
Ringvorlesung “Wachstumswende”. Wuppertal Institute, 19. Januar 2011.<br />
Externe Referenzen<br />
L<strong>at</strong>ouche, Serge (2004): Degrowth economics. In: Le Monde Diplom<strong>at</strong>ique, 2004 (11/2004).<br />
Online verfügbar unter http://mondediplo.com/2004/11/14l<strong>at</strong>ouche.<br />
Luhmann, Niklas (2008): Ökologische Kommunik<strong>at</strong>ion. Kann die mo<strong>der</strong>ne Gesellschaft sich<br />
auf ökologische Gefährdungen einstellen? 5. Aufl. Wiesbaden: VS Verl. für Sozialwiss.<br />
76
Forschungsst<strong>and</strong> ausgewählter Projekte in Cluster H<br />
Thema: Integr<strong>at</strong>ion von produkt- und prozessorientierten Ansätzen als ganz-<br />
heitliches Konzept einer industriellen Ökologie<br />
Zusammenfassung:<br />
Doktor<strong>and</strong>: Dipl.-oec. Maximilian Regenfel<strong>der</strong><br />
Thesis Committee: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Prof. em. Dr. Erich Zahn<br />
Dr. André Reichel<br />
Projektbeginn: April <strong>2010</strong><br />
E-mail: max.regenfel<strong>der</strong>@gsame.uni-stuttgart.de<br />
Industriele Ökologie: Integr<strong>at</strong>ion von produkt- und prozessorientierten Ansätzen<br />
Die konventionelle Wirtschaftsweise stößt zunehmend an ihre Grenzen. Im Zuge <strong>der</strong> Nachhaltigkeitsdeb<strong>at</strong>te<br />
werden ökologisch verträglichere Wirtschaftsweisen gefor<strong>der</strong>t. Hierfür sind<br />
zwei Voraussetzungen zu erfüllen:<br />
Es müssen sowohl Produkte mit weniger n<strong>at</strong>ürlichen Ressourcen produziert als auch<br />
Ressourcen länger in <strong>der</strong> Technosphäre gehalten werden. Hierzu müssen sie in Kreisläufen<br />
geführt werden. Es besteht eine Forschungslücke, wie diese <strong>bei</strong>den Punkte in Kombin<strong>at</strong>ion<br />
auf betrieblicher Ebene umgesetzt werden können.<br />
Ziel des Forschungsprojekts ist es, einen praxisorientierten Gestaltungsrahmen hierfür zu<br />
erar<strong>bei</strong>ten. Produkt- und prozessorientierte Ansätze sind mitein<strong>and</strong>er zu integrieren. Um<br />
diese Integr<strong>at</strong>ion zu ermöglichen, soll ein Konzept für ein Softwaretool skizziert werden, das<br />
einen Inform<strong>at</strong>ionsaustausch zwischen Produkten und Prozessen erleichtert. Diese Ansätze<br />
wie<strong>der</strong>um sind in ein umfassendes Konzept einer Kreislaufwirtschaft einzubinden. Die Seite<br />
<strong>der</strong> Kreislaufwirtschaft wird mit <strong>der</strong> Fallstudienmethodik auf die praktische Umsetzung einer<br />
‚fortgeschrittenen’ Kreislaufwirtschaft untersucht.<br />
Thema: Stakehol<strong>der</strong>integr<strong>at</strong>ion in Nutzungssysteme einer industriellen<br />
Ökologie<br />
Doktor<strong>and</strong>in: Dipl.-Wirtsch.-Ing. (FH) MBA Barbara Seeberg<br />
Thesis Committee: Prof. em. Dr. Erich Zahn<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper<br />
Dr. André Reichel<br />
Projektbeginn: Juni 2009<br />
E-mail: barbara.seeberg@gsame.uni-stuttgart.de<br />
77
Zusammenfassung<br />
Str<strong>at</strong>egieimplik<strong>at</strong>ionen zum nachhaltigen Unternehmen<br />
Unternehmerische Nachhaltigkeit ist in aller Munde. Die Umsetzung von Nachhaltigkeit<br />
konfrontiert jedoch eine Vielzahl von Unternehmen mit weit reichenden Problemen. Im<br />
Vor<strong>der</strong>grund steht da<strong>bei</strong> die schwierige interne Umsetzung von Nachhaltigkeitsbemühungen<br />
– vor allem in Bezug auf die Einbindung <strong>der</strong> Konsumenten sowie die Entwicklung<br />
einer ‚extended producer responsibility’. Dieses Spannungsfeld stellt Unternehmen<br />
vor neue Herausfor<strong>der</strong>ungen und macht organis<strong>at</strong>ionale Verän<strong>der</strong>ungen und<br />
Neustrukturierungen unabdingbar. Begriffe wie ‚Kundenkapitalismus’ und ‚Sharehol<strong>der</strong><br />
Value’ spiegeln diese Problemlagen bereits wi<strong>der</strong>, jedoch gibt es bisher keine Str<strong>at</strong>egieempfehlungen<br />
für produzierende Unternehmen.<br />
Das Forschungsprojekt zielt daher auf die Erar<strong>bei</strong>tung einer Klassifik<strong>at</strong>ion für Unternehmen,<br />
die Nachhaltigkeit erfolgreich umsetzen konnten. In einem ersten Schritt wird<br />
aufgezeigt, wie einzelne Industrieunternehmen mit ihrer Umweltverantwortung (Mensch<br />
und N<strong>at</strong>ur) umgehen. In einem zweiten Schritt werden ausgewählte Industrieunternehmen<br />
näher untersucht und in Bezug auf Nachhaltigkeit bewertet. Von erfolgreich nachhaltigen<br />
Unternehmen werden letztendlich Str<strong>at</strong>egieimplik<strong>at</strong>ionen abgeleitet, die auf <strong>and</strong>ere Unternehmen<br />
übertragbar sein sollen.<br />
78
4. Preise und Auszeichnungen<br />
Dr. André Reichel, Cluster H/D, h<strong>at</strong> erfolgreich am "Peter Drucker Global Challenge" im<br />
Rahmen des 2. Intern<strong>at</strong>ionalen Peter F. Drucker Forum in Wien mit einem Essay teilgenommen.<br />
Das Essay gelangte unter die TOP 40 von 214. Dr. Reichel wurde damit zur Teilnahme<br />
am Global Drucker Forum <strong>2010</strong> eingeladen. Das Intern<strong>at</strong>ionale Peter F. Drucker<br />
Forum in Wien wird zum zweiten Mal veranstaltet und versteht sich als Management-Forum<br />
<strong>der</strong> beson<strong>der</strong>en Art. Unter dem Gesamtthema "Managen in <strong>der</strong> Gesellschaft von morgen"<br />
stehen brennende Zukunftsfragen von Management und Gesellschaft im Zentrum <strong>der</strong><br />
hochkarätig besetzten Veranstaltung.<br />
Herr Masini, Cluster E, wurde von <strong>der</strong> European Microwave Associ<strong>at</strong>ion auf <strong>der</strong> „5 th Intern<strong>at</strong>ional<br />
Conference on Ultrawideb<strong>and</strong> <strong>and</strong> Ultrashort Impuls Signals“ mit dem Preis „EuMA<br />
Young Scientist Prize“ für seine Veröffentlichung „Wireless field bus communic<strong>at</strong>ion with<br />
software defined IR-UWB in a manufacturing environment“ ausgezeichnet.<br />
Die Veröffentlichung “An RFID based Consistency Management Framework for Smart Real<br />
Time Factory” auf <strong>der</strong> 2 nd Intern<strong>at</strong>ional Conference on Internet of Things (IoT <strong>2010</strong>) in Tokyo,<br />
Japan von Herrn Bilal Hameed wurde als beste Veröffentlichung ausgezeichnet, verbunden<br />
mit einer Prämierung von 100,000 Japanese Yen.<br />
79
5. Mitglie<strong>der</strong> <strong>der</strong> GSAME<br />
akad. Titel, Name Institut Forschungsgebiet<br />
Prof. Dr. rer. pol. Dr. h.c.<br />
Ulli Arnold<br />
Prof. Dr.-Ing.<br />
Manfred Berroth<br />
Prof. Dr.-Ing<br />
Bernd Bertsche<br />
Prof. Dr.-Ing.<br />
Hansgeorg Binz<br />
Prof. Dr.<br />
Wolfgang Burr<br />
Prof. Dr.-Ing.<br />
Klaus Drechsler<br />
Prof. Dr. rer. n<strong>at</strong>.<br />
Thomas Ertl<br />
Prof. Dr. rer. n<strong>at</strong>.<br />
Rainer Gadow<br />
Prof. Dr. phil. n<strong>at</strong>. habil.<br />
Thomas Graf<br />
Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. mult.<br />
Uwe Heisel<br />
Prof. Dr. rer. pol.<br />
Georg Herzwurm<br />
Prof. Dr. rer. pol.<br />
Hans-Georg Kemper<br />
Prof. Dr.-Ing.<br />
Peter Klemm<br />
Prof. Dr. rer. n<strong>at</strong>. habil.<br />
Paul Levi<br />
Prof. Dr. rer. n<strong>at</strong>.<br />
Frank Leymann<br />
Prof. Dr.-Ing. MBA<br />
M<strong>at</strong>hias Liewald<br />
Prof. Dr.-Ing. habil.<br />
Bernhard Mitschang<br />
80<br />
BWI - Lehrstuhl für ABWL, Investitionsgütermarketing<br />
und Beschaffungsmanagement<br />
Institut für Elektrische und Optische<br />
Nachrichtentechnik<br />
Beschaffungsmanagement, Logistikmanagement,<br />
Investitionsgüter- und Industriegüter-Marketing<br />
Integrierte Schaltungen, Optische Nachrichtentechnik<br />
Institut für Maschinenelemente Antriebstechnik, CAD, Dichtungstechnik und Zuverlässigkeitstechnik<br />
Institut für Konstruktionstechnik und<br />
Technisches Design<br />
BWI - Lehrstuhl für ABWL Forschungs-<br />
Entwicklungs- und Innov<strong>at</strong>ionsmanagement<br />
Antriebstechnik, methodische Produktentwicklung,<br />
Rechnerunterstützte Produktentwicklung (CAE),<br />
technisches Design<br />
Forschung- Entwicklungs- und Innov<strong>at</strong>ionsmanagement<br />
Institut für Flugzeugbau Leichtbau, Fertigungstechnik und Faserverbundwerkstoffe<br />
Institut für Visualisierung und Interaktive<br />
Systeme<br />
Institut für Fertigungstechnologie keramischer<br />
Bauteile<br />
Visualisierung, Computergrafik, Mensch-Maschine-<br />
Kommunik<strong>at</strong>ion<br />
Fertigungstechnologie keramischer Bauteile und<br />
Verbundwerkstoffe<br />
Institut für Strahlwerkzeuge Lasertechnik in <strong>der</strong> Fertigung<br />
Institut für Werkzeugmaschinen Konstruktion von Werkzeugmaschinen, Baugruppen<br />
und Werkzeugen<br />
BWI - Lehrstuhl für ABWL und Wirtschaftsinform<strong>at</strong>ik<br />
II (Unternehmenssoftware)<br />
BWI - Lehrstuhl für ABWL und Wirtschaftsinform<strong>at</strong>ik<br />
I (Inform<strong>at</strong>ionsmanagement)<br />
Institut für Steuerungstechnik <strong>der</strong> Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungseinrichtungen<br />
Institut für Parallele und Verteilte<br />
Systeme<br />
Institut für Architektur von Anwendungssystemen<br />
Unternehmenssoftware<br />
Unternehmenssoftware<br />
CAD/NC-Verfahrenskette, Methoden und Software<br />
für die Steuerungstechnik und Simul<strong>at</strong>ion<br />
Verteilte Künstliche Intelligenz<br />
Architektur von Anwendungssystemen<br />
Institut für Umformtechnik Blechumformung, Massivumformung, Formgebungsverfahren<br />
Institut für Parallele und Verteilte<br />
Systeme<br />
Inform<strong>at</strong>ion Management - D<strong>at</strong>en Management<br />
Prof. Dr. sc. Wolfgang Osten Institut für Technische Optik Sensor- und Messtechnik
akad. Titel, Name Institut Forschungsgebiet<br />
Prof. Dr. oec. publ.<br />
Burkhard Pedell<br />
Prof. Dr. rer. pol.<br />
Michael Reiß<br />
Prof. Dr.-Ing. habil.<br />
Eberhard Roos<br />
Prof. Dr. rer. n<strong>at</strong>. Dr. h. c.<br />
Kurt Rothermel<br />
Prof. Dr.-Ing.<br />
Hermann S<strong>and</strong>maier<br />
Prof. Dr. rer. pol.<br />
Henry Schäfer<br />
Prof. Dr.-Ing.<br />
Wolfgang Schinköthe<br />
Prof. Dr. rer. n<strong>at</strong>.<br />
Siegfried Schmau<strong>der</strong><br />
Prof. Dr.-Ing.<br />
Sven Simon<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing.<br />
E.h. Dieter Sp<strong>at</strong>h<br />
Prof. Dr.-Ing.<br />
Stephan Staudacher<br />
Prof. Dr.-Ing.<br />
Alex<strong>and</strong>er Verl<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Prof. E. h.<br />
Dr.-Ing. E. h. Dr. h. c. mult.<br />
Engelbert Westkämper<br />
Prof. em. Dr. rer. pol.<br />
Erich Zahn<br />
BWI - Lehrstuhl für ABWL und<br />
Controlling<br />
BWI - Lehrstuhl für ABWL und Organis<strong>at</strong>ion<br />
Institut für M<strong>at</strong>erialprüfung, Werkstoffkunde<br />
und Festigkeitslehre<br />
Institut für Parallele und Verteilte<br />
Systeme<br />
Institut für Industrielle Fertigung und<br />
Fabrikbetrieb, Lehrstuhl Mikrosystemtechnik<br />
BWI - Lehrstuhl für ABWL und Finanzwirtschaft<br />
Institut für Konstruktion und Fertigung in<br />
<strong>der</strong> Feinwerktechnik<br />
Institut für M<strong>at</strong>erialprüfung, Werkstoffkunde<br />
und Festigkeitslehre<br />
Institut für Parallele und Verteilte<br />
Systeme<br />
Institut für Ar<strong>bei</strong>tswissenschaft und<br />
Technologiemanagement<br />
Einflussgrößen und Wirkungen <strong>der</strong> Ausgestaltung<br />
von Unternehmensrechnung und Controlling,<br />
Risikocontrolling, Regulierung<br />
Systeme integrierter Unternehmensführung,<br />
Kooper<strong>at</strong>ionsmanagement<br />
Werkstoff- und Bauteilprüfung,<br />
Werkstoffentwicklung und -optimierung,<br />
Bauteilsicherheit und -auslegung<br />
Erforschung innov<strong>at</strong>iver Konzepte, Algorithmen und<br />
Protokolle für die systemseitige Unterstützung verteilter<br />
Anwendungen<br />
Technologien <strong>der</strong> Mikro- und Nanosytemtechnik<br />
Bewertung von Vermögensobjekten, verhaltenswissenschaftliche<br />
Kapitalmarkttheorie und Marktmikrostrukturtheorie<br />
Kunststoffspritzguß, Aktorik, Messtechnik und<br />
Sensorik, Konstruktionsmethode in <strong>der</strong> Feinwerktechnik<br />
Werkstoff- und Bauteilprüfung, Werkstoffentwicklung<br />
und -optimierung, Bauteilsicherheit und -<br />
auslegung<br />
Hardwarearchitekturen für hochparallele Systeme<br />
Technologie- und Innov<strong>at</strong>ionsmanagement<br />
Institut für Luftfahrtantriebe Beschreibung und Simul<strong>at</strong>ion des Verhaltens<br />
komplexer Systeme<br />
Institut für Steuerungstechnik <strong>der</strong> Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungseinrichtungen<br />
Institut für Industrielle Fertigung und<br />
Fabrikbetrieb<br />
BWI - Lehrstuhl für ABWL, Betriebswirtschaftliche<br />
Planung, Str<strong>at</strong>egisches<br />
Management<br />
Mech<strong>at</strong>ronik, Steuerungstechnik, Antriebs- und<br />
Maschinentechnik<br />
Fertigungstechnik, Fabrikbetrieb und mehrskalige<br />
Modellierung und Simul<strong>at</strong>ion<br />
Str<strong>at</strong>egisches Management<br />
81
6. Mentoring und Supervision<br />
Studienkoordin<strong>at</strong>or: Dr. rer. soc. oec. Andreas Dietrich bis 09/10<br />
Dr. Jana Zorlu ab 11/10<br />
Wissenschaftlicher Koordin<strong>at</strong>or: Dr. rer. pol. André Reichel<br />
Cluster-Assistenten:<br />
Cluster A Stuttgarter Unternehmensmodell Dipl.-Ing. Hans-Friedrich Jacobi<br />
Cluster B Digitales Engineering Dr. Dania El-Kebbe (Mutterschaftsurlaub),<br />
Cluster C M<strong>at</strong>erial- und Prozessengineering Dipl.-Ing. Martin Wenzelburger bis 06/<strong>2010</strong><br />
Cluster D Netzwerke in <strong>der</strong> Produktion Dr. rer. pol. André Reichel<br />
Cluster E ICT für die Produktion Dipl.-Inf. Torsten Scheibler bis 09/<strong>2010</strong><br />
Cluster F Wissensbasiertes Management Dr.-Ing. Peter Ohlhausen<br />
Cluster G Intelligente Produktionseinrichtungen Dr. rer. n<strong>at</strong>. Konrad Groh<br />
Cluster H Nachhaltigkeit in <strong>der</strong> Produktion Dr. rer. pol. André Reichel<br />
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7. Poster zur <strong>GSaME</strong>-Tagung „Innov<strong>at</strong>ion und Produktion – Zukunftsfähigkeit<br />
durch neue Wege“, Stuttgart 2011<br />
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