Resilienz hilft in Krisenzeiten 04.02.2021, 09:12 Uhr

Matrixproduktion als wandlungsfähiges Produktionskonzept

In der heutigen Zeit sind produzierende Unternehmen einer Vielzahl von unsicheren Einflussfaktoren ausgesetzt. Vor diesem Hintergrund spiegelt die Resilienz eine der zukünftig wichtigsten Anforderungen an Produktionssysteme wider.

Mithilfe wandlungsfähiger Fertigungs- und Montagezellen kann sich die Matrixproduktion rasch an veränderte Anforderungen anpassen sowie auf Störungen reagieren. Bild: Fraunhofer IML

Mithilfe wandlungsfähiger Fertigungs- und Montagezellen kann sich die Matrixproduktion rasch an veränderte Anforderungen anpassen sowie auf Störungen reagieren. Bild: Fraunhofer IML

Resilienz definiert sich dabei über die Widerstandsfähigkeit und Robustheit hinsichtlich unerwarteter kurzfristig auftretender Störungen und Veränderungen. Sie zielt darauf ab, den/die ursprüngliche/n Systemzustand/-leistung schnellstmöglich wiederherzustellen. Diese Fähigkeit erfordert ein hohes Maß an Flexibilität und Wandlungsfähigkeit sowie eine robuste Steuerung des Gesamtsystems.

Die Matrixproduktion stellt eine Möglichkeit dar, diesem turbulenten Umfeld zu begegnen. Gemeinsam forschen das Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML und der Lehrstuhl für Unternehmenslogistik der Technischen Universität Dortmund im Bereich der Matrixproduktion.

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Intelligente Steuerung als Kernelement der Matrixproduktion

Mit dem Konzept einer taktunabhängigen Fließfertigung vereint die Matrixproduktion die wirtschaftlichen Vorteile einer klassischen Fließfertigung mit dem Vorteil der Flexibilität einer Einzelfertigung. Durch den Einsatz von redundanten und wandlungsfähigen Fertigungs- und Montagezellen ist die Matrixproduktion in der Lage, sich äußerst schnell an veränderte Bedarfsmengen sowie neue Produktvarianten anzupassen sowie auf Störungen zu reagieren. Die freie Verkettung der konfigurierbaren Fertigungs- und Montagezellen mit unterschiedlichen Prozessfähigkeiten führt dabei zu einer Entkopplung von Produktion und Logistik. Damit erlaubt sie eine logistikgerechte Gestaltung von Produktionssystemen.

Kernelement der Matrixproduktion ist eine robuste Steuerung. Die agile und zugleich ressourcenoptimierte Steuerung der Material- und Informationsflüsse geht mit einer zunehmenden Vernetzung und Intelligenz der am Wertschöpfungsprozess beteiligten Objekte einher. Produktionsreihenfolgen werden dabei erst kurzfristig und flexibel gebildet. Die höhere Volatilität von Verbauort, -menge und -zeitpunkt resultiert in steigenden Anforderungen an die Reaktionsfähigkeit und stellt vor allem die Materialbereitstellung vor Herausforderungen. Eine qualitative Datenerhebung und -nutzung wird dabei zum entscheidenden Erfolgsfaktor.

Daten als Schlüssel zur robusten Steuerung

Viele Unternehmen erheben bereits große Mengen an Daten. Die zunehmenden Datenmengen sind aufgrund ihrer Komplexität nicht mehr manuell beherrschbar. Auch die Matrixproduktion erfordert für die steigenden Anforderungen an die Reaktionsfähigkeit eine große Menge an qualitativ hochwertigen Daten. In vielen Unternehmen sind diese Daten bereits vorhanden. Allerdings besteht noch eine große Diskrepanz zwischen der Datenerhebung und -nutzung.

Anwendungsnahe Forschung – von- und miteinander lernen

Ziel der anwendungsnahen Forschungsarbeit in Dortmund ist es, Unternehmen einen praxistauglichen Zugang zu Innovationen wie der Matrixproduktion zu anzubieten. Aus diesem Grund stellt die Transformation traditioneller Produktionssysteme hin zur Matrixproduktion ein Handlungsfeld der Forschungsarbeit in Dortmund dar. Des Weiteren stehen die veränderten Anforderungen sowie die Gestaltung und Steuerung des innerbetrieblichen Logistiksystems im Fokus. Der hohe Innovationsgrad der Matrixproduktion erfordert dabei im aktuellen Stadium ein hohes Maß an konzeptionellen und simulationsbasierten Arbeiten.

Nun soll der nächste Schritt in Richtung Praxis stattfinden. Forschungs- und innovationsgetriebene Unternehmen, die auf der Suche nach Möglichkeiten zur Steigerung der Wandlungsfähigkeit für die Montage und Produktion sind, sind in Dortmund herzlich willkommen, mit ihren Daten zur weiteren Validierung der bisherigen Forschungsergebnisse beizutragen. Sie können damit auch den Transfer der Matrixproduktion in die Praxis unterstützen und aktiv mitgestalten. Die Mitarbeiter stellen Interessenten gerne ihre Ansätze und aktuellsten Forschungserkenntnisse zur Matrixproduktion vor.

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Von Nils Kalbe

Nils Kalbe,
M.Sc., ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML in Dortmund.