Umsetzung von cyber-physischen Matrixproduktionssystemen

Expertise des Forschungsbeirats der Plattform Industrie 4.0

© acatech

Schneller auf globale Krisen reagieren, mit Lieferengpässen zurechtkommen und gleichzeitig auf individuelle Kundenwünsche reagieren: Matrixproduktionssysteme werden als Lösungsansatz für eine wirtschaftliche Produktion in einem herausfordernden Marktumfeld mit sinkenden Stückzahlen, steigender Variantenvielfalt und schlechter Prognostizierbarkeit von Kundenbedarfen diskutiert.

Mit der Expertise »Umsetzung von cyber-physischen Matrixproduktionssystemen« ermitteln die Fraunhofer-Institute IPA und IWU den Umsetzungsstand von Matrixproduktionssystemen, fassen Erkenntnisse zur Einführung und zum Betrieb von cyberphysischen Matrixproduktionssystemen zusammen und stellen sie der deutschen Industrie zur Verfügung. Außerdem werden Handlungsoptionen für die Industrie abgeleitet sowie der anwendungsorientierte Forschungsbedarf aufgezeigt. Dazu werden drei zentrale Fragen beantwortet:

  • Welche Ansätze und Methoden zur Gestaltung und Umsetzung von Matrixproduktionssystemen sind in der Industrie bereits entwickelt und wie ist der Umsetzungsstand?
  • Wie unterstützt Industrie 4.0 bei der Umsetzung und Betrieb von Matrixproduktionssystemen und welche digitalen Werkzeuge kommen zur Unterstützung bereits zum Einsatz?
  • Welche Strategien gibt es für die Einführung von Matrixproduktionssystemen, welche Herausforderungen bestehen dabei und welche Forschungsbedarfe lassen sich zur weiteren Unterstützung der Industrie identifizieren?

Knapp dreißig Unternehmen – Anwender von Matrixproduktionssystemen und Technologieausrüster – wurden ausführlich befragt, ihre Produktionssysteme und Lösungen analysiert und in ein eigens entwickeltes Reifegradmodell eingeordnet. Anhand von Good-Practice-Beispielen zeigt die vorliegende Expertise erfolgreiche Umsetzungen sowie bewältigte Herausforderungen und angewandte Lösungen.

Autoren:

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

  • Petra Foith-Förster
  • Michael Trierweiler
  • Daniel Ranke
  • Patricia Berkhan
  • Sina Rzesnitzek
  • Prof. Dr.-Ing. Thomas Bauernhansl

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

  • Dr.-Ing. Arvid Hellmich
  • Florian Zumpe
  • Martin Zumpe
  • Marc Münnich
  • Torben Wiese
  • Thomas Büttner
  • Prof. Dr.-Ing. Steffen Ihlenfeldt

 

Herausgeber:

Forschungsbeirat der Plattform Industrie 4.0 / acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften

 

Jahr:

2022

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