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ManuCloud: Infrastruktur für IT-Integration

13.09.2013
Infrastruktur für IT-Integration von der Anlage bis zum unternehmensübergreifenden Produktionsnetzwerk

In dem jetzt abgeschlossenen EU-Projekt haben die Partner Fraunhofer IPA, acp-IT, nxtControl und die University of Strathclyde eine Webplattform entwickelt, auf der kundenkonfigurierbare Produkte verschiedener zusammenarbeitender Fertigungsunternehmen angeboten werden können.

Dass der Kunde König ist, gilt schon lange nicht mehr nur für den Service. Selbst seinen neuen PKW kann der Kunde nach seinen Wünschen bestellen. Lackierung, Motor, Bereifung, Innenausstattung etc. – die Varianten werden immer zahlreicher, denn die Nachfrage nach kundenspezifischen Produkten, speziell für hochpreisige Güter oder Hightech-Produkte wie Automobile, Photovoltaik-Elemente oder Unterhaltungselektronik steigt.

In der Konsequenz heißt das für deren Herstellung: Fertigungsumgebungen müssen flexibel werden. Insbesondere auch in diesen Industrie-Branchen werden die Produkte nicht an einzelnen Standorten, sondern üblicherweise in Produktionsnetzwerken gefertigt. Daraus folgt eine zusätzliche Herausforderung. Die Individualisierung von Produkten betrifft in den meisten Fällen nicht nur eine Fabrik, sondern beeinflusst dementsprechend große Teile der zugehörigen Lieferketten.

Eine ganze Reihe von Maßnahmen wird dadurch notwendig. So müssen auch die Abhängigkeiten der Teilprodukte oder -prozesse und ihre Konfigurationsmöglichkeiten während des Produktdesigns und Supply Chain Managements berücksichtigt werden. Einzelne Hersteller und Standorte müssen dafür eng zusammenarbeiten und Informationen über Produktspezifikationen, Lieferzeiten und andere Produktions- und Logistikdaten miteinander abstimmen. Das verursacht natürlich Aufwände bei allen Beteiligten und kann gegebenenfalls Rückmeldungen und Lieferungen an den Endkunden verzögern.

Um dem entgegenzuwirken, haben im Rahmen des dreijährigen EU-geförderten Projekts ManuCloud das Fraunhofer IPA, acp-IT, nxtControl und die University of Strathclyde eine Webplattform entwickelt, die es ermöglicht, kundenkonfigurierbare Produkte auf Basis standortübergreifender Kollaboration zwischen Fertigungsunternehmen anzubieten.

Dabei haben die Wissenschaftler Service-Ansätze aus dem Cloud Computing wie Software-as-a-Service auf den Produktionsbereich übertragen und in einem Cloud-Manufacturing-Konzept umgesetzt. Mit diesem Manufacturing-as-a-Service ist die Integration von Produktionsnetzwerken auf IT-Ebene (teil-)automatisiert.

Im Detail bedeutet das, dass die entwickelte Webplattform zusätzlich zum Austausch von Informationen auf der betriebswirtschaftlichen Ebene als Integrationswerkzeug für Produktspezifikationen und Produktions-IT dient. Dafür werden Produkte und Prozessfähigkeiten in Form von Fertigungsdienstbeschreibungen abgebildet, die aus Fabrik-internen IT-Systemen wie MES (Manufacturing Execution System) extrahiert werden. Dies kann konsistent durch alle Fabrik-internen IT-Ebenen geschehen, angefangen bei der Beschreibung von Anlagenfähigkeiten, die Schritt für Schritt zu Fertigungsdiensten auf Fabrikebene zusammengefasst werden.

Die Fertigungsdienstbeschreibungen beinhalten unter anderem auch die Konfigurationsmöglichkeiten, die für die individuelle Spezifikation jedes (Teil-)Produkts oder Prozesses verwendet werden. Sie können in Form einer Baumstruktur zu Endprodukten kombiniert werden. Die Baumstruktur spiegelt dabei auch die Struktur des zugehörigen Produktionsnetzwerks wider.

Mit Hilfe eines Produktkonfigurators können jetzt auf Basis dieser Endprodukte-Beschreibungen Produkte kundenspezifisch konfiguriert werden. Dieser Konfigurator übernimmt automatisch die Eigenschaften und Konfigurationsmöglichkeiten für beliebige Produktbeschreibungen. Er ist damit ein generisches Werkzeug, das für die Individualisierung aller Produkte, die über die Plattform angeboten werden, verwendet werden kann.

Auf die Konfiguration und Bestellung eines Produkts folgt dessen Fertigung, die von der Plattform durch der Fabrikebene zugeordnete Steuerungsfunktionalitäten und fabrikübergreifende Orchestrierungsmechanismen unterstützt wird. Beispiele dafür sind die Nachverfolgung des Produktionsstatus, die Speicherung und Auswertung von Messergebnissen bis hin zur Optimierung der Teilprodukt oder -prozess-Konfigurationen, basierend auf vorangegangenen Prozessergebnissen.

Die so implementierte durchgängige Produktion »on demand« ermöglicht es der Industrie, in Zukunft noch besser auf Kundenwünsche einzugehen.

Über das ManuCloud Konsortium:
Das ManuCloud Konsortium setzt sich aus 9 Partner aus vier europäischen Ländern (Deutschland, Österreich, Ungarn, Großbritannien) zusammen:

acp-IT GmbH, Robert Bosch GmbH, Fraunhofer (Koordinator des Projekts), HELIATEK GmbH, Tridonic Dresden GmbH & Co. KG, nxtControl GmbH, Computer- und Autmation Institut der Ungarischen Akademie der Wissenschaften, University of Strathclyde und GSS Gebäudesolarsysteme GmbH.

Das Projekt wurde gefördert durch das 7. Rahmenprogramm der EU mit der Fördernummer 260142.

Jörg Walz | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.ipa.fraunhofer.de/
http://www.manucloud-project.eu

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