BPM meets Industrie 4.0: Modellbasierte Produktion in einer intelligenten Lego-Fabrik

Planung, Steuerung und Analyse flexibler Fertigungsprozesse unter Berücksichtigung der Gesamtwertschöpfung in cyberphysischen Systemen – Ein Showcase aus Lego-Bausteinen

Industrie 4.0 als Zukunftsprojekt im Rahmen der Hightech-Strategie der Bundesregierung beschreibt die mitdenkende Produktion der Zukunft und damit eine hochspannende Vision: Die reale Welt in Form der an der Produktion beteiligten Anlagenkomponenten und des Produktes selbst wächst immer weiter mit der virtuellen Welt zusammen. Cyber-physische Systeme in Smart Factories verändern Produktionsprozesse auf eine nicht gekannte Weise. Sie werden hochflexibel und erlauben damit die überwiegend automatisierte Herstellung geringer Stückzahlen bei gleichzeitig hoher Variantenvielfalt.

Diese Flexibilität stellt völlig neue Anforderungen an das Management von Smart Factories im Allgemeinen und an die Produktionsplanung und -steuerung im Besonderen. Eine integrierte Planung und Modellierung von Produkt und Produktionsprozess, mit hinreichenden Freiheitsgraden, ist hierbei essenziell. Auch muss geklärt werden, wie und über welche Informationen die an der Wertschöpfung beteiligten Produktionsanlagen und Informationssysteme untereinander kommunizieren. Die zukünftigen Herausforderungen zur Zukunftsvision Industrie 4.0 umfassen damit nicht nur die intelligente Produktion als solche, sondern vielmehr die intelligente Gestaltung der gesamten Werkschöpfungskette ausgehend von der Supply Chain bis hin zum Lagermanagement und der Logistik.

In diesem Kontext präsentiert der LEGO® Showcase in einem innovativen Szenario den Einsatz von Methoden des Geschäftsprozessmanagements für die Industrie 4.0. Ein flexibler Fertigungsprozess für die Produktion von Traktoren in unterschiedlichen Varianten wird zunächst basierend auf einem deskriptiven Produktions- und Produktmodell in Form eines Prozessmodells instanziiert. Dieses wird, bezogen auf das konkrete Produkt, in ein Gesamtmodell für die Wertschöpfung innerhalb der Smart LEGO Factory eingebettet. Davon ausgehend erfolgt die vollautomatisierte Steuerung und Überwachung der realen Wertschöpfung in einem cyber-physischen System von der Teilezuführung über die eigentliche Produktion bis hin zur Qualitätskontrolle an der „End-of-Line“ und der Lagerlogistik.

Realitätsgetreu werden hierbei auch menschliche Akteure, beispielsweise in der Teilezuführung und der Montage, eingebunden. Unter Einsatz des RefMod-Miner, ein am DFKI entwickelter Forschungsprototyp zur Analyse von Geschäftsprozess(- modell)en und Entwicklung von Referenzmodellen, und unter Berücksichtigung aller menschlichen und maschinellen Arbeitsschritte, wird die gesamte Wertschöpfung in Echtzeit am Modell visualisiert und analysiert. Dadurch können sowohl vorausschauend Fehler vermieden als auch proaktive Reaktionen auf mögliche Fehler angestoßen werden.

Ich freue mich auf euren Besuch am Exponat auf der CeBIT 2016 am DFKI-Stand (Halle 6, Stand B48)!

Das sagt übrigens die CeBIT dazu: Industrie 4.0 aus Lego-Steinen: Das DFKI machts möglich

Hier auf schon einmal ein paar Impressionen vorab:

Hier geht’s zur Fotostrecke: Impressionen zur CeBIT 2016