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29.01.2021

Smarte Technik und Automatisierung

Die Abschlusspräsentationen des MSc Operations Management

Das Projekteam bei der Max Holder GmbH (v. l.): David Ritzer, Sarah Ley, Michael Fitz, Felix Brugger, Tim Henning, Madita Horstmann, Jana Walter

Das Prokejtteam der SCHUMAG AG (v. o. n. u. v. l.): Chris Puclin, Markus Käppeler, Lars Muylkens, Mona Schäle, Larissa Burkhardt, Gabriel Gille, Halla Al-Shahmani, Pascal Schmidt

Das Projektteam bei der August Faller GmbH & Co. KG

Das Projektteam der Reiser AG entwickelte dieses Lösungskonzept bei einem Kreativ-Workshop

Das Projektteam im Werk150 (v. l.): Martin Angresius, Linda Punkhardt, Niklas Brennenstuhl, Julia Efinger, Lorenz Williges, Johann Scharf, Lara Hornung, Wilhelm Halsner

Projektteam im Werk150 - Darstellung des fortgeschrittenen physischen Lagers gegenüber dem Digitalen Zwilling

City-Logistik, Smart Innovation und Mensch-Roboter-Kollaborationen: Die Studierenden des MSc Operations Management stellten am 28. Januar die Ergebnisse ihrer Forschungsprojekte vor. Diese setzten sie in den Monaten zuvor unter Realbedingungen in verschiedenen Unternehmen um. In Teams erarbeiteten die Studierenden kreative Konzepte, die sie im Rahmen einer virtuellen Veranstaltung den Unternehmensführungen präsentierten.

Auslagerungskonzepte für die Kabinenmontage bei der Max Holder GmbH 

Ein siebenköpfiges Projektteam erarbeitete für den Hersteller von Kommunalfahrzeugen ein Auslagerungskonzept für die variantenreiche Kabinenmontage. Das Leuchtturmprojekt untersuchte die generelle Wirtschaftlichkeit einer Teilauslagerung exemplarisch. In enger Zusammenarbeit mit den Montagemitarbeiterinnen und -mitarbeitern erarbeitete das Projektteam ein Auslagerungskonzept, das den Aufwand reduziert und Zeit einspart. Die Studierenden untersuchten die Verlagerung von Teilumfängen bis hin zur Komplettkabine und stimmten das Konzept mit einem Lieferanten ab. Das Team stellte dem Management die Entscheidungsvorlage vor, die auf den quantitativen und qualitativen Betrachtungspunkten basierte.

Smart Innovation bei Fraunhofer IAO

Schon heute ist für die Suche nach den Trends von morgen keine aufwändige Datenrecherche mehr nötig. Zu verdanken ist das dem Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI), wobei die Suche nach Trends nur der Anfang eines größeren Innovationsprozesses ist. Gemeinsam mit dem Fraunhofer IAO untersuchte das neunköpfige Projektteam weitere Teilbereiche des Innovationsprozesses auf den Einsatz von KI. Dazu definierten die Studierenden den Begriff der „Smart Innovation“. Sie interviewten Experten und führten Unternehmens- und Studierendenumfragen durch, um besser auf bestehende Herausforderungen von KI eingehen zu können. Basierend auf diesen Ergebnissen stellten sie zukünftige Anwendungsmöglichkeiten von KI vor. Abschließend sprachen sie eine Handlungsempfehlung für Wirtschaft, Politik und Wissenschaft aus, um die Zukunft des smarter Innovation voranzutreiben.

Projekt „SCHUMAG AG“

Die acht Studierenden des Projektteams erarbeiteten ein Konzept, um die Bestandshöhe im Shopfloor der SCHUMAG AG zu optimieren und eine bedarfs- und termingerechte Versorgung des Kundenbedarfs sicherzustellen. Die SCHUMAG AG ist ein deutsches Unternehmen mit Hauptsitz in Aachen, das sich auf die Produktion von Präzisionsteilen spezialisiert hat.

Dazu analysierten die Absolventinnen und Absolventen zunächst den Istzustand bei der SCHUMAG AG und leiteten daraus verschiedene Handlungsfelder ab. Diese Verbesserungspotentiale flossen dann in ein ganzheitliches Konzept zur nachhaltigen Sicherung der Produktionsdatenqualität ein. Aus den Ergebnissen erstellten die Studierenden einen Rollout-Plan, den sie der SCHUMAG AG als Handlungsempfehlung vorstellten.

Automatisierung durch Mensch-Roboter-Kollaborationen bei der August Faller GmbH & Co. KG

Sechs Studierende evaluierten bei der August Faller GmbH & Co. KG (Faller Packaging) den Einsatz von Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK-Systeme). In MRK-Systemen arbeiten Menschen und Roboter im selben Arbeitsraum. Hierfür analysierten und visualisierten die Studierenden vor Ort einige relevante Produktionsprozesse und bewerteten sie hinsichtlich ihres Automatisierungspotentials durch MRK. Drei der erarbeiteten Umsetzungsszenarien präsentierte das Team der Geschäftsleitung. Nach Auswahl eines Szenarios planten die Studierenden mithilfe eines selbst erstellten Umsetzungsplans detailliert die Umsetzung des Szenarios. Darüber hinaus konzipierte das Team einen Leitfaden zur Evaluierung zukünftiger MRK-Systemeinsätze für Faller Packaging.

Schweißen mit kollaborierenden Robotern bei der Reiser AG

In Kooperation mit dem Produktionsdienstleister Reiser AG Maschinenbau entwickelte das siebenköpfige Projektteam verschiedene Lösungskonzepte zur Automatisierung eines Rundschweißprozesses mittels eines kollaborierenden Roboters und einem handelsüblichen Handschweißgerät. Dazu beschäftigte sich das Projektteam mit der computergestützten Konstruktion von Bauteilaufnahmen und -greifern, mit der Ausarbeitung einer Kostengegenüberstellung und Amortisationsrechnung sowie mit der Planung und Konzipierung des Schweißarbeitsplatzes. Die Projektergebnisse und Handlungsempfehlungen übergab das Projektteam anschließend an die Reiser AG. Wie der Mittelstand das Rundschweißen mithilfe eines Roboters und eines handelsüblichen Handschweißgerätes effizient automatisieren kann, soll in der Zeitschrift für wissenschaftlichen Fabrikbetrieb ZWF veröffentlicht werden.

Gewinnung von Plattformchemikalien durch Bio-Raffinerien

Die Projektgruppe unterstütze ein  Forschungsprojekt des Fraunhofer IGB in Stuttgart, das sich mit der Entwicklung eines biobasierten Produktionsverfahrens zur Herstellung von Plattformchemikalien auseinandersetzt. Dies ist ein wichtiger Beitrag zur Dekarbonisierung in der chemischen Industrie.

Zunächst ermittelte die Projektgruppe alle Energie- und Stoffströme vom Rohmaterial bis zu den Plattformchemikalien und visualisierte diese in einem verfahrenstechnischen Prozessfließbild.

Aufbauend darauf berechnete und analysierte das Team den Primärenergiebedarf und die CO2-Emissionen, um daraus Möglichkeiten zur Reduktion des Energiebedarfs und der weiteren Dekarbonisierung abzuleiten. Die aussichtsreichsten Ansätze rechneten die Studierenden in einen Zielprozess ein und verglichen diesen mit konkurrierenden Herstellungsverfahren.

Darüber hinaus untersuchte die Projektgruppe den Stand der Technik zur Abtrennung und Reinigung verschiedener Plattformchemikalien und stellte die Ergebnisse in einem Review-Paper zusammen.

Projekt mit der Firma pakadoo und den Städten Ettlingen und Reutlingen

Gemeinsam mit dem Start-up-Unternehmen pakadoo GmbH erarbeiteten die Studierenden ein Konzept zur optimierten Paketzustellung in Innenstädten. Hauptaugenmerk lag dabei auf der sogenannten letzten Meile der Städte Reutlingen und Ettlingen. Mit dem Projekt sollten Lieferanten dem Empfänger zusätzliche Leistungen anbieten sowie den lokalen Einzelhandel in das Konzept integrieren können. Das Projektteam ermittelte dazu in Umfragen die „Pain Points“ der Endkunden und der lokalen Einzelhändler und entwickelte daraus kreative Lösungsansätze. Das erarbeitete Konzept beinhaltet ein vollständiges Geschäftsmodell, das durch ein Rechenmodell auf seine Profitabilität geprüft werden kann.

Konzeption eines intelligenten Lagers im Werk150

Um die smarte Produktion im Werk150, der Fabrik auf dem Campus, weiter zu optimieren, konzipierten neun Studierende physisch als auch digital ein intelligentes Lager. Zur Darstellung verschiedener Anwendungsmöglichkeiten für mittelständische Unternehmen setzten die Studierenden verschiedene manuelle sowie automatisierte Prozesse um und integrierten teilweise die Nutzung künstlicher Intelligenz. Dazu erfasste das Team zunächst den Istzustand des Lagerbestands und stimmte die Konzeptentwürfe mit den Stakeholdern und der betreuenden Professorin Vera Hummel ab. Der Detailgrad steigerte sich im Laufe des Projekts zu konkreten Prozessabläufen. Um die vielfältigen Ideen zu sichern, erstellte das Team parallel einen Digitalen Zwilling in der 3D-Experience-Plattform von Dassault Systèmes.