Advanced Systems Engineering 2019

Neue Produkte müssen heutzutage immer schneller, flexibler und kostengünstiger entwickelt werden. Dazu trägt die moderne Verwaltung komplexer Daten entscheidend bei, wie das Forschungsprogramm »Advanced Systems Engineering« des Fraunhofer IAO zeigt. Die gewonnenen Erkenntnisse werden mit dem »Plug- In-Labor« für Unternehmen konkret erlebbar.

Die Produktentwicklung steht heute von vielen Seiten zugleich unter Druck: Zunehmende Digitalisierung und Systemkomplexität, das Auftauchen disruptiver neuer Geschäftsmodelle, Mass Customization, steigende Volatilität der Märkte bei gleichzeitigem Fachkräftemangel – wie soll man unter diesen Umständen immer schneller und immer flexibler mit neuen Produkten und Lösungen auf Marktbedürfnisse reagieren? Fachleute für Produktentwicklung sind gezwungen, ihre Methoden und Verfahren ständig neu in Frage zu stellen und anzupassen.

Effiziente und integrierte Planung von Produkten, Prozessen und Ressourcen

Dieser Notwendigkeit widmet sich das strategische Forschungsprogramm »Advanced Systems Engineering (ASE)« des Fraunhofer IAO. Das Team, bestehend aus Mitarbeitenden aus den Bereichen Prozessingenieurwesen, Systementwicklung und IT-Architektur, entwickelt Methoden und Technologien, um Unternehmen bei der Handhabung der entstehenden Komplexität zu unterstützen. Außerdem sollen alle Potenziale für eine effiziente und integrierte Planung von Produkten, Prozessen und Ressourcen ausgeschöpft werden. Ziel von ASE ist die Kostensenkung und Flexibilisierung entlang des gesamten Wegs bis zum fertigen Produkt. So muss etwa gewährleistet sein, dass die Durchlaufzeit in der Fabrik geringer ist als die vom Markt verlangte Lieferzeit. Zu den entscheidenden Technologien gehören die modellbasierte Systementwicklung (MBSE), Software-defined Manufacturing (SDM), smarte Produktionsmodelle, Informationsflüsse in der Produktentstehung und Künstliche Intelligenz (KI). Die Daten und Informationsflüsse in der Produktion können mit kollaborativen Tools bereits in einer frühen Phase modelliert und direkt simuliert werden. Produkt- und auch Produktionsvarianten sind für unterschiedliche Märkte und Zielgruppen von Anfang an kalkulierbar und können flexibel vorgehalten werden.

Mobiles Plug-In Labor macht die Entwicklung komplexer technischer Systeme erlebbar

Das Forschungsprogramm ASE zielt auch auf greifbare und interaktive Demonstrationen von Forschungs- und Entwicklungsthemen ab. Durch die Praxisnähe sollen hochwertige Beratungsangebote für den Produktentwicklungsprozess von Industrieunternehmen konzipiert werden. Somit dient ASE auch als Plattform für den Wissensaustausch mit der Industrie und für Schulungsangebote. Die Methoden und Technologien von ASE werden für Interessierte nicht nur in einer umfangreichen, stationären Modellanlage erlebbar, die im Zuge des Forschungsprogramms in Stuttgart aufgebaut wird. Auch das »Plug-In Labor« kommt als mobile Version in einem Container direkt in baden-württembergische Unternehmen und demonstriert vor Ort, wie ein ASE-gestützter Produktentwicklungs- und Produktionsprozess bis hin zum Endprodukt aussehen kann. Erlebbar wird dabei die Digitalisierung der Prozesse, die Vernetzung von Informationen, fach- und disziplinübergreifende Entwicklungsarbeit sowie der Einsatz von KI in der Produktentstehung. Vor allem kleine und mittlere Unternehmen, die vor wichtigen Schritten in Richtung Digitalisierung und Automatisierung stehen, können von dem mobilen Miniatur-Labor profitieren.