Modell für die Fabrik Life Cycle-orientierte Produktplanung und -entwicklung

Abstract

Die Verkürzung der Produktlebenszyklen und die steigende Nachfrage nach kundenindividualisierten Produkten stellen vor dem Hintergrund zunehmend turbulenter und konkurrierender Absatzmärkte neue Anforderungen an die Produktionssysteme der Zukunft. Für eine wirtschaftliche Nutzung bestehender Produktionssysteme ergibt sich die Herausforderung den externen Wandlungsdruck sowohl durch kontinuierliche Anpassungen des Produktspektrums als auch der vorhandenen produktiven Ressourcen auffangen zu müssen. Um hierbei gezielt Synergiepotentiale zwischen denen vom Markt geforderten Produkten und den heute bestehenden Produktionssystemen zu aktivieren, müssen die im realen Betrieb von Produktionssystemen erfassten Informationen als Input und Richtungsgeber frühzeitig in den Planungs- und Entwicklungsprozess neuer Produkte integriert werden. Bis heute fehlen Verfahren, die bei angemessenem Aufwand, die Bewertung des Einflusses der Produktentwicklung auf den Fabrik Life Cycle ermöglichen und die frühzeitige Optimierung der Effizienz von Montagesystemen unterstützen. Im Rahmen der Arbeit wird ein Modell entwickelt, mit dem die Auswirkungen zentraler markt- und produktinduzierter Wandlungstreiber auf den Life Cycle bestehender Montagesysteme in den frühen Phasen des Produktentstehungsprozesses prognostiziert und Maßnahmen zur Erzielung bestmöglicher Synergien zwischen Produktstrukturen und den Strukturen beste-hender Montagesysteme abgeleitet werden können. Das im Rahmen der Arbeit entwickelte Modell ist aus den sechs Datenmodellen Markt, Produkt, Montagesystem, Szenario, Optimierung und Maßnahmen aufgebaut. Die simulationsgestützte Prognose systemrelevanter Wechselwirkungen wird im Mo-dell als Basis für die Identifikation bestmöglicher Synergien innerhalb des Gesamtsystems Markt-Produkt-Montagesystem herangezogen. Basierend auf der kundennutzenorientierten Abbildung alternativer Produktkonzepte und der Fabrik Life Cycle-orientierten Prognose des Realbetriebs von Montagesystemen wird durch das Modell eine Bewertung alternativer Szenarien des Gesamtsystems Markt-Produkt-Montagesystem hinsichtlich Kundennutzen und Marktanteilen sowie Anpassungs-, Betriebs- und Stückkosten in den frühen Phasen des Produktentwicklungsprozesses möglich.

Within the environment of increasingly turbulent and competitive markets, decreasing product life cycles and increasing de-mands on customer specific products are defining new requirements on the production systems of the future. In order to ensure a cost-effective use of existing production systems the continuous adaptation of product programs as well as installed produc-tion resources become the main success factors for the future. To activate synergy potentials between demanded products and today’s existing production systems, it is necessary to integrate information that was collected during the operation of produc-tion systems as input and guideline into the planning and design process of new products from an early stage on. Until today pragmatic methodologies and tools, that allow the evaluation of the impact of product design on the factory life cycle as well as the identification of sustainable product and process-related measures to optimize the efficiency of production systems from an early stage on, do not exist. Within the framework of this thesis a model is developed, with which the effects of major market- and product-induced change drivers on the life cycle of existing assembly systems can be prognosticated and measures to obtain best possible syner-gies between product structures and the structures of existing assembly systems can be derived. The developed model is structured into the six sub-models market, product, assembly system, scenario, optimization and measures. The simulation-based prognosis of system relevant interactions is used in the model as basis for the identification of best possible synergies within the holistic system market-product-assembly system. Based on the customer-oriented mapping of alternative product concepts and the factory life cycle-oriented prognosis of the real-time operation of assembly systems, the model allows the evaluation of optional scenarios of the holistic system market-product-production system regarding customer benefits and market shares as well as adaptation costs, operating costs and unit costs in an early stage of the product develop-ment process.