Methodik zur hochiterativen Gestaltung von Fertigungsprozessfolgen (PDF)

Produzierende Unternehmen sehen sich zunehmend einem Wettbewerbsumfeld ausgesetzt, das von hohen Unsicherheiten, steigender Individualisierung und schwankenden Kundennachfragen geprägt ist. Um diesen Herausforderungen zukünftig begegnen zu können, erfolgt die Entwicklung physischer Produkte zunehmend mittels agiler Methoden, die auch als hochiterative Entwicklungsmethoden bezeichnet werden. Ziel der hochiterativen Entwicklung ist die schnellstmögliche Reduzierung von Produkt- und Fertigungstechnologieunsicherheiten in kurzen Entwicklungszyklen, sogenannten Sprints. Die entwicklungsbegleitende Planung der für die Herstellung der Produkte notwendigen Fertigungsprozesse und deren Verknüpfung in Fertigungsprozessfolgen (Technologieplanung) liefert einen entscheidenden Beitrag zum wirtschaftlichen Erfolg einer hochiterativen Produktentwicklung. Bislang existiert jedoch keine methodische Unterstützung für Technologieplaner, die eine systematische Gestaltung von Fertigungsprozessfolgen unter Berücksichtigung der vorherrschenden Produkt- und Technologieunsicherheiten während des hochiterativen Produktentwicklungsprozesses ermöglicht.
Gegenstand der Dissertation ist die Entwicklung einer Methodik zur hochiterativen Gestaltung von Fertigungsprozessfolgen. Die entwickelte Methodik setzt sich aus drei Hauptschritten zusammen. Im ersten Hauptschritt wird unter Verwendung der Evidenztheorie nach DEMPSTER-SHAFER ein Vorgehen entwickelt, mit dem erstmals Informationen zu geforderten Bauteilmerkmalen aus unterschiedlichen Quellen aggregiert und hinsichtlich ihrer Unsicherheiten quantifiziert werden können. Diese aggregierten Informationen werden für die Generierung alternativer Fertigungsprozessfolgen im zweiten Hauptschritt verwendet. Dafür wird ein Modell entwickelt, mit dem die Informationsunsicherheiten in Fertigungsprozessfolgen unter Berücksichtigung ihrer Abhängigkeiten beschrieben werden können. Auf Basis dieses Beschreibungsmodells wird eine Kennzahl zur Bewertung der Planungssicherheit einer Fertigungsprozessfolge entwickelt, deren Erhöhung das Ziel der weiteren Informationsbeschaffung im Entwicklungsprozess ist. Im letzten Hauptschritt wurde ein Vorgehen entwickelt, mit dem unsicherheitsbehaftete Fertigungsprozessfolgen wirtschaftlich bewertet und Stellhebel zur Unsicherheitsreduktion in Fertigungsprozessfolgen priorisiert werden können. Anhand eines Fallbeispiels aus der Automobilindustrie wurde die praktische Anwendbarkeit der Methodik abschließend gezeigt.