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DIP

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DIP - Dynamisches Referenzmodell der IT- und Prozessqualität in der digitalen vernetzten Produktentwicklung in KMU 

Ausgangssituation

Um wirtschaftlich erfolgreich zu sein, müssen Unternehmen an den Markterfordernissen und Kundenbedürfnissen ausgerichtete Produkte entwickeln. Im Zuge der Globalisierung unterliegen bisherige Rahmenbedingungen der Dynamik des Weltmarktes, sodass sich Unternehmen häufig einer verschärften Konkurrenzsituation mit einhergehendem Preiswettbewerb ausgesetzt sehen.

Die Bewältigung dieser Herausforderungen erfordert sowohl eine bestmögliche Parallelisierung von Arbeitsabläufen innerhalb des Produktentstehungsprozesses sowie eine weitestgehende Digitalisierung im Rahmen der virtuellen Produktentstehung.

Erschwerend kommt hinzu, dass OEMs ein integriertes Mitwirken ihrer Zulieferer im Produktentstehungsprozess  verlangen, wodurch diese einen immer größeren Anteil der Wertschöpfungskette und damit verbundene Risiken übernehmen müssen. Aufgrund ihrer herausragenden Stellung in der Zulieferindustrie sind hiervon insbesondere KMU betroffen.

Vor allem bei komplexeren Produkten entstehen durch die Integration der Zulieferer ganze Entwicklungsnetzwerke. Dadurch spielen die organisatorischen Schnittstellen und die darin ausgetauschten digitalen Modelle eine wichtige Rolle und bilden die Basis für hochwertige Endprodukte. Jedoch erreicht aus Sicht der Antragssteller die Qualitätsabsicherung und Risikobetrachtung bei den digitalen Modellen im Vergleich zur Qualitätssicherung der physischen Produkte in der Fertigung und Montage noch nicht die gleiche Güte.

Dieses Ungleichgewicht wirkt sich negativ auf die Produkt- und Prozessrobustheit der digitalen Produktentwicklung aus und führt letztlich zu einer Verschlechterung im wechselseitigen aufeinander Aufbauen und Entwickeln von Produkten. 

Zielsetzung

Derzeit verwendete Referenzmodelle berücksichtigen nicht diese neuen und sich verändern-den Anforderungen. Entsprechend wurde bislang kein adäquates Qualitätsverständnis der digitalisierten vernetzen Produktentwicklung etabliert. Vielmehr besteht bisher noch erhebliches Potential im Rahmen der kollaborativen Entwicklung, was sich unter anderem darin äußert, dass bisherige Optimierungen vorrangig unternehmensintern erfolgen (Standardisierung der CAD-Methodik, Einführung von Qualitätssichernden Systematiken, Prozessoptimierun-gen), diese jedoch nicht die Optimierung des Gesamtsystems berücksichtigen. Eine effiziente, vollständig vernetzte und flexible unternehmensübergreifende Entwicklung ist damit bislang nicht möglich.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird erstmals ein dynamisches Referenzmodell entwickelt, dass die Verbesserung der Entwicklungsumgebung (Prozesse und IT) und der Kollaborationsfähigkeit unter den geänderten Bedingungen berücksichtigt und die Zusammenarbeit fördert. Hierbei wird eine Integration des Fachwissens aus den Bereichen Qualität und Industrielle Informationstechnik benötigt. Zur Sicherstellung der operativen Nutzbarkeit ist es darüber hinaus notwendig die Bedarfe und Erfahrungen von Industriepartnern direkt in das Referenzmodell einfließen zu lassen.

Die Neuartigkeit der Forschungsidee resultiert daraus, dass Unternehmen befähigt werden, flexibel auf eine sich verändernde Kollaborationsumgebung unter Einbeziehung des jeweiligen Fachwissens und der unternehmensspezifischen Bedarfe reagieren zu können. Darüber hinaus ist es das Ziel, die Unternehmen langfristig und nachhaltig in der qualitativen Gestaltung der Prozesse und IT aber auch der damit verbundenen Kollaborationsfähigkeit in der vernetzen Produktentwicklung zu unterstützen.

Nutzen

Das erarbeitete Konzept zur ganzheitlichen Risikobewertung und Qualitätsabsicherung innerhalb der digital gestützten Produktentstehung unterstützt KMU entlang der digitalen Prozesskette der Produktentstehung.

Im Rahmen des Qualitätsmanagement kann das Assistenzsystem zur operativen Umsetzung des Qualitätsmanagementsystems genutzt werden indem eine frühzeitige Identifikation, Bewertung und Vermeidung von Risiken durch eine sinnvolle, zielgerichtete Integration von qualitätsabsichernden Maßnahmen in die Prozesse der virtuellen Produktentstehung unterstützt wird. Des Weiteren lassen sich durch die Risikobewertung wichtige Informationen zur Definition von Qualitätszielen und zur Entscheidungsunterstützung sowohl auf strategischer als auch auf operativer Ebene gewinnen.

Weiterhin kann das Kennzahlensystem zusätzliche Informationen liefern, um Ansatzpunkte für einen Verbesserungsprozess sichtbar zu machen und so im Sinne eines kontinuierlichen Verbesserungsprozess dem Unternehmen dienen.

In der operativen Produktentstehung bietet das Assistenzsystem vor allem Potentiale zur Umsetzung von konkreten Qualitätsaufgaben in den typischen Aktivitäten der virtuellen Produktentstehung und ermöglicht somit eine ganzheitliche Optimierung des digitalen Entwicklungsnetzwerkes. Demnach kann ein qualitätsgerechtes Konstruieren und Modellieren sichergestellt, ein den Anforderungen gerechtes digitales Produktmodelle erstellt und Blind- und Fehlleistungen sowie Mehraufwände vermieden werden.

Förderhinweis

Das IGF-Vorhaben 19793 der Forschungsvereinigung Forschungsgemeinschaft Qualität e.V. (FQS), August-Schanz-Straße 21A, 60433 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Weiterführende Links

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Ansprechpartner

Marcel Randermann, M. Sc.
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Fachgebiet Qualitätswissenschaft
Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb
Fakultät V
Produktionstechnisches Zentrum (PTZ)
Raum 430
Pascalstr.8-9
10587 Berlin
+49 (0)30/ 314 26961