Bachelorarbeit, 2017
59 Seiten, Note: 1,3
1. Einleitung
2. Lean Production
2.1 Das Just-In-Time Prinzip
2.1.1 One-Piece-Flow
2.1.2 Fließfertigung
2.1.3 Produktionsnivellierung-und glättung
2.1.4 Umrüsten
2.1.5 Taktfertigung
2.1.6 Pull-Produktion
2.2 Autonome Automation (jidoka)
2.2.1 Andon
2.2.2 Poka-Yoke
2.2.3 Total Productive Maintenance
2.2.4 5W-Methode
2.3 Kontinuierlicher Verbesserungsprozess
2.4 Standardisierung
3. Industrie 4.0
3.1 Historie
3.2 Von CIM bis zur Industrie 4.0
3.3 Zusammenhänge der Komponenten von Industrie 4.0
3.4 Technologiefelder aus Industrie 4.0
3.5 Augmented Reality
3.5.1 Ziele von Augmented Reality
3.5.2 Industrielle Einsatzmöglichkeiten von Augmented Reality
3.6. Sensitive Robotik
4. Wirkungsweise ausgewählter Technologien auf schlanke Produktionssysteme
4.1 Wirkungsweise von Augmented Reality auf schlanke Produktionssysteme
4.1.1 Fließfertigung und Augmented Reality
4.1.2 Taktfertigung und Augmented Reality
4.1.3 Pull-Produktion und Augmented Reality
4.1.4 Prozessstabilität und Augmented Reality
4.1.5 Verschwendungseliminierung und Augmented Reality
4.2 Wirkungsweise von Sensitive Robotik auf schlanke Produktionssysteme
4.2.1 Fließfertigung und Sensitive Robotik
4.2.2 Taktfertigung und Sensitive Robotik
4.2.3 Pull-Produktion und Sensitive Robotik
4.2.4 Prozessstabilität und Sensitive Robotik
4.2.5 Verschwendungseliminierung und Sensitive Robotik
5. Risiken
5.1 Augmented Reality Risiken
5.2 Sensitive Robotik Risiken
6. Fazit
Die vorliegende Arbeit untersucht die theoretische Kompatibilität und die Wirkungsweise der Industrie 4.0-Technologien „Augmented Reality“ und „Sensitive Robotik“ auf die Methoden und Prinzipien schlanker Produktionssysteme (Lean Production). Ziel ist es, zu analysieren, ob diese Technologien bestehende Ansätze der Verschwendungseliminierung und Prozessstabilität unterstützen oder gar verbessern können, um die Wettbewerbsfähigkeit in einem dynamischen Marktumfeld zu sichern.
3.6. Sensitive Robotik
Die zweite Technologie aus Industrie 4.0, die in dieser Arbeit näher behandelt wird, ist die Sensitive Robotik. Wie der Name schon sagt, stehen hierbei neuartige Roboter aus Industrie 4.0 im Fokus.
Laut Duden wird der Begriff „Roboter“ folgendermaßen definiert:
„Automat, der ferngesteuert oder nach Sensorsignalen bzw. einprogrammierten Befehlsfolgen anstelle eines Menschen bestimmte mechanische Tätigkeiten verrichtet“ (Duden, 2017).
Der Begriff „Industrieroboter“ wird hingegen folgendermaßen von der VDI-Richtlinie 2860 definiert:
“Industrieroboter sind universell einsetzbare Bewegungsautomaten mit mehreren Achsen, deren Bewegungen hinsichtlich Bewegungsfolge und Wegen bzw. Winkeln frei (d.h, ohne mechanischen Eingriff) programmierbar und ggf. sensorgeführt sind. Sie sind mit Greifern, Werkzeugen oder anderen Fertigungsmitteln ausrüstbar und können Handhabungs- und/oder Fertigungsaufgaben ausführen” (VDI 2860, 1990).
In der Vergangenheit bestand für Unternehmen die Entscheidung zwischen flexiblen, manuellen Produktionsabläufen oder repetitiver, produktiver Automatisierung, allerdings mit geringer Flexibilität. Automatisierte Produktionssysteme galten als sehr produktiv, aber starr und kapitalintensiv, wohingegen die manuelle Produktion mehr Flexibilität bietet, aber gleichzeitig als weniger produktiv einzustufen ist. Sogenannte sensitive Leichtbauroboter sollen in der intelligenten Fabrik aus Industrie 4.0 diesen unvereinbaren Gegensatz aufheben (Vgl. Steegmüller/Zürn, 2016, S.34f.).
1. Einleitung: Hinführung zum Thema Digitalisierung und Industrie 4.0 sowie Formulierung der Forschungshypothese zur positiven Wirkungsweise neuer Technologien auf schlanke Produktionssysteme.
2. Lean Production: Detaillierte Darstellung der Prinzipien und Methoden der schlanken Produktion wie JIT, Jidoka, KVP und Standardisierung zur Verschwendungseliminierung.
3. Industrie 4.0: Erläuterung der technologischen Grundlagen der vierten industriellen Revolution, des Cyber-physischen Systems und der Rolle von Augmented Reality sowie Sensitive Robotik.
4. Wirkungsweise ausgewählter Technologien auf schlanke Produktionssysteme: Untersuchung der Synergien zwischen Industrie 4.0-Technologien und Lean-Prinzipien hinsichtlich Effizienz, Qualität und Prozessstabilität.
5. Risiken: Kritische Auseinandersetzung mit den Herausforderungen und Gefahren bei der Implementierung von Augmented Reality und Sensitive Robotik in der Produktion.
6. Fazit: Zusammenfassung der Ergebnisse und Bestätigung der Forschungshypothese, dass moderne Technologien die Lean-Methoden sinnvoll ergänzen können.
Industrie 4.0, Lean Production, Toyota-Produktionssystem, Augmented Reality, Sensitive Robotik, Verschwendungseliminierung, Jidoka, Just-In-Time, Prozessstabilität, Mensch-Roboter-Kollaboration, Digitalisierung, Intelligente Fabrik, Automatisierung, Wertschöpfungskette, Lean Management.
Die Bachelorarbeit befasst sich mit der Integration moderner Technologien aus dem Kontext Industrie 4.0 in klassische Lean Production-Systeme und untersucht deren Einfluss auf die Fertigungseffizienz.
Die zentralen Felder sind die Lean-Methodik (JIT, Jidoka), technologische Neuerungen wie Augmented Reality (AR) sowie die sensitive Robotik als Antwort auf die Anforderungen der intelligenten Fabrik.
Die Arbeit untersucht, ob die Hypothese haltbar ist, dass Augmented Reality und Sensitive Robotik eine positive Wirkungsweise auf schlanke Produktionssysteme haben.
Es handelt sich um eine theoretische Analyse auf Basis bestehender Literatur und Studien, die im Konjunktiv diskutiert wird, da für die genannten Technologien 2017 noch keine breiten industriellen Erfahrungswerte vorlagen.
Der Hauptteil analysiert die spezifischen Wirkmechanismen von AR und Sensitiver Robotik auf die Lean-Prinzipien Fließfertigung, Taktfertigung, Pull-Prinzip und Prozessstabilität.
Zu den prägenden Begriffen zählen Industrie 4.0, Lean Production, Wertstromoptimierung, Mensch-Maschine-Interaktion sowie Prozessstabilität.
AR unterstützt die Fehlererkennung in Echtzeit und bietet intuitive Anleitungen, die den Menschen entlasten und die Fehlerrate bei der Montage senken.
Im Gegensatz zu starren Industrierobotern verfügen sensitive Roboter über Sensoren, die eine sichere Kollaboration mit dem Menschen ohne Schutzzäune ermöglichen und dadurch flexibler einsetzbar sind.
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