Forschung

Neben Transferthemen wie die Optimierung von Logistikprozessen in Unternehmen, schlanke Logistik und Produktion, Industrie 4.0, Technologiebewertung und Nachhaltigkeit stellt die modulare, wandlungsfähige Produktion und Logistik einen Forschungsschwerpunkt dar.

Viele Zweige der Prozessindustrie wie die Feinchemie- und Pharmaindustrie sehen sich derzeit einer wachsenden Unsicherheit und Dynamik von Marktverläufen, zunehmenden Anforderungen zur Produktdifferenzierung und kürzeren Produktlebenszyklen ausgesetzt. Die Einführung wandlungsfähiger Produktionskonzepte stellt für die Prozessindustrie eine Innovation und eine teilweise Abkehr von den bisherigen Gestaltungsprinzipien dar. Dabei ermöglichen diese durch ihren modularen Aufbau eine verbesserte Anpassung an diese dynamischen Randbedingungen in den Dimensionen Mengenausbringung, Produktvielfalt und Herstellungsort. Zudem befähigen diese Konzepte zu einer Verkürzung der Planungs- und Entwicklungszeiten.

Laufende Drittmittelprojekte

TransProMinC - Transformable Decentral Production for Local Economies with Minimized Carbon Footprint

Ziele:

Die Minimierung von Treibhausgasen durch erneuerbare Ressourcen führt zu Herausforderungen in Variabilität der Art, Menge und Ortsverfügbarkeit dieser. Zeitgleich stehen wandlungsfähige, modulare Produktionskonzepte der Prozessindustrie im Forschungsfokus, welche eine verbesserte Anpassbarkeit versprechen. Deshalb verbindet dieses Vorhaben diese Konzepte mit einem Systemansatz zu lokalen Wirtschaftskreisläufen aus fünf Elementen, welche Treibhausgase minimieren: die wandlungsfähigen Produktions-systeme selbst, lokale biobasierte Rohstoffe, CO2 als Rohstoff, Energiebereitstellung aus erneuerbaren Ressourcen und dezentralisierte Netzwerke.

Die übergeordnete Zielsetzung dieses Vorhabens ist die Machbarkeit, Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit dieser Idee zu zeigen und technologische, konzeptionelle und methodische Lücken zu schließen. Dafür werden vier Teilziele angestrebt: Erstens werden das Potential und die Anwendungen analysiert. Zweitens werden wandlungsfähige Apparate und Anlagen für die aus dem ersten Teilziel heraus ausgewählten Fallbeispiele entwickelt. Drittens werden wandlungsfähige Logistiksysteme zur Ver- und Entsorgung dieser Apparate und Anlagen geplant. Aufbauend darauf werden Planungsmethoden zur (Re-)Konfiguration dieser Systeme mit Simulationsmethoden am Standort und mathematischer Optimierung im Netzwerk entwickelt. Schließlich werden diese Entwicklungen im Kontext des Systemansatzes bewertet. Die Wirtschaftlichkeit wird mit Total Cost of Ownership und Kapitalwertanalysen, die Flexibilität mit Realoptionsanalysen und die Nachhaltigkeit mit Fokus auf den CO2 Fußabdruck bewertet.

Funktion:

Projektkoordinator

Ansprechpartner:

Daniel Luckey
Marco Finkbeiner
Maik Pannok

Weitere Informationen:

Projekt-Homepage TransProMinC

Förderung:

Bundesministerium für Bildung und Forschung

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Supply Chain Planning für modulare Produktionskonzepte in der Prozessindustrie - Entwicklung und Analyse von Planungsmodellen zur Entscheidungsunterstützung

Ziele:

Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines ganzheitlichen hierarchischen Planungssystems für das Supply Chain Planning bei Einsatz modularer Produktionskonzepte, um so eine wirtschaftlich vorteilhafte technische Entwicklung zu fördern. Dazu werden zunächst Anforderungen an das Supply Chain Planning und mögliche Ausgestaltungen der Marktstruktur in einer Potenzialanalyse ermittelt. Das Planungssystem wird in den strategischen und taktischen Planungsmodulen mittels innovativer mathematischer Optimierungsmodelle konkretisiert und bildet die Basis für zukünftig zu spezialisierende Planungstools.

Innovativ sind das Maß an Flexibilität sowie die integrierte Berücksichtigung von Kapazitäten, Prozessen, Produktion und Standorten mit ihrer Dynamik und Unsicherheit. Zur Lösung der komplexen mathematischen Optimierungsmodelle werden innovative algorithmische Methoden entwickelt und eingesetzt. Durch die Analyse identifizierter Zukunftsszenarien von Marktstrukturen, die in die Planungsmodelle integriert werden, lassen sich wirtschaftliche Anforderungen an die technologische Ausgestaltung modularer Produktionskonzepte quantifizieren.

Funktion:

Projektpartner

Ansprechpartner:

Bastian Bruns

Weitere Informationen:

Projekt-Homepage

Förderung:

Deutsche Forschungsgemeinschaft

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LEGOLAS - Planungsassistenzsystem für modulare Industrie 4.0 Anlagen in der Prozessindustrie

Ziele:

Um modulare, wandlungsfähige Systeme in eine funktionsfähige Betriebsumgebung zu integrieren und schnell (re-)konfigurieren zu können, müssen sie adäquat logistisch ver- und entsorgt werden und im Sinne von Industrie 4.0 als cyber-physische Systeme „Plug & Produce“ funktionieren.

Das Ziel dieses Projekts besteht daher in der Entwicklung eines simulationsbasierten Planungsassistenzsystems zur Planung und Bewertung dieser Systeme. Das Planungsassistenzsystem ermöglicht die schnelle und frequente (Re-)Konfiguration modularer Produktionssysteme, um kurzfristig auf veränderte Bedarfssituationen reagieren zu können. Die Bewertungsfunktion ermöglicht zusätzlich die Gegenüberstellung derart aufgebauter Systeme, um die betrachteten Fallbeispiele und Demonstrationsszenarien zu vergleichen.

Funktion:

Teilprojektleitung im Auftrag der Ruhr-Universität Bochum

Ansprechpartner:

Arnulf Reitze
Nikolas Jürgensmeyer

Weitere Informationen:

Projekt-Homepage LEGOLAS

Förderung:

Land Nordrhein-Westfalen unter Einsatz von Mitteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) 2014-2020 „Investitionen in Wachstum und Beschäftigung“

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Abgeschlossene Drittmittelprojekte

ModuLOG - Masterplan-Logistik & Supply Chain Strategien für modulare Chemie- und Pharmaproduktionen

Ziele:

Im Rahmen des Projektes werden erstmalig die logistischen Herausforderungen und deren Beherrschbarkeit bei der Einführung modularer Produktionseinheiten in der Chemieindustrie untersucht. Begleitend zur bereits laufenden Entwicklung von modularen Produktionsprozessen wird mit dem Projekt ModuLOG ein Masterplan für die logistisch optimale Auswahl von Standorten, deren logistische Ausstattung und Versorgung sowie für die optimale Steuerung der Supply Chain und werksinternen Materialflüssen erarbeitet.

Funktion:

Teilprojektleitung Ruhr-Universität Bochum

Weitere Informationen:

Projekt-Homepage ModuLOG

Förderung:

Land Nordrhein-Westfalen unter Einsatz von Mitteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung

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