Erstellung eines Datenflusskonzepts mit BPMN 2.0 für zukünftige digitalisierte Produktionsprozesse

Abstract

TRUMPF Maschinen Austria GmbH + Co. KG ist ein Biegewerkzeughersteller und plant im Rahmen eines eigenständigen Projekts namens Blechfertigung 4.0 die Modernisierung und Erweiterung der Blechfertigung im Unternehmen. Das Ziel dieser Diplomarbeit ist es, ein Datenflusskonzept für die Blechfertigung zu erstellen, welches als Grundlage für die Digitalisierung und Vernetzung dienen und die Anforderungen des Unternehmens an das Materialdatenmanagement und die Produktionsplanung und -steuerung im Bezug auf Industrie 4.0 erfüllen soll. Das Datenflusskonzept und alle weiteren Prozessmodellierungen in dieser Arbeit wurden mit der Prozessmodellierungsmethode BPMN 2.0 dargestellt und beschrieben. Industrie 4.0 beschreibt die vierte industrielle Revolution und ist in jedem Teil dieser Arbeit ein grundlegendes Thema. Um daher einen Überblick bezüglich allgemeiner Anforderungen an das Materialdatenmanagement und die Produktionsplanung und -steuerung im Sinne von Industrie 4.0 zu erhalten, wurde zunächst eine Literaturrecherche durchgeführt. Diese Literaturrecherche lieferte insgesamt 18 Anforderungen, die ausführlich beschrieben und abschließend in zwei Tabellen und einer Meta-Analyse zusammengefasst wurden. In einem weiteren Teil der Arbeit wurden dann die speziellen Anforderungen von TRUMPF Maschinen Austria GmbH + Co. KG hinsichtlich des Materialdatenmanagements und der Produktionsplanung und -steuerung im Bezug auf Industrie 4.0 analysiert. Dazu wurden die Prozesse für die Planung und Steuerung zur Herstellung von Biegemaschinen bezogen auf ein Geschäftsjahr durch Einsatz einer Prozessarchitektur genauer betrachtet. Insgesamt konnten sechs Anforderungen ermittelt werden, die sich mit einzelnen Anforderungen aus der Literaturrecherche decken. Die Anforderungen der Blechfertigung wurden in diesem Teil nicht behandelt. Im Hauptteil der Arbeit wurde zunächst der aktuelle Ablauf in der Blechfertigung geschildert, um eine allgemeine Übersicht zu gewährleisten. Im Anschluss daran wurden die Anforderungen von TRUMPF Maschinen Austria GmbH + Co. KG an die neue Blechfertigung anhand eines Workshops mit dem leitenden Personal und einer schriftlichen Befragung der Werker analysiert. Im weiteren Verlauf des Workshops wurden schließlich drei Maßnahmen entwickelt, welche den relevanten Anforderungen an das Datenflusskonzept entsprechen. Das Ergebnis dieser Arbeit ist ein Datenflusskonzept, welches aufbauend auf den entwickelten Maßnahmen den neuen Prozessablauf in der Blechfertigung bildlich und textuell beschreibt. Durch die Einführung des Datenflusskonzepts in der Blechfertigung können der Material-, der Arbeits- und der Informationsfluss deutlich verbessert werden. Dank der permanent erfassten und digital zur Verfügung gestellten Daten herzustellender Bauteile kann eine verbesserte Planung und Steuerung in der Blechfertigung realisiert werden.

TRUMPF Maschinen Austria GmbH + Co KG, a producer of bending tools, has initiated the project Sheet Metal Production 4.0 in order to modernize and expand their production. The objective of this thesis is the preparation of a data flow concept for the sheet metal production, which should function as a foundation for digitalization and networking and must fulfill the company requirements for material data management and production planning and -control in relation to industry 4.0. The data flow concept and all process models in this thesis are described and presented using the method for process modeling BPMN 2.0. Industry 4.0 is a fundamental part of this thesis and can be seen as a fourth industrial revolution. In order to attain an outline of basic requirements concerning material data management and production planning and -control in light of Industry 4.0 literature research was conducted. This lead to the formation of 18 prerequisites, which are explained in detail and summarized in two tables and a meta-analysis. In order to analyze the specific requirements of TRUMPF Maschinen Austria GmbH + Co. KG the processes for planning and control of the production of bending tools of one fiscal year are considered through process architecture. The analysis of the production process of bending tools lead to the identification of six requirements, which conform to those determined in the literature research. The prerequisites of the sheet metal production are not included in this analysis. To provide a general overview, the current process of sheet metal production is portrayed. The requisites of TRUMPF Maschinen Austria GmbH + Co. KG concerning the revised sheet metal production were analyzed in a workshop with the executive personnel and a survey of the workforce. Further inspection and analysis lead to the development of three measures to be taken, which fulfill the requirements of a data flow concept. The result of this thesis is a data flow concept describing the new process in the sheet metal production based on these measures. The implementation of the concept significantly improves material-, data- and workflow in the sheet metal production. Furthermore, digital handling and processing of construction component data leads to advancements in production planning and -control.