Die moderne Fertigungsindustrie steht vor einer Vielzahl von Herausforderungen, die einen Paradigmenwechsel von klassischen Produktionssystemen hin zu intelligenten, vernetzten Fabriken - den sogenannten Smart Factories - erforderlich machen. Zunehmende Ressourcenknappheit, steigende und sich schnell ändernde Kundenanforderungen, der Trend zur Produktindividualisierung sowie die Notwendigkeit zur Steigerung von Effizienz und Flexibilität sind nur einige der Faktoren, die diesen Wandel antreiben. ​

Eine Smart Factory zeichnet sich durch die durchgängige Digitalisierung aller Prozesse und Systeme sowie die Echtzeitvernetzung von Maschinen, Produkten und Menschen aus. Hierbei kommen Sensoren und IoT-Technologien zum Einsatz, die eine nahtlose Kommunikation und Datenerfassung ermöglichen. Die gesammelten Daten werden bspw. mittels Big Data Analytics zur Prozessoptimierung genutzt. Predictive Maintenance, also die vorausschauende Wartung, hilft, Ausfälle zu vermeiden, während KI-gestützte Entscheidungsunterstützung die Effizienz und Flexibilität der Produktionsprozesse erhöht. Adaptive Produktionslinien passen sich dynamisch an wechselnde Anforderungen an und autonome innerbetriebliche Logistiksysteme sorgen für einen reibungslosen Materialfluss. 

Im Rahmen der Lehrveranstaltung sollen Methoden und Werkzeuge zur Planung, Steuerung und den Betrieb einer Smart Factory vermittelt werden. Besonderer Fokus dieser Vorlesung liegt darauf, wie Industrie 4.0 und digitale Lösungen in Synergie mit Methoden des Lean Managements genutzt werden können, um die Planung und den Betrieb von Fabriken effizienter, einfacher und nachhaltiger zu machen.

Jedes theoretische Modul wird durch begleitende Übungen sowie einen entsprechenden Workshop in der Lernfabrik ergänzt, in dem die Inhalte praxisnah vertieft werden.

Inhaltliche Schwerpunkte der Vorlesung:​

• Einführung in die Produktion sowie die Produktionsplanung und -steuerung​
• Grundlagen und Methoden des Lean Managements​
• Technologische Grundlagen zu Industrie 4.0 und Smart Factories​
• Digitale Modellierung von Produktionssystemen 
• Digitale Zwillinge
• Digitale Methoden der Fabrikplanung und -steuerung.

Lernziele:

Die Studierenden ...​

• kennen die Chancen und Herausforderungen, die mit dem Paradigmenwechsel von klassischen Produktionssystemen hin zu Smart Factories einhergehen.
• sind in der Lage, die Methoden, Vorgehensweisen und Techniken der Produktionsplanung zu analysieren und zu bewerten, und können die vorgestellten Inhalte und Herausforderungen sowie Handlungsfelder in der Praxis reflektieren.​
• kennen die Eigenschaften und Funktionsweisen von smarten Produktionssystemen und können die geänderten Anforderungen an Planung und Betrieb dieser smarten Produktionssysteme erläutern.​
• können die Methoden und Werkzeuge der Produktionsplanung von smarten Produktionssystemen auf neue Problemstellungen praktisch anwenden.​
• können ihr Wissen zielgerichtet für eine effiziente Planung und Steuerung von ​smarten Produktionssystemen einsetzen.

 
Arbeitsaufwand:

Präsenzzeit: 32 Stunden
Selbststudium: 88 Stunden

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Medien:
Skript zur Veranstaltung wird über (https://ilias.studium.kit.edu/) bereitgestellt.

Media:
Lecture notes will be provided in Ilias (https://ilias.studium.kit.edu/).

Vorlesungs- und Überungstermine mittwochs 14:00 Uhr.
Die konkreten Termine für die Veranstaltungen der Lernfabrik werden im Rahmen der ersten Vorlesung sowie über die Website des wbk bekannt gegeben.
Bekanntgabe der konkreten Übungstermine erfolgt in der ersten Vorlesung.

Lectures and tutorials on Wednesdays at 2 p.m.
The specific dates for the learning factory events will be announced in the first lecture and on the wbk website.
The tutorial dates will be announced in the first lecture.