Der Wandel von konventionellen Antriebskonzepten hin zu Alternativen wie der Brennstoffzellentechnologie vollzieht sich in einem sehr dynamischen Umfeld. Entsprechend komplex gestaltet sich die Problemstellung, eine Fabrik zum gegenwärtigen Zeitpunkt mit langfristigem wirtschaftlichem Erfolgspotential zu dimensionieren. Im folgenden Beitrag wird ein Ansatz vorgestellt, der die Einbeziehung der Umweltsituation in den Fabrikplanungsprozess ermöglicht. Unter Anwendung des System Dynamics-Ansatzes wird ein Simulationsmodell aufgebaut, welches die Auswirkungen von Umwelteinflüssen auf die Kapazitätsdimensionierung darstellt. Dabei werden Umweltdaten aus dem öffentlichen, technologischen und wirtschaftlichen Umfeld der Brennstoffzellenfertigung erhoben. Die so erhobenen Daten dienen als Grundlage für die Bestimmung von Modellierungsparametern, welche die wesentlichen Umwelteinflüsse repräsentieren. Im anschließenden Simulationslauf wird das dynamische Zusammenspiel der Einflüsse betrachtet und mit einer monetären Bewertung untersetzt. Die aus dem Simulationsmodell gewonnenen Ergebnisse belegen, dass die weitgehende Berücksichtigung von Umweltdaten im Umfeld der Brennstoffzellenfertigung praktikabel ist und zu vorteilhafteren Planungsergebnissen beitragen kann. / The shift from conventional drive concepts to alternatives such as fuel cell technology is taking place in a very dynamic environment. The problem of dimensioning a factory with long-term economic success potential is correspondingly complex. In the following paper an approach is presented which allows the inclusion of environmental factors into the factory planning process. Using the System Dynamics approach, a simulation model is built which represents the effects of environmental influences on capacity dimensioning. Environmental data from the public, technological and economic environment of fuel cell manufacturing are collected. The collected data serves as a basis for the determination of modeling parameters, which represents the main environmental influences. In the subsequent simulation run, the dynamic interaction of the influences is considered and underpinned with a monetary evaluation. The results obtained from the simulation model prove that the extensive consideration of environmental data in the environment of fuel cell production is practicable and can contribute to more advantageous planning results.

Nowadays, shorter product life cycles and fluctuating demand quantities require flexible and adaptable production planning techniques. Fuel cell technology offers an innovative product, for which future demands in terms of quantities and variety are difficult to predict making it hardly possible to plan demand-adequate production capacities. One feasible solution is the application of Discrete Event Simulations (DES) with a high degree of adaptability and scalability. In this paper, a concept for the modular simulation of assembly lines with scalable automation is introduced and applied to an assembly line for fuel cell stacks. The model presents a modular and hierarchical system structure, which allows for adaptability and reusability. The model can be easily integrated on a factory level to study the behavior of parallel assembly lines. For an industrial use case different experiments offer valuable insights for the optimization, the automation and the upscaling of the assembly. / Kürzere Produktlebenszyklen und schwankende Bedarfsmengen erfordern heute flexible und anpassungsfähige Produktionsplanungstechniken. Die Brennstoffzellentechnologie bietet ein innovatives Produkt, dessen zukünftige Nachfrage hinsichtlich Stückzahl und Vielfalt nur schwer vorhersehbar ist und somit kaum bedarfsgerechte Produktionskapazitäten planbar sind. Eine mögliche Lösung ist die Anwendung von Discrete Event Simulations (DES) mit einem hohen Maß an Anpassungsfähigkeit und Skalierbarkeit. In diesem Beitrag wird ein Konzept zur modularen Simulation von Montagelinien mit skalierbarem Automatisierung vorgestellt und auf eine Montagelinie für Brennstoffzellenstacks angewendet. Das Modell nutzt eine modulare und hierarchische Systemstruktur, die Anpassungsfähigkeit und Wiederverwendbarkeit ermöglicht. Das Modell kann leicht auf Fabrikebene integriert werden, um das Verhalten paralleler Montagelinien zu untersuchen. Für einen industriellen Anwendungsfall bieten verschiedene Experimente wertvolle Erkenntnisse zur Optimierung, Automatisierung und Hochskalierung der Montagelinie.

Die Werkzeuge und Methoden der Digitalen Fabrik sind bereits seit vielen Jahren in den einzelnen Phasen des Produktentstehungsprozess im Einsatz. Sie werden dabei u.a. auch zur Planung und Gestaltung menschlicher Arbeit eingesetzt. Mit Hilfe digitaler Menschmodelle können Aspekte des Arbeitsablaufs, der Zeitwirtschaft und der Arbeitsplatzgestaltung bereits frühzeitig untersucht und verbessert werden. Die Entwicklung effizienter Simulationssysteme steht auf diesem Gebiet jedoch insbesondere im Vergleich mit anderen Bereichen, wie beispielsweise der Robotersimulation, noch am Anfang. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich zunächst mit der Analyse bereits existierender Menschmodell-Simulationssysteme. Aus den identifizierten Schwachstellen dieser Systeme und weiteren durch Experteninterviews sowie Literaturrecherche gewonnenen Erkenntnissen wird eine Anforderungsliste erstellt, die als Grundlage für die Konzeption und Umsetzung eines innovativen Ansatzes zur Ansteuerung und Bewegungsgenerierung für digitale Menschmodelle dient. Diese neuartige Methodik wird schließlich in ein Simulations-Softwaresystem implementiert und anschließend im Praxis-Einsatz evaluiert. Es konnte gezeigt werden, dass das neue System die Mängel der vorhandenen Systeme behebt und somit als Werkzeug zur effizienten Planung, Gestaltung und Bewertung menschlicher Arbeit geeignet ist. / For many years the tools and methods of the Digital Factory are used in various stages of the product development process. They are also used for the planning and design of human work, which is typically done using a digital human model. Aspects of the workflow, time management and workplace design can be investigated and improved upon in the early stages of the product development process using digital human models. But in this field the development of efficient simulation systems is not matured enough compared to other fields for e.g. robot simulation. This paper starts with an analysis of existing simulation systems for digital human models. Afterwards a requirements list is created from the identified weaknesses of these systems, knowledge gained through expert interviews and literature reviews. These requirements serve as the base for the design and implementation of an innovative approach for motion generation and control of digital human models. This new methodology is then implemented as a simulation software system and evaluated in practical applications. The developed system fixed the shortcomings of existing systems and thus it is a suitable tool for efficient planning, design and evaluation of human labor.

Dem Web 2.0 werden - nicht selten mit euphorischem Unterton - hinsichtlich Interaktion, Selbstorganisation und Nutzbarmachung kollektiver Intelligenz enorme Nutzenpotentiale nachgesagt. Ansätze mit Bezug zum Unternehmenskontext werden unter dem Stichwort Enterprise 2.0 behandelt und beschäftigen sich vorrangig mit der Unterstützung des betrieblichen Wissensmanagements. Speziell für die zunehmend durch Komplexität sowie intensive Interaktionsprozesse geprägte Fabrikplanung lassen sich durch einen zielgerichteten Einsatz von Web 2.0-Werkzeugen positive Effekte erwarten. Zielstellung dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Methode zum Einsatz von Web 2.0-Werkzeugen in der Fabrikplanung. Hierfür erfolgt zunächst eine Bestandsaufnahme relevanter Ansätze und Begriffe in diesen Bereichen. Anschließend wird auf Grundlage system-, handlungs- und tätigkeitstheoretischer Überlegungen ein situativer Forschungsansatz begründet. Die Methodenentwicklung erfolgt als problemspezifische Ausgestaltung des Fall-basierten Schließens. Sie ist in ein entsprechend angepasstes Vorgehen der morphologisch-typologischen Theorieentwicklung eingebettet und basiert auf einer umfassenden Analyse hierfür relevanter Theorien, Modelle und Ansätze. Die Methode beruht auf einer kontinuierlichen Erfassung und Wiederverwendung von Erfahrungswissen. Sie wird abschließend evaluiert, wobei u.a. ein Prototyp entwickelt wird, der den praktischen Einsatz der entwickelten Methode unterstützt. / The Web 2.0 is supposed to have huge potential for the support of interaction, selforganization and the utilization of collective intelligence. Approaches related to an enterprise context are discussed with the keyword Enterprise 2.0 and mainly deal with potentials to support the operational knowledge management. A systematic approach for the use of web-based collaborative tools is expected to generate positive effects on modern factory planning, which faces increasing complexity and dynamic interactions. The objective of this work is to develop a methodical approach for the use of web-based collaborative tools in factory planning. Therefore, in the first part of this thesis an overview of relevant approaches and terms in the areas of Web 2.0 and factory planning is being worked out. In a second step, a situational approach is identified as an appropriate view after due consideration and contextual discussion of system, action and activity theory. The development of the methodical approach is based on a problem-specific adaptation of case-based reasoning. It is embedded into an elaborated procedure of morphologic-typological theory building and bases on a comprehensive analysis of relevant theories, models and approaches. The evolved method relies on continuous collection and reutilisation of experiential knowledge. It is evaluated through different methods, inter alia by the construction of a prototype that supports its practical use.

Dem Web 2.0 werden - nicht selten mit euphorischem Unterton - hinsichtlich Interaktion, Selbstorganisation und Nutzbarmachung kollektiver Intelligenz enorme Nutzenpotentiale nachgesagt. Ansätze mit Bezug zum Unternehmenskontext werden unter dem Stichwort Enterprise 2.0 behandelt und beschäftigen sich vorrangig mit der Unterstützung des betrieblichen Wissensmanagements. Speziell für die zunehmend durch Komplexität sowie intensive Interaktionsprozesse geprägte Fabrikplanung lassen sich durch einen zielgerichteten Einsatz von Web 2.0-Werkzeugen positive Effekte erwarten. Zielstellung dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Methode zum Einsatz von Web 2.0-Werkzeugen in der Fabrikplanung. Hierfür erfolgt zunächst eine Bestandsaufnahme relevanter Ansätze und Begriffe in diesen Bereichen. Anschließend wird auf Grundlage system-, handlungs- und tätigkeitstheoretischer Überlegungen ein situativer Forschungsansatz begründet. Die Methodenentwicklung erfolgt als problemspezifische Ausgestaltung des Fall-basierten Schließens. Sie ist in ein entsprechend angepasstes Vorgehen der morphologisch-typologischen Theorieentwicklung eingebettet und basiert auf einer umfassenden Analyse hierfür relevanter Theorien, Modelle und Ansätze. Die Methode beruht auf einer kontinuierlichen Erfassung und Wiederverwendung von Erfahrungswissen. Sie wird abschließend evaluiert, wobei u.a. ein Prototyp entwickelt wird, der den praktischen Einsatz der entwickelten Methode unterstützt.:Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Anlagenverzeichnis Symbol- und Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Problemstellung 1.3 Zielstellung 1.4 Aufbau der Arbeit 2 Grundlagen 2.1 Phänomen Web 2.0 2.2 Fabrikplanung 3 Forschungsansatz 3.1 Betrachtungsrahmen 3.2 Bearbeitungsmethodik 4 Methodenentwicklung 4.1 Systemmodell 4.2 Morphologische Fallbasis 4.3 Bewertungssystematik 4.4 Gesamtmethode 5 Evaluation 5.1 Ansätze und Methoden 5.2 Methodenauswahl 5.3 Durchführung 5.4 Gesamtbewertung 6 Schlussbetrachtung 6.1 Zusammenfassung 6.2 Ausblick Literaturverzeichnis Anlagen / The Web 2.0 is supposed to have huge potential for the support of interaction, selforganization and the utilization of collective intelligence. Approaches related to an enterprise context are discussed with the keyword Enterprise 2.0 and mainly deal with potentials to support the operational knowledge management. A systematic approach for the use of web-based collaborative tools is expected to generate positive effects on modern factory planning, which faces increasing complexity and dynamic interactions. The objective of this work is to develop a methodical approach for the use of web-based collaborative tools in factory planning. Therefore, in the first part of this thesis an overview of relevant approaches and terms in the areas of Web 2.0 and factory planning is being worked out. In a second step, a situational approach is identified as an appropriate view after due consideration and contextual discussion of system, action and activity theory. The development of the methodical approach is based on a problem-specific adaptation of case-based reasoning. It is embedded into an elaborated procedure of morphologic-typological theory building and bases on a comprehensive analysis of relevant theories, models and approaches. The evolved method relies on continuous collection and reutilisation of experiential knowledge. It is evaluated through different methods, inter alia by the construction of a prototype that supports its practical use.:Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Anlagenverzeichnis Symbol- und Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Problemstellung 1.3 Zielstellung 1.4 Aufbau der Arbeit 2 Grundlagen 2.1 Phänomen Web 2.0 2.2 Fabrikplanung 3 Forschungsansatz 3.1 Betrachtungsrahmen 3.2 Bearbeitungsmethodik 4 Methodenentwicklung 4.1 Systemmodell 4.2 Morphologische Fallbasis 4.3 Bewertungssystematik 4.4 Gesamtmethode 5 Evaluation 5.1 Ansätze und Methoden 5.2 Methodenauswahl 5.3 Durchführung 5.4 Gesamtbewertung 6 Schlussbetrachtung 6.1 Zusammenfassung 6.2 Ausblick Literaturverzeichnis Anlagen