Verbundprojekt: Unternehmensübergreifende Wertschöpfungsketten auf Basis optimierter Produktionsplanung mit KI-Modellen - KI4CoSchedule - in der Fördermaßnahme: Innovative Arbeitswelten im Mittelstand

Abstract

Im Rahmen des Verbundprojektes wurde eine nutzerzentrierte, cloud-basierte und KI-gestützte Planungsplattform für die Produktionsplanung in unternehmensübergreifenden Wertschöpfungsnetzwerken entwickelt und prototypisch umgesetzt. Grundlage hierfür war die systematische Aufnahme der bestehenden Planungs- und Fertigungsprozesse bei CNC-Drehen Beck und WU Mechanische Werkstätte. Aus Workshops, Interviews, Befragungen und Retrospektiven wurden mitarbeiterzentrierte User Requirements, formalisierte Soll-Prozesse und Planungsconstraints abgeleitet. Dadurch konnte bisher implizites Erfahrungswissen sichtbar gemacht, strukturiert und für die Softwareentwicklung nutzbar gemacht werden. ➢ Technisch wurde eine Cloud-Plattform mit Datenbank, Schnittstellen zu bestehenden Unternehmenssystemen, Mechanismen zum unternehmensübergreifenden Datenaustausch, Maschinenclient und webbasierten Benutzeroberflächen aufgebaut. Die Benutzeroberflächen wurden spezifisch für Geschäftsführung, Planung und Maschinenbediener entwickelt und iterativ mit den Anwendergruppen abgestimmt. ➢ Für die Produktionsplanung wurde ein hybrider Optimierungsansatz umgesetzt, der genetische Optimierung zur Suche im globalen Lösungsraum mit lokaler Suche, insbesondere Ant Colony Optimization, verbindet. Die Algorithmen wurden auf der Cloud-Plattform implementiert, mit den formalisierten Planungsconstraints verknüpft und im Pilotbetrieb wiederholt getestet und angepasst. Ein wesentliches Projektergebnis war die Überführung des vormals papierbehafteten und stark manuellen Planungs- und Fertigungsprozesses in einen digital gestützten Prozess. ➢ Im Pilotbetrieb konnten digitale Arbeitsgänge, transparente Planungsstände, rollenbasierte Zugriffskonzepte, nutzerspezifische Layouts und Rückmeldungen aus der Produktion erprobt werden. Dadurch wurden schnellere Kundenauskünfte, eine verbesserte Nachvollziehbarkeit von Auftragsständen, eine Reduzierung papierhafter Dokumentation und eine effizientere unternehmensübergreifende Abstimmung unterstützt. Parallel zur technischen Entwicklung wurden arbeitswissenschaftliche und Change-Management-Maßnahmen umgesetzt. Kompetenzprofile, Key-User-Ansätze, Schulungen, FAQ-Formate, remote Unterstützung und Retrospektiven begleiteten die Einführung. Die Akzeptanzkriterien aus den User-Storys dienten zugleich als technische Prüfkriterien und Kompetenzbenchmarks, sodass technische Anpassungen und Nachschulungen zielgerichtet abgeleitet werden konnten. Zum Projektabschluss lag ein funktionsfähiger Prototyp der KI4CoSchedule-Plattform vor, der im Wertschöpfungsnetzwerk von Beck und Unger erprobt, arbeitswissenschaftlich beobachtet und für die weitere Verwertung vorbereitet wurde. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für die weitere Integration in die Produktion der Anwenderunternehmen, die Erweiterung des Wertschöpfungsnetzwerkes, die Weiterentwicklung des Prototyps zu einem Produkt sowie die Nutzung in Forschung, Lehre und Anschlussprojekten.