CAM2030

  Forschende bedienen einen Roboterarm Urheberrecht: © Mario Irrmischer  

Entwicklung einer innovativen Lösung für das Advanced Systems Engineering der computergestützten Prozessplanung der Zukunft

 

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.10.2020 bis 30.09.2023
Forschungsbereich:
Arbeitswissenschaftliche Begleitung von Veränderungs- und Transformationsprozessen
Status:
Laufend

Kontakt

Name

Susanne Mütze-Niewöhner

Abteilungsleitung Arbeitsorganisation

Telefon

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+49 241 80 99451

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Kurzbeschreibung

Im Rahmen des Verbundprojekts „CAM2030“ soll eine innovative Lösung für das Advanced Systems Engineering (ASE) des Computer-Aided Manufacturing (CAM) der Zukunft entwickelt werden. Innerhalb eines interdisziplinären Umfelds, bestehend aus den Fachbereichen der Informatik, Ingenieurwissenschaften, Arbeitswissenschaft, Soziologie und Betriebswirtschaft, wird dazu eine neuartige Generation von CAM-Systemen entwickelt, welche die Nutzerinnen und Nutzer dazu befähigen soll, die Prozessplanung für die Fertigung hochkomplexer Bauteile zukünftig schnell, effizient und sicher durchführen zu können. Das Institut für Arbeitswissenschaft IAW der RWTH Aachen University untersucht die Auswirkungen der neuen Generation von CAM-Systemen auf die Arbeitsorganisation sowie auf die Nutzerinnen und Nutzer. Zudem entwickelt das IAW adäquate Einführungs- und Nutzungsstrategien für derartige CAM-Systeme.

Herausforderungen

In vielen produzierenden Unternehmen erfolgt die Prozessplanung zur Herstellung komplexer Bauteile mit Hilfe von Computer-Aided Manufacturing (CAM). Der steigende Wettbewerb, kürzere Innovationszyklen und eine stärkere Produktindividualisierung im Zuge von Industrie 4.0 stellen Unternehmen vor die Herausforderung der steigenden Komplexität von Produkten und CAM-Systemen. CAM-Systeme erfordern ein hohes Maß an Nutzerinteraktion, sodass ihre Handhabung für die Nutzerinnen und Nutzer erschwert wird. Viele der Benutzungs-Schnittstellen sind äußerst komplex, woraus häufig eine schlechte Erlernbarkeit der CAM-Systeme, ein hohes Maß an benötigtem Erfahrungswissen und eine Überforderung der Nutzerinnen und Nutzer bei den Prozessplanungsaufgaben resultieren.

Zielsetzung

Das Ziel des Projekts „CAM2030“ ist es daher, die Nutzerinnen und Nutzer durch die anwendungszentrierte Anreicherung der sozio-technischen Arbeitsumgebung mit neuartigen digitalen Optimierungswerkzeugen bei der computergestützten Prozessplanung zu unterstützen. Das Resultat ist eine neue Generation von CAM-Systemen, welche sich durch geringeren Planungsaufwand, technologieoptimierte Prozessplanung sowie langfristigen Wissensaufbau und -erhalt auszeichnet.

Das IAW begleitet die Entwicklung der neuen Generation des CAM-Systems durch die wissenschaftliche Untersuchung der zu erwartenden Auswirkungen des Systems auf die Arbeitsorganisation und die Nutzerinnen und Nutzer. Dazu sollen vorhandene Forschungslücken auf den Gebieten der Modellierung, Analyse und arbeitsorganisatorischen Gestaltung von hybriden und hochdigitalisierten Arbeitssystemen wissenschaftlich und anwendungsnah geschlossen werden. Aufgrund des Neuheitsgrades des CAM-Systems sollen zudem adäquate Strategien und Vorgehensweisen entwickelt werden, um die erfolgreiche Einführung und Anwendung der eingesetzten Technologien in Unternehmen sicherzustellen.

Vorgehen

Die in „CAM2030“ angestrebte Entwicklung eines neuartigen CAM-Systems erfolgt durch die Integration und Kopplung umfangreicher Simulationsmodelle sowie durch die Anbindung von evolutionärer Algorithmik, Cloud Computing und künstlicher Intelligenz.
Das Institut für Arbeitswissenschaft unterstützt das Vorgehen insbesondere durch die Erforschung der organisatorischen Arbeitsgestaltung und Entwicklung von Einführungsstrategien. Dazu sollen zunächst Prozess- und Arbeitsanalysen der CAM-Planung mit geeigneten Verfahren durchgeführt, ausgewertet und aufbereitet werden. Basierend auf diesen Ergebnissen werden mit den beteiligten Partnern Szenarien für die zukünftige Entwicklung des Arbeitssystems der betroffenen Arbeitspersonen entwickelt und hinsichtlich der Arbeitsorganisation ausgestaltet und evaluiert. Aufbauend auf den Szenarien werden szenarienbasierte, partizipative Einführungsstrategien abgeleitet. Weiterhin unterstützt das IAW bei der Gestaltung der Mensch-Maschine-Interaktion, der Integration und Optimierung des CAM-Gesamtsystems sowie bei der Entwicklung, Erprobung und Evaluation von Schulungskonzepten.

Förderung

Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Programm „Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen“ (Förderkennzeichen: 02J19B081) gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut.

Projektpartner
3WIN Maschinenbau GmbH, Aachen
EXAPT Systemtechnik GmbH, Aachen
Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI, Sankt Augustin
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
German Edge Cloud, Eschborn
Human-Computer Interaction Center, Aachen
KEX Knowledge Exchange AG, Aachen
Merantix AG, Berlin
ModuleWorks GmbH, Aachen
MTU Aero Engines, München

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