Strahlen 4.0

Zielsetzung

Die Strahlprozessbranche stellt insgesamt eine relativ träge Branche dar, in der Veränderungen nur langsam angenommen werden. Obwohl der Prozess zu den Kernelementen in der Wertschöpfung vieler Unternehmen gehört, wird er bisweilen eher als ungewollte Pflichtaufgabe wahrgenommen, weshalb sich viele Unternehmen noch nicht intensiv mit der Digitalisierung des Strahlprozesseses auseinandersetzen.

Vor diesem Hintergrund setzt das KMU-innovativ Forschungsprojekt Strahlen 4.0 an, dessen übergeordnetes Ziel die Entwicklung eines daten- und servicebasierten Geschäftsmodells für die Strahlbranche ist, um einen Beitrag zur Produktionsdigitalisierung und folglich zur Realisierung der Industrie 4.0 in Deutschland zu liefern. Dazu soll gemeinsam mit dem mittelständischen Anwendungspartner Eisenwerk Würth GmbH ein umfassendes Produkt-Service-System (PSS) entwickelt werden. Dieses s.g. APCon-System (Abrasive Process Control) soll während des Projekts in enger Zusammenarbeit mit zehn Referenzunternehmen aus unterschiedlichen Branchen kontinuierlich weiterentwickelt und optimiert werden.

Zentrale Ergebnisse und Haupterkenntnisse

• In insgesamt 20 Workshops mit dem Eisenwerk Würth sind bei den zehn Referenzunternehmen belastbare Messgrößen und nutzbare Daten für die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung des Strahlprozesses ermittelt sowie der konkrete Kundennutzen eines serviceorientierten Strahlprozesses identifiziert worden.
• In 101 computergestützten Telefoninterviews (CATI) sowie in vertiefenden Experteninterviews sind die identifizierten Anforderungen und Services mit Mehrwert für die Prozessanwender evaluiert worden.
• Es ist ein fundiertes Konzept für die ganzheitliche, datenbasierte Berechnung der erzielbaren Nutzen- und Wirtschaftlichkeitseffekte (Total-Cost-of-Ownership) für Strahlprozesse entwickelt worden.
• Es ist eine Conjoint Analyse mit 167 Unternehmen aus dem Bereich er Strahltechnik durchgeführt worden, um hybride Servicebündel für die Strahlbranche fundiert modular gestalten zu können. Die Erkenntnisse sind außerdem prototypisch als Basis für ein KI-basiertes Small Data-Prognosetool verwendet worden, um das Eisenwerk Würth bei der Preisfindung im Rahmen des Markteintritts mit dem neuartigen PSS zu unterstützen.
• Anhand aller im Projekt gewonnen Erkenntnisse wurde das APCon-System sowie die zugrundeliegende digitale Datenplattform kontinuierlich weiterentwickelt und an den Herausforderungen aus Anwendersicht orientiert, um deren realen Probleme zu lösen.
• Weitere zentrale Projekterkenntnisse aus den genannten quantitativen Methoden liegen darin, dass die Strahlprozessanwender zum Zeitpunkt der Projektdurchführung primär diejenigen Probleme als kritisch erachten, die einen direkten Bezug zur Strahlanlage aufweisen und deren Auftreten zu klar ersichtlichen Problemen, wie Produktionsausfällen, führen. Daraus resultiert in den durchgeführten Umfragen am häufigsten der Wunsch nach Services für die vorbeugende Instandhaltung und eine umfassende digitale Zustandsüberwachung des Strahlprozesses. An unterschiedlichen Ausprägungen von Betreibermodellen (bspw. garantierte Prozessverfügbarkeit) mit einer hohen Abgabe der Prozessverantwortung von den Strahlprozessanwendern an spezialisierte Dienstleister besteht insgesamt wenig Interesse.

Projektlauzeit

• Oktober 2016 bis Juni 2020

Projektkonsortium

• Eisenwerk Würth GmbH
• Hochschule Karlsruhe
• Zehn Referenzunternehmen

Förderung durch

• Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Mitarbeitende

• Prof. Dr. Steffen Kinkel
• Dennis Richter
• Enrica Cherubini