Towards a Data-driven Performance Management in Digital Shop Floor Management

Key performance indicators (KPIs) are crucial for measuring and managing the performance of industrial processes. They are used to detect deviations in processes, enabling opportunities to improve manufacturing processes within the three dimensions time, quality, and cost. In this context, the timeliness of information plays a decisive role in the success of measures since delayed information availability can leave decision makers with no time to react. With the introduction of digitization and industry 4.0, increasing amounts of data become available. They can be used to accelerate problem detection and shortening reaction times to define appropriate actions. This paper presents a data-driven performance management approach integrated in digital shop floor management (dSFM). If a deviation is detected in one process, KPIs of subsequent processes (horizontal level) as well as subordinate levels (vertical level) are checked for correlations and, if present, the associated team is notified by an automatic warning through the dSFM system. Based on the identified correlations, the team discusses the deviations and defines suitable countermeasures. The aim of this approach is to identify deviations more quickly and to quantify their impacts, thus giving shop floor managers the ability to react in time

Neue Anforderungen im Zuge der Automatisierung von Produktionsprozessen: Expertenwissen und operative Zuverlässigkeit

Mit Blick auf die durch die Digitalisierung entstehenden neuen Arbeitsprozesse und damit verbundenen Kompetenzanforderungen an die Beschäftigten bleiben die Aussagen im Industrie 4.0-Diskurs eher vage. Der Beitrag diskutiert anhand erster empirischer Ergebnisse des BMBF-Projekts "Berufliche Professionalität im produzierenden Gewerbe" sich wandelnde Aufgaben und Kompetenzanforderungen der mittleren Qualifizierungsebene. Ziel des Aufsatzes ist es, die Diskussion um Industrie 4.0 auf der Arbeitsebene - Arbeiten 4.0 - mittels erster empirischer Daten zu konkretisieren. Die Rolle der menschlichen Arbeitskraft wird sich mittels Industrie 4.0 verändern. In welche Richtung dies gehen wird, ist noch ungewiss. Im Fokus stehen dabei die Kompetenzanforderungen auf der mittleren Qualifikationsebene.The statements in the Industry 4.0 stay-discourse remain rather vague concerning the new work processes and related skills requirements for employees. The role of human labor will change by industry 4.0. In which direction will go, is still uncertain. The article discusses changing tasks and competence requirements of the average level of qualification. For this article sketches first empirical results of an empirical study about "Vocational professionalism in the manufacturing sector". The aim of this paper is to concretise the discussion of industry 4.0 at the working level - work 4.0 - based on first empirical data

Qualitätssicherung in der Erzieherausbildung unter besonderer Berücksichtigung der Lernortkooperation

In der vorliegenden Dissertation werden Möglichkeiten der Qualitätsentwicklung und -sicherung in der Erzieherausbildung erläutert. In diesem Kontext spielt die Lernortkooperation eine zunehmend wichtige Rolle. Für die explorative Untersuchung wurden bundesweit Fachschulen für Sozialpädagogik befragt und die Ergebnisse werden ausführlich diskutiert

Sistema de apoio à solução de não-conformidades: um estudo de caso na extrusão de alumínio

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014Esta tese investiga o uso da abordagem de sistemas multiagentes (SMA) buscando compartilhar e recuperar conhecimentos decorrentes da solução de problemas prévios de não-conformidades e da aplicação do método de análise de modos de falha e efeitos em processos de manufatura (PFMEA) e raciocínio baseado em casos. Neste sentido, propõe-se um modelo de multiagentes em apoio à solução de problemas de não-conformidades em processos de fabricação, com o intuito de superar não somente as dificuldades relacionadas à natureza do conhecimento, mas também quanto à sua distribuição. A distribuição adotada no modelo considera tanto o aspecto geográfico das fontes quanto à fragmentação relacionada aos processos existentes na cadeia produtiva. Nesta ótica, são considerados agentes computacionais cujo comportamento inclui o uso de raciocínio baseado em casos e métodos de recuperação baseado em ontologias. Por fim, um protótipo computacional foi desenvolvido para permitir a verificação e a validação do modelo proposto, sendo que as bases de conhecimento manipuladas pelo sistema são instanciadas com conhecimentos no domínio do processo de extrusão de alumínio obtidos a partir da literatura e de pesquisas de campo em uma empresa que fabrica peças por extrusão de alumínio, com ênfase na liga 60xx.Abstract: This thesis investigates the use of the multi-agent systems (MAS) approach seeking to share and retrieve knowledge from previous solutions of nonconformance problems and the application of the method of failure modes and effects analysis in manufacturing processes (PFMEA) and case-based reasoning (CBR). In this sense, it is proposed a MAS-based model to support the solution of nonconformance problems in manufacturing processes in order to overcome the difficulties related to both the nature of knowledge and on its distribution. The distribution adopted in the model considers both the geographical aspect of the sources and the fragmentation related to existing processes in the production chain. From this perspective, agents were developed whose behavior includes the use of case-based reasoning and retrieval methods based on ontologies. Finally, a software prototype was developed to allow the verification and validation of the proposed model, and the foundations of knowledge manipulated by the system are instantiated with knowledge in the field of the aluminum extrusion process obtained from the literature and from a company that manufactures parts via aluminum extrusion, with emphasis on the 60xx alloy

On the usage of theories in the field of Wirtschaftsinformatik : a quantitative literature analysis

The development of theories is a central goal of every scientific discipline. Hence, theory development is also of considerable importance to the field of Wirtschaftsinformatik (WI), which seeks to progress as a scientific discipline. WI is the discipline focussing on research and design of information systems conducted by the German-speaking community. WI has slightly different objectives, focusses on different methods and different desired results compared to the Anglo-American Information Systems (IS) research discipline. Although both disciplines deal with information systems as their main research object, Mertens et al. (2014) propose to consider both disciplines as halfsister disciplines (in German: Halbschwesterdisziplinen). Against the background of the growing importance of theory development in WI, a lot of WI research contributions use and reference existing theories and theoretical models for different purposes, e.g. to derive and test hypotheses or to justify design decisions in the context of information systems’ design and development. Often, these theories originate from related scientific disciplines like economics or psychology. However, as it is still not clear which theories are of particular importance to WI research, this report aims at presenting a detailed analysis of the current usage of theories in WI and addresses the following research questions: Which theories are used in WI research and where do they originate from? and How has the usage of theories developed over time? These questions were examined based on a systematic analysis of a broad amount of scientific literature. Thus, this report is supposed to make a contribution to the ongoing discussion on the theoretical foundations of WI. Our analysis shows that 1,160 WI articles from 2000 to 2011 do, in large part, reference the same theories as Anglo-American Information Systems (IS) research. These findings are discussed and implications are highlighted

Nutzung von Felddaten in der qualitätsgetriebenen Produktentwicklung und im Service

Zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen ist neben einer leistungsfähigen und kostengünstigen Produktion die optimale Gestaltung von Produktentwicklung und Service von entscheidender Bedeutung. Hierzu ist künftig vermehrt die Nutzung von Daten aus dem Produktgebrauch den Felddaten erforderlich, ein Bereich, der von den Unternehmen aufgrund fehlender methodischer und informationstechnischer Unterstützung bisher stark vernachlässigt wurde. Im vorliegenden Forschungsbericht wird ein Ansatz vorgestellt, der es ermöglicht, auf Basis von Felddaten Teilaufgaben der Produktentwicklung und des Services zu optimieren. Hierzu wurden Konzepte für die Felddatenerfassung sowie die rechnerunterstützte Abbildung und Nutzung felddatenbasierten Wissens entwickelt und prototypisch umgesetzt. Die Grundlage dafür bildet eine Fallbasis, die auf einer Repräsentation kausaler Relationen zwischen einzelnen Sachverhalten wie Fehlern oder positiven Produktzuständen in Verbindung mit einem Abstraktionsmechanismus für die Betrachtung von Produktstrukturelementen basiert. Auf dieser Basis können durch induktives Schließen ähnliche Fälle zu einem konkreten Problem ermittelt werden, deren dokumentierte Lösungen Maßnahmenvorschläge liefern, die jeweils auf den aktuellen Fall anzupassen sind. Neben dieser auf Felddaten basierenden Unterstützung der Analyse kausaler Zusammenhänge, die vorrangig im Servicebereich zum Tragen kommt, wurde zur Optimierung der Produktentwicklung die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse um methodische Elemente ergänzt, die eine Nutzung von Felddaten im Rahmen der Methodenanwendung ermöglichen. Hierzu wird das tatsächliche Fehlergeschehen von im Einsatz befindlichen Produkten herangezogen, um die Identifikation potenzieller Fehler zu verbessern sowie die Risikoanalyse eines im Rahmen einer Konstruktions-FMEA betrachteten Produktes zu objektivieren, indem die Risikokennzahlen für Auftretens- und Entdeckungswahrscheinlichkeit aus Felddaten ermittelt werden. Der Anwendungsbereich der im Rahmen der Arbeit entwickelten Konzepte und Softwareprototypen liegt schwerpunktmäßig in der Unterstützung von Entwicklung und Instandhaltung komplexer mechanischer Produkte. Das erarbeitete und erweiterte methodische Konzept der felddatenbasierten Fehlerantizipation und Risikobewertung kann im Zusammenhang der Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse im Produktentwicklungsprozess Anwendung finden

Objectification of willingness to cooperate using the example of a lane change in the low speed range

Die zunehmende Automatisierung der Fahrzeuge verspricht viele Vorteile, wie die Reduktion von Emissionen oder einen erhöhten Komfort. Die Erwartungen der Bevölkerung an das automatisierte Fahren sind hoch. Demgegenüber stehen Ängste. Eine Herausforderung, die gerade in der Übergangsphase zum autonomen Fahren im Vordergrund steht, ist die Kommunikation im Mischverkehr zwischen menschlichen und automatisierten Fahrzeugen. Hierfür muss eine Lösung gefunden werden, damit das automatisierte Fahrzeug von den umgebenden Verkehrsteilnehmern verstanden und akzeptiert wird. Die Frage über den Umgang mit derartigen Situationen wurde bereits von mehreren Autoren aufgeworfen. Lösungsvorschläge in der Entwicklung von Fahrstrategien gehen in Richtung des kooperativen Fahrens, beleuchten dabei aber die psychologische Komponente zu wenig, zum einen die informelle aktive Kommunikation zwischen Menschen, zum anderen auch die Attribution während der Interaktion. Die vorliegende Arbeit liefert hierfür einen interdisziplinären Ansatz. Ziel ist es Handlungsempfehlungen für die Gestaltung einer verhaltensbasierten Fahrstrategie basierend auf psychologischen Erkenntnissen und Theorien geben. Ein Anwendungsbeispiel, das zu den komplexesten Szenarien auf der Autobahn gehört und ein erhöhtes Maß an koordinierter Abstimmung erfordert ist ein Fahrstreifenwechselszenario im Niedriggeschwindigkeitsbereich auf der Autobahn. Dieser wurde aus Einscherer- und Folgefahrerperspektive in drei Studien im Fahrsimulator beleuchtet. Im ersten Schritt wurde untersucht wie Menschen in einer derartigen Situation miteinander kommunizieren und wie dies jeweils aus beiden Perspektiven wahrgenommen wurde. Dabei wurde genauer analysiert, was in diesem Kontext eine eindeutige und kooperative Kommunikation ausmacht und wie dies anhand von Fahrparametern objektiviert werden kann.In einem zweiten Schritt wurden die Ergebnisse für den betrachteten Anwendungsfall in Form eines neuen Brems- und Spurwechselalgorithmus in die bestehende Verkehrssimulation integriert und mit den Ursprungsstrategien im Fahrsimulator verglichen. Diesmal lag der Fokus auf der Interaktion zwischen menschlichen und autonomen Fahrzeugen. Es zeigte sich, dass die neu entwickelten Strategien besser bewertet wurden. Die Studien unterstreichen die Wichtigkeit und Notwendigkeit psychologische Aspekte bei der Entwicklung von Algorithmen mit zu beachten, um eine höhere Verkehrssicherheit und Akzeptanz in der Bevölkerung zu schaffen.The increasing automation of vehicles promises many advantages, such as reduction of emissions or increased comfort. The public's expectations of automated driving are high. However, concerns and fears still remain. One challenge that is particularly important in the transition phase to autonomous driving is communication in mixed traffic between human and automated vehicles. A solution must be found to this challenge so that the automated vehicle is understood and accepted by the surrounding road users. The question of how to deal with such situations has already been raised by several authors. Suggestions for solutions in the development of driving strategies go in the direction of cooperative driving, but do not shed enough light on the psychological component, concerning the informal active communication between people, but also the attribution during the interaction. This paper provides an interdisciplinary approach. The aim is to give recommendations for action for the design of a behavior oriented driving strategy based on psychological findings and theories. One use case that is one of the most complex scenarios on the highway and requires an increased degree of coordinated alignment between drivers, is a lane change scenario in a low speed range. This was examined in three studies in the driving simulator from a merging and car following perspective. The first step was to investigate how people communicate with each other in such a situation and how this was perceived from the perspective of the cut in vehicle and the lag driver. In this context, it was analyzed in more detail what constitutes unambiguous and cooperative communication and how this can be objectified on the basis of driving parameters. In a second step, the results for the application in question were integrated into the existing traffic simulation in the form of a new brake and lane change algorithm and compared with the original strategies in the driving simulator. This time the focus was on the interaction between human and autonomous vehicles. It turned out that the newly developed strategies were better evaluated. These studies underline the importance and necessity to consider psychological aspects in the development of algorithms in order to create higher traffic safety and acceptance in the population