Das IBL betreibt Lehre, Forschung und Beratung entlang der Wertschöpfungskette Beschaffung - Produktion - Distribution. Im Fokus steht dabei das gesamte Spektrum von Strategieentwicklung über Planung bis zur Umsetzung. Die Themen reichen von Beschaffungsstrategien und Supply-Chain-Konzepten, ganzheitlichen Produktionssystemen, Prozesskostenrechnung und Fabrikplanung bis zu Kommissionier- und Lagersystemen, Telematik und RFID. Dabei wird in allen Bereichen besonderer Wert auf die Integration von IT-Systemen, Prozessen und Organisation gelegt mit dem Ziel, durchgehende und schlanke Geschäftsprozesse zu realisieren.
Das Institut für Betriebsorganisation und Logistik (IBL) ist ein Institut der Fakultät Produktionstechnik und Produktionswirtschaft (P).
Themen am Institut
Betriebsorganisation und Produktionswirtschaft
Die innerbetrieblichen Aspekte der Wertschöpfungskette stehen im Mittelpunkt des Fachgebiets Betriebsorganisation. Das Spektrum reicht von ergonomischer Arbeitsplatzgestaltung über Prozesskostenrechnung bis hin zur Planung von Produktionsbereichen mit der Digitalen Fabrik. Im Fokus steht die Planung von Produktionssystemen, die in Bezug auf Prozesssicherheit, Ergonomie und Kosten optimiert sind.
Der Betrieb von Produktionssystemen ist Gegenstand der Arbeiten in der Produktionswirtschaft. Produktionssysteme, Lean Production und Lean Management, Produktionsplanung und -steuerung (PPS) sowie Product Lifecycle Management (PLM) sind dabei wichtige Methoden und Verfahren. Im Fokus stehen hier Produktionssysteme nach dem Vorbild des Toyota-Produktionssystems, die eine schlanke Produktion ermöglichen.
Logistik und Supply Chain Management
Das breite Spektrum der Logistik von Supply Chain Management über IT-Systeme in Planung und Betrieb bis zu technischen Logistik-Systemen ist Gegenstand des Fachgebiets Logistik und Supply Chain Management.
Die physische Logistik wird repräsentiert durch Systeme zum Lagern und Fördern, zur automatischen Identifikation von Teilen oder Behältern (Barcode, RFID), zur beleglosen Kommissionierung (Pick by Voice, Pick by light, Pick by Vision, ...), Objektlokalisierung (RTLS) und durch Flottentelematik-Systeme. Im Fokus stehen Hardware- und Softwarelösungen zur operativen Steuerung des physischen Materialflusses als auch Werkzeuge zur Planung solcher Systeme.
Die Weiterentwicklung der Logistik zum Supply Chain Management dokumentiert sich unter anderem in ihrer strategischen Verankerung in den Unternehmen. Logistik ist in vielen Branchen zum Wettbewerbsfaktor geworden. Um dessen Potenzial zu nutzen, müssen Unternehmen eine Wertschöpfungsstrategie entwickeln und mit ihren Lieferanten und Kunden umsetzen.
Als Querschnittsthemen verfolgt das Institut darüber hinaus die Anwendung von Methoden und Verfahren von Digitalisierung und Künstlicher Intelligenz in allen Themengebieten.
Ausstattung/Einrichtung
Das Institut betreibt ein physisches Logistik-Labor mit Materialfluss-, Identifikations-, Kommissionier- und Telematiksystemen sowie ein Computerlabor mit einer Vielzahl von Softwaresystemen für Planung, Steuerung und Überwachung von Logistik-Systemen und Prozessen. Darüber hinaus wird mit Hilfe von Planspielen die Komplexität betrieblicher Abläufe erfassbar gemacht.
Folgende Ausstattung steht im Institut für Betriebsorganisation und Logistik zur Verfügung:
- Automatisches Kleinteilelager (AKL) (Topik Didaktik), mit selbst entwickelten LVS und OPC UA-basierter Steuerung
- FlexFörderer (Gebhardt Fördertechnik GmbH), (dezentral, agentenbasiert gesteuerte modulare Rollenfördertechnik)
- AGV "Herbie" (CarryBots GmbH)
- Flottentelematik-Systeme (Dr. Malek, AIS)
- Kommissioniersysteme (Pick-by-Vision, Pick-by-Light / Put-to-light, Pick-by-Voice, Pick-System xPick auf Tablet mit Waage)
- Kommissionierroboter (UR) mit mehreren Kameras und Wechselgreifer-System in einem Lagerszenen-Aufbau
- RFID-Systeme und Barcode-Scanner für Identifikation und Lokalisation (u.a. Kathrein, Mojix, ACD Elektronik)
- Planspiele in den Bereichen Intralogistik 4.0, Lean Production, Produktionsunterstützung, Supply Chain Management
- Videobasiertes Arbeitsanalysesystem AviX
- Software zur Analyse menschlicher Arbeit bzgl. Ergonomie (EMA)
- PC-Pool B311 mit Software zur Materialfluss-Simulation, Digitalen Fabrikplanung, Arbeitsplanung, Planung und Optimierung von Supply Chains, Tourenplanung, Data Science u.v.m.Planspielraum und PC-Pool F17
- Industrie 4.0-Demonstrationsfabrik (modulare fischertechnik-Anlage mit realen Automatisierungs- und Netzwerkkomponenten)
- ERP-System SAP S4/HANA (über UCC Magdeburg)
Das Institut entwickelt aktuell sein Logistik-Labor zu einer Lernfabrik weiter. Das zentrale Ziel dabei ist es, den Studierenden ein Lernumfeld zu bieten, das die Dynamik, Flexibilität und Wandelbarkeit von heutigen Produktionssystemen in der Praxis erfahrbar, beherrschbar und gestaltbar macht. Mehr Infos: s. Akkordeon "Forschung am Institut".
Einblicke ins Institut (Video)
Der folgende Link spielt ein externes Video von youtube.com ab (Einbettung mit erweitertem Datenschutz).
Laborversuche
Automatisches Kleinteile-Lager (AKL)
Mittels eines modernen Lagerverwaltungssystems kann das AKL bedient werden. Die Studierenden lernen in dieser Veranstaltung den Umgang mit einem Automatischen Kleinteilelager, z.B. die Ware-zur-Person-Kommissionierung und Auswirkungen verschiedener Lagerstrategien wie ABC-Zonung oder chaotische Lagerung.
Auslegung eines RFID-Systems zur Pulkerfassung
Studierende lernen anhand eines realitätsnahen Szenarios aus der Textilindustrie die Parameter und deren Wechselwirkungen eines UHF-RFID-Systems kennen. Durch ein Antennengate sollen Textilien in einem Ladungsträger (Karton) im Pulk erfasst werden.
Identifikationstechnologien
Studierende lernen über die Veranstaltung die Barcode-Technologie und ihre unterschiedlichen Ausprägungen kennen.
Beleglose Kommissionierung
In diesem Versuch lernen die Studierenden verschiedene Technologien zur beleglosen Kommissionierung kennen (Pick-by-light, Pick-by-Voice, Pick-by-Vision) und vergleichen diese mit der Kommissionierung mit Beleg.
Flexible, dezentral gesteuerte Fördertechnik
Konfiguration, Inbetriebnahme und flexible Veränderung eines flexiblen, dezentral gesteuerten Rollenförderer-Systems sind die Tätigkeiten der Studierende.
Flottentelematik - Auftragsprozesse live steuern
Flottentelematik-Systeme für den Straßengüterverkehr. Prozessunterstützung und Fahrzeugüberwachung für Disponenten und Fahrer. Diese Funktionen übernehmen die Studierenden und wechseln die Rollen.
Planspiel Aspin: Rüstoptimierung nach der SMED-Methode mit Video-Analysen
Für die Fertigung von Kreiseln in verschiedenen Varianten werden die Rüstvorgänge und damit die Rüstzeiten optimiert. Basis für die Optimierung ist die SMED-Methode (Single Minute Exchange of Die), unterstützt wird sie durch Video-Analysen mit dem System SOLME AviX.
Planspiel Wüstenflitzer: Die Effizienz von Montageprozessen wird u.a. durch bereitgestellte Arbeitspläne und Stücklisten beeinflusst. Dies erfahren Studierende aktiv durch mehrstufige Anpassungen eines Montageprozesses mit unterschiedlichen Stücklisten und Bauplänen.
Planspiel Production Line: Mit diesem softwaregestützten Planspiel, das das Prinzip des Game-based Learning umsetzt, erlernen Studierende, ein Produktionssystem bezüglich Abtaktung, Balance der Fertigung von Produktvarianten und Aufbau eines reibungslosen Materialflusses auszulegen.
Planspiel MIT Beer Game: Mit dem berühmten Planspiel zu einer vierstufigen Lieferkette, das am MIT entwickelt wurde, erfahren die Studierenden den bullwhip-Effekt hautnah und besprechen anschließend Lösungsansätze für die organisatorische und kommunikative Verbesserung von Supply Chains.
Planspiel Friday Night at the ER: Teams von 4 Studierenden sind in diesem Planspiel herausgefordert, ein hoch ausgelastetes Hospital für 24 Stunden zu managen. Gute Teams lernen dabei den Weg vom Silodenken zum Systemdenken.
Planung von Produktions- und Logistiknetzwerken mit 4flow vista
Design und Analyse von Produktions- und Logistiknetzwerken mit der Netzwerk-Planungssoftware 4flow vista ist die Aufgabe der Studierenden in den Übungen.
SAP-Fallstudien
Die Studierenden bearbeiten selbständig Fallstudien in SAP S4/Hana zur Materialwirtschaft, Produktionsplanung und -steuerung und zum Vertrieb. Sie werden durch Mitarbeitende des Instituts durch Konsultationen dabei unterstützt.
Forschung am Institut
Das Institut IBL war und ist aktiv am Forschungsbereich "Industrie 4.0" der THU beteiligt, z.B. in den Projekten "Industrie 4.0 aus dem Koffer" und "ZAFH Intralogistik", dem kooperativen Promotionskolleg (KPK) "Cognitive Computing in Socio-technical Systems" und aktuell dem Projekt LCA4All. Darüber hinaus betreibt es weitere interne und studentische Projekte.
Aufbau einer Lernfabrik: Das Institut entwickelt aktuell sein Logistik-Labor zu einer Lernfabrik weiter. Die vorhandenen Systeme werden in diesem Zuge auf den Ebenen des Materialflusses und der Informationstechnologie vernetzt. Die zentrale IT-Technologie dabei ist OPC UA, Grundlage des Steuerungskonzepts ist die Skill- und Service-basierte Automatisierung. Das zentrale Ziel der Lernfabrik ist es, Studierenden ein Lernumfeld zu bieten, das die Dynamik, Flexibilität und Wandelbarkeit von heutigen Produktionssystemen in der Praxis erfahrbar, beherrschbar und gestaltbar macht.
Der Aufbau der Lernfabrik ist Teil des THU-weiten Projekts THUProf4.0, das aus dem BMBF-Programm FH-Personal gefördert wird und eine Schwerpunktprofessur sowie wissenschaftliches Personal einbringt.
Projektleitung: Prof. Dr. Sven Völker
Aufbau eines Industrie 4.0-Demonstrators: in diesem Gemeinschaftsprojekt mit dem Institut für Fertigungstechnik und Werkstoffprüfung, Bereich Automatisierungstechnik, entsteht eine Industrie 4.0-Demonstrationsanlage.
Die physischen Produktions- und Logistikprozesse werden dabei mit fischertechnik-Komponenten realisiert, die auf zwei von drei Tischen des modularen Gesamtsystems in der obersten Ebene montiert sind.
Wichtige Elemente hier sind Bearbeitungsstationen, Förderbänder, Portalkräne und ein Hochregallager. Die Steuerung der Komponenten erfolgt durch reale SPSen und Kommunikationskomponenten, deren Software im Projekt entwickelt wird und Erkenntnisse aus der Forschung zur Skill- und Serviceorientierten Produktionssteuerung implementiert. Ein Bediener-Arbeitsplatz auf dem dritten Modul rundet das Paket ab.
Das Projekt wurde bisher durch mehr als 10 studentische Projekt- und Abschlussarbeiten vorangebracht. Der Demonstrator ist einer der Use Cases einer Promotion zu Service- und Skill-basierter Produktionssteuerung am Institut (Doktorand: Hr. A. Lober).
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Hartwig Baumgärtel
Kooperationspartner: Prof. Dr.-Ing. Lisa Ollinger (THU, Institut IFW)
NEU (2024): Life Cycle Assessment von Wertschöpfungsketten für Kleine und Mittelständische Unternehmen (LCA4All): in diesem vom BMBF im Programm DATIpilot öffentlich geförderten Forschungsprojekt werden ein Vorgehensmodell und eine Systemplattform für das Lifecycle Assessment für KMU erarbeitet.
Projektleitung: Prof. Dr. Sebastian Geier
Weitere Informationen: coming soon
Aufbau einer Lernumgebung zum selbständigen, angeleiteten Lernen von Verfahren der Data Science (maschinelles Lernen) mit der Software KNIME mit einem durchgängigen Unternehmenskontext: Basis dieses Projekts ist ein fiktives Unternehmen, die "Lichtgestalten GmbH", das mit Beleuchtungssystemen handelt und Komponenten dafür auch selbst herstellt. Im Kontext dieses Unternehmens wurden zahlreiche unterschiedliche Aufgabenstellungen identifiziert, für die Verfahren des Maschinellen Lernens gute Lösungsmöglichkeiten bieten. Die dafür erforderlichen Daten basieren zu einem Teil auf anonymisierten Daten eines realen Unternehmens, dessen Branche und Identität aber unkenntlich gemacht wurden.
Es wurde eine Serie von 11 angeleiteten Übungsaufgaben zu Verfahren wie ABC-XYZ-Analyse, Klassifikation mit Entscheidungsbäumen, lineare und polynomielle Regression und Clusterung aus Anwendungsbereichen wie Vertrieb (Kundenanalyse), Produktion (Predictive Maintenance, Qualitätssteuerung) und Distribution (Gestaltung eines Distributionsnetzwerks) der "Lichtgestalten GmbH" erstellt, die mit der No-Code-Analytics-Plattform KNIME gelöst werden können. Für jede Aufgabe gibt es unterschiedlich detaillierte Anleitungen und Beschreibungen. Für den Gesamtablauf wurde ein Lernpfad definiert. Ein großer Teil der Aufgaben wurden durch den Einsatz in einer Lehrveranstaltung durch Auswertung von Lerntagebüchern validiert. Die Firma KNIME begleitete das Projekt durchgehend seit 2022.
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Hartwig Baumgärtel
Aufbau digitaler Zwillinge von Laborsystemen und Konzepte zur virtuelle Inbetriebnahme: basierend auf Methoden und Werkzeugen zur Simulation, Emulation, service-orientierten Kommunikation u.m. werden digitale Zwillinge von Laborsystemen wie dem AKL, der Elektrohängebahn und des Industrie 4.0-Demonstrators erstellt und mit ihren physischen Zwillingen vernetzt.
Projektleitung: Prof. Dr. Sven Völker
Professoren
Institutsleitung
Prof. Dr.-Ing. Hartwig Baumgärtel
Stellvertretende Institutsleitung
Prof. Dr. Sven Völker
Weitere Professorinnen und Professoren des Instituts
Prof. Dr.-Ing. Dieter Buchberger
Prof. Dr.-Ing. Klaus-Peter Franke
Prof. Dr. Sebastian Geier
Prof. Dr.-Ing. Manfred Hüser
Ehemalige Mitglieder des Instituts
Prof. Dr.-Ing. Norbert Bartneck (i.R.)
Prof. Dr.-Ing. Helmut Hartberger (i.R.)
Institutsbetriebsleiter
Dipl.-Ing. Johannes Som, MBA
