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Um nachhaltig die Wettbewerbsfähigkeit zu sichern, transformieren kleine und mittlere Unternehmen mithilfe digitaler Technologien ihre bestehenden zu flexiblen und intelligenten cyber-physischen Produktionssystemen. Diese ermöglichen eine Vernetzung der Bereiche und Bestandteile des Produktionssystems sowie der Produkte und ermöglichen dadurch eine durchgängige Aufnahme, Analyse sowie den Austausch von Daten und Informationen. Die Digitalisierung ist in kleinen und mittleren Unternehmen noch nicht weit genug fortgeschritten, da sie diesbezüglich verschiedenen Herausforderungen und Unsicherheiten gegenüberstehen. Um diese Unternehmen bei der Digitalisierung ihrer Produktionssysteme zu unterstützen, wird in der Dissertation ein Transformationskonzept zur Digitalisierung des Produktionssystems von kleinen und mittleren Unternehmen entwickelt, das schrittweise durch die Digitalisierungsvorhaben führt. Dieses Konzept ermöglicht anhand eines Referenzmodells die Festlegung einer Vision für das jeweilige Produktionssystem und ermittelt dessen aktuellen Digitalisierungsgrad. Weiterhin werden digitale Technologien zur Erreichung der definierten Umsetzungsprojekte identifiziert und mithilfe von Kennzahlen zielgerichtet implementiert. Die Umsetzungsplanung sowie die Realisierung und Steuerung der Projekte werden durch Methoden und Werkzeuge des Projektmanagements unterstützt. Die Prüfung der Erreichung der Projektziele erfolgt mittels definierter Methoden und Werkzeuge und die Erreichung der Vision wird durch die erneute Anwendung des Reifegradmodells evaluiert. Das Transformationskonzept wird anhand eines weltweit agierenden mittelständischen Unternehmens im Wein- und Obstbau validiert.
Spätestens seit den 1990ern bildet die Lean Production den Status quo der Produktionssysteme in der diskreten Klein- und Großserienfertigung. Mittels der Umstellung auf eine nachfrageorientierte Produktion und Vermeidung jeglicher nicht-wertschöpfender Aktivitäten konnte die Lean Production bei geringen Investitionen hohe Effizienzsteigerungen erreichen. Heute stößt die Lean Production allerdings an ihre Grenzen, da sie nicht das Potenzial moderner Informations- und Kommunikationstechnologie berücksichtigt. Der Lean Production mangelt es u.a. an der notwendigen Wandelbarkeit der Fertigungslinien, um zukünftige Anforderungen wie z.B. eine kundenindividuelle Fertigung in Losgröße 1 zu ermöglichen.
Die stattfindende Digitalisierung der Produktion will diesen zukünftigen Produktionsanforde-rungen gerecht werden. Neue digitale Technologien sowie die gestiegene Leistung der Kom-ponenten ermöglichen eine intelligente Produktion, die Mitarbeiter in komplexen Produktions-prozessen unterstützt. Der gleichzeitig stattfindende Preisverfall und die Miniaturisierung in der Informations- und Kommunikationstechnologie führen auch in der Produktion zu allgegenwärtigen, vernetzten Computern. Das Potenzial dieser technologischen Entwicklung ist unumstritten, dennoch mangelt es aktuell an einer übergreifenden und ganzheitlichen Betrachtung, die eine Integration der Digitalisierung und der neuen Anwendungen in bestehende Produktionsumgebungen miteinbezieht.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Erarbeitung einheitlicher informationstechnischer Schnittstellen für die Lean Production. Die erarbeitete Referenzarchitektur definiert technologieunabhängige Schnittstellen und schafft den notwendigen Rahmen für die Nutzung digitaler Technologien in bestehenden Lean-Methoden. Bestandteil der Referenzarchitektur ist eine Systemarchitektur, die Rollen und deren Verhältnisse beschreibt. Ergänzt wird sie durch ein Informationsmodell, das die je Rolle benötigten Funktionalitäten und die ausgetauschten Nachrichten spezifiziert, sowie durch eine Softwarearchitektur für die Umsetzung der Schnitt-stellen. Die Referenzarchitektur wurde auf einen bestehenden Forschungsdemonstrator der Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V. exemplarisch übertragen.
Der Beruf schulischer Lehrkräfte ist starken Spannungsverhältnissen und Antinomien ausgesetzt, die es gerade in der unterrichtlichen Gestaltung zu bewerkstelligen gilt. Durch aktuelle bildungspolitische Forderungen, die eine Medienkompetenzförderung und die Einbindung digitaler Medien in den Unterricht fordern, wachsen auch die Erwartungen an den Lehrer*innenberuf sowie seine Aufgaben. Da es gilt, Schülerinnen und Schüler auf eine selbst- und eigenverantwortliche Teilhabe in der Gesellschaft vorzubereiten, braucht es daher geeignete Lehr- und Lernkonzepte, um digital gestützte Veränderungs- und Arbeitsprozesse zu berücksichtigen. Das fordert zuweilen ein Umdenken bewährter Unterrichtskonzepte und Rollenwahrnehmungen von Lehrkräften. In der Arbeit steht daher die Rollenwahrnehmung schulischer Lehrkräfte unter der Perspektive eines digitalen Medieneinsatzes im Fokus. Dazu wurde in einem zweistufigen qualitativen Analyseverfahren Rollenwahrnehmungen von Lehrerinnen und Lehrern erhoben und diese vor dem Hintergrund der sozialen Rollentheorie von Parsons diskutiert.