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Methodik zur Gestaltung agiler Serienanläufe = Methodology for the design of agile ramp-up productions

Apelt, Sebastian^RWTH*

2025 & 2026

VerantwortlichkeitsangabeSebastian Apelt

Ausgabe[korrigierte] Auflage

ImpressumAachen : Apprimus Verlag 2025

Umfang1 Online-Ressource : Illustrationen

ISBN978-3-98555-270-2

ReiheInnovations in manufacturing technology ; 2025,5

Dissertation, RWTH Aachen University, 2024

Druckausgabe: 2025. - Auch veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University. - Korrigierte Auflage 2026

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Bergs, Thomas (Thesis advisor)^RWTH* ; Klocke, Fritz (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2024-12-18

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2026-03740
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/1032724/files/1032724.pdf

Einrichtungen

1. Lehrstuhl für Fertigungstechnologie (417410)
2. Manufacturing Technology Institute – MTI (417400)

Projekte

1. WS-C.I - Processes and Structures (X080067-WS-C.I) (X080067-WS-C.I)
2. DFG project G:(GEPRIS)390621612 - EXC 2023: Internet of Production (IoP) (390621612) (390621612)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Fertigungstechnik (frei) ; TECPTF100 (frei) ; Technologiemanagement (frei) ; Technologiemanagement der Fertigung (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Der Serienanlauf ist in der produzierenden Industrie eine kritische Phase im Produktentstehungsprozess, die maßgeblich über den wirtschaftlichen Erfolg eines Produkts entscheidet. Trotz umfangreicher Forschung auf diesem Gebiet bleibt die Erreichung von Zeit-, Kosten- und Qualitätszielen nach wie vor eine Herausforderung für Unternehmen. Ursachen hierfür liegen in unvorhergesehenen Qualitätsschwankungen, einer unzureichenden Prozessbeherrschung und Produktionsausfällen im Serienanlauf. Zudem stellen ungeplante Änderungsmaßnahmen am Produkt und in der Fertigungsplanung ein häufig auftretendes Problem dar. Diese Änderungsmaßnahmen sind auf nicht erkannte Probleme in den dem Serienanlauf vorgelagerten Phasen sowie eine unzureichende Produkt- und Prozessreife zum Start of Production zurückzuführen. Agile Konzepte, welche bereits in der Produktentwicklung erfolgreich eingesetzt werden, bieten das Potenzial, schnell auf Veränderungen im Prozess zu reagieren und so die Anlaufziele zu erreichen. Zur Integration agiler Methoden in den Serienanlauf gilt es, den bisher starren und plangetriebenen Prozess agiler zu gestalten. Aktuell ist nicht bekannt, wie ein agiler Serienanlauf zu realisieren ist und die gesteigerte Agilität im Serienanlauf dazu beiträgt, die Anlaufziele zu erreichen. Vor dem Hintergrund der oben beschriebenen Problemstellung fokussiert die vorliegende Forschungsarbeit die Übertragung agiler Konzepte auf den Serienanlauf. Durch die enge Vernetzung der agilen Produktentwicklung mit dem Serienanlauf wird es Anwendenden ermöglicht, unvorhergesehenen Änderungen am Produkt und in der Fertigungsplanung, Qualitätsschwankungen und Produktionsausfällen frühzeitig zielgerichtet entgegenzuwirken. Hierzu wurde eine Simulationsmethodik entwickelt, welche dem iterativen Konzept aufeinanderfolgender, kurzzyklischer Entwicklungssprints der agilen Methoden folgt. Die Methodik besteht aus drei Modulen, welche in den Entwicklungssprints iterativ durchlaufen werden, bis eine ausreichende Produkt- und Prozessreife zum Start of Production vorliegt. Im ersten Modul erfolgt die Ableitung von Defiziten aus den vorliegenden Informationen zum Produkt und der Fertigung sowie aus der zum betrachteten Zeitpunkt vorherrschenden Leistungsfähigkeit der Fertigung. Basierend auf den Defiziten werden potenzielle Änderungsmaßnahmen identifiziert, hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf den Serienanlauf analysiert sowie die Produkt- und Prozessreife bewertet. Aufbauend auf den Ergebnissen erfolgt im zweiten Modul die systematische Auswahl der in einem Sprint zu adressierenden Defizite sowie die Simulation unsicherheitsbehafteter Anlaufkurven und -kosten. Im dritten Modul werden die generierten Daten aus den parallel zur Simulation laufenden realen Entwicklungssprints in die Simulationsmethodik integriert.

The ramp-up production in the manufacturing industry is a critical phase in the product development process that significantly determines the economic success of a product. Despite extensive research in this field, achieving time, cost, and quality targets remains a challenge for companies. The causes include unforeseen variations in quality, insufficient process control as well as production downtimes during the ramp-up production. Furthermore, unplanned changes to the product and manufacturing planning are common issues. These changes can be attributed to unrecognized problems in the preceding phases of ramp-up production and insufficient product and process maturity at the start of production. Agile concepts, which are already successfully used in product development, offer the potential to react quickly to changes in the process and therefore achieve the ramp-up targets. To integrate agile methods into the ramp-up production, the traditionally rigid and plan-driven process needs to be made more agil. Currently, it is unknown how to implement a more agil ramp-up production process and how increased agility in ramp-up production contributes to achieving ramp-up targets. In consideration of the aforementioned problem, this thesis focuses on adaption of agile concepts to the ramp-up production. By closely linking agile product development with ramp-up production, users are able to proactively address unforeseen changes to the product and manufacturing planning, variations on quality and production downtimes. For this purpose, a simulation methodology was developed that follows the iterative concept of successive, short-cycle development sprints of agile methods. The methodology consists of three modules, which are iteratively repeated in the development sprints to achieve sufficient product and process maturity to the start of production. In the first module, the resulting deficits are derived from the available information on the product and manufacturing as well as from the prevailing manufacturing performance at the time under. Based on the deficits, potential change measures are identified, analyzed regarding their effects on the ramp-up production and the product and process maturity are evaluated. Building on the results of the first module, the second module involves the systematic selection of the deficits to be addressed in a sprint and the simulation of uncertain ramp-up curves and costs. In the third module, the data generated from the real development sprints accompanying the simulation are integratedinto the simulation methodology.

OpenAccess:
PDF
(additional files)

Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis/Book

Format
online, print

Sprache
German

Externe Identnummern
HBZ: HT030989004

Interne Identnummern
RWTH-2026-03740
Datensatz-ID: 1032724

Beteiligte Länder
Germany