ProCheck – Verifikation innerbetrieblicher Materialflussprozesse durch CPS-basiertes Process Mining

Mit den zunehmenden Möglichkeiten durch Digitalisierungslösungen wachsen auch die Anforderungen, die Markt und Kunden an produzierende Unternehmen stellen: Wünsche beispielsweise nach der Herstellung mehrerer Produktvarianten in geringen Losgrößen, maximaler Flexibilität, Schnelligkeit, Effizienz oder garantierten Lieferzeiten setzen jedoch transparente und optimierte Materialflussprozesse voraus.

Mit zunehmender Individualisierung der Produktion steigt aber gerade die Komplexität des innerbetrieblichen Materialflusses, weil unterschiedlichste Aufgaben und Prozessschritte mitgedacht und integriert werden müssen. Eine effiziente Steuerung der Materialflussprozesse ist in diesem Kontext elementar. Dafür braucht es aber entsprechende Daten: viele Referenzprojekte zeigen jedoch, dass die betroffenen physischen Prozesse oftmals bei KMU nicht ausreichend in der digitalen Welt abgebildet sind – sie sind weder manuell noch informatorisch adäquat aufgenommen und hinterlegt. Zudem ist nur selten transparent, welche Prozesse zum aktuellen Zeitpunkt bereits tatsächlich ausgeführt sind bzw. in welchem Status sie sich befinden. In einem solchen Umfeld ist eine zeitnahe, individuelle und vielleicht sogar automatisierte Steuerung nicht möglich. Die Folge sind ineffiziente Prozessabläufe, Verzögerungen in der Produktion, ungenügende Auslastung der Ressourcen oder mangelnde Qualität des Produkts.

Das Ziel von ProCheck ist es daher, eine automatisierte und kontinuierliche Analyse, Optimierung und Überprüfung  von Materialflussprozessen in kleinteiligen Produktionsabläufen zu ermöglichen. Für die Analyse und Erfassung der Prozesse werden Process-Mining Verfahren genutzt. Der Fokus liegt dabei auf räumlich verteilte Verarbeitungs- oder Montageschritte individueller Aufträge.

Die entstandenen Forschungsergebnisse können also auf mehreren Ebenen verwertet werden: Die generierten neuen Methoden, algorithmische Verfahren und Software-Komponenten zur Beobachtung und Optimierung von Materialflussprozessen mittels CPS-basiertem Process Mining können zum einen in produzierenden KMU angewendet werden und zum anderen von KMU aufgegriffen werden, um damit neue Software-, Hardware- oder Beratungsprodukte zu generieren. Der Nutzen ist klar: Durch den Einsatz von CPS-Technologien im Kombination mit neuartiger Sensordatenauswertung und dadurch möglicher Anwendung von geeigneten Process Mining-Techniken entsteht mehr Transparenz über tatsächliche Abläufe. Als Nutzen können hierdurch Einsparungen durch Effizienzsteigerungen erzielt werden, indem überflüssige Prozessschritte vermieden und Engpassstellen aufgedeckt werden. Weiterhin können durch eine bessere Steuerung der logistischen Prozesse der Energieverbrauch und Materialverlust reduziert werden.

Das Conformance Checking – der Abgleich des Soll-Prozessmodells mit der tatsächlichen Prozessausführung – ermöglicht es zudem, Compliance Verstöße im Prozess aufzudecken und in Zukunft zu vermeiden.