KIAS

KI-gestützte Angebotskalkulation im Sondermaschinenbau

Problemstellung

Der Maschinenbau zählt an der Saar seit vielen Jahren zu den strukturprägenden Branchen der Industrie. Die Firma Woll Maschinenbau produziert am Standort Saarbrücken kundenindividuelle Sondermaschinen und Produktionsanlagen für Abnehmer in der Automobil-, Lebensmittel- und Medizinbranche. Zwei erfolgskritische Prozesse sind für die Akquise und Durchführung von Projekten im Sondermaschinenbau von enormer Bedeutung. Dies sind die Prozesse der Angebotserstellung und Nachkalkulation von Projekten. Die Angebotserstellung wird von Projektleitern unter Hilfe von Mitarbeitenden aus einzelnen Fachbereichen durchgeführt. Hier ist hervorzuheben, dass die Anzahl der Anfragen für Angebote zunehmend steigt und aufgrund des Wettbewerbsdrucks ein Vielfaches an Angeboten ausgearbeitet werden muss, als letztendlich beauftragt werden. Dies führt zu einem gestiegenen „Preis- und Mengendruck“ bei den auszugebenen Angeboten. Dabei besteht insbesondere im Sondermaschinenbau, das Dilemma zwischen einem möglichst präzisen Angebot und der Abgabe eines nur grob kalkulierten Angebots.

Zielsetzung

Ziel des Forschungsprojektes KIAS ist die Optimierung bestehender Produktions- und Unternehmensprozesse unter Einsatz von Künstlicher Intelligenz bei der Firma Woll Maschinenbau GmbH. Der Fokus der Entwicklungen im Forschungsprojekt liegt im Bereich interner Prozesse der Angebotserstellung (von Angebotserstellung bis zur Nachkalkulation) zur Projektierung von Anlagen im Sondermaschinenbau (Konstruktion, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme sowie Service). Ziel ist es durch Innovationen, die laufenden Prozesse in Angebotserstellung und Projektnachverfolgung genauer, schneller und kosteneffizienter zu machen und so für einen Wettbewerbsvorteil zu sorgen.

Vorgehen

Phase 1: In der ersten Phase erfolgt die Datenerfassung, mit der im Zuge des Forschungsprojek-tes NeWIP entwickelten App auf dem Shop-Floor.

Phase 2: Unter Berücksichtigung der Art und „Gestalt“ der erhobenen Daten dient die zweite Phase der Entwicklung eines Datenmodells, welches das strukturierte Speichern und die Weiterverarbeitung von historischen sowie aktuellen Prozessdaten im Zuge der Angebotskalkulation ermöglicht.

Phase 3: In dieser Phase wird das Vorgehen zur Berücksichtigung von Unschärfe und sonstigen Unsicherheiten, die in Zusammenhang mit den unspezifischen Kundenanforderungen in frühen Projektphasen und den Messunsicherheiten in der Datenerfassung stehen, beschrieben.

Phase 4: Die anschließende vierte Phase dient dazu mit Hinblick auf das bei Woll Maschinenbau verwendete Kostenkalkulationsschema und den konventionell verwendeten Ansätzen ein angepassten Verfahren zur Angebotskalkulation zu entwickeln.

Phase 5: Aufbauend auf dem entwickelten Kalkulationsschema und der Methode zur Berücksichtigung von Unschärfe wird nun der Kalkulationsalgorithmus sowie ein hybrides Verfahren zur Umsetzung der Kalkulation entwickelt. Dieses hybride Kalkulationsverfahren kombiniert grundlegende Vorgehensweisen zur Kostenschätzung und berücksichtigt je nach Ähnlichkeitsgrad der historischen Daten zu dem neuen Produkt verschiedene Fälle.

Phase 6: Diese Phase beschäftigt sich mit der detaillierten Konzeption und Entwicklung der Mensch-Maschinen-Interaktion einschließlich der Akteure, der beteiligten Systemkomponenten und dem genauen Ablauf der rechnergestützten Kostenkalkulation.

Das Forschungsprojekt ist in fünf Arbeitspakete unterteilt:

AP1: In Arbeitsschritt 1 wird eine Analyse des aktuellen Angebotsprozesses und der Nachkalkulation durchgeführt.

AP2: Im Arbeitsschritt 2 werden die Standards und Modelle zur Beschreibung von Daten und zukünftige Prozessabläufe erarbeitet.

AP3: Ziel des Arbeitsschrittes 3 ist das Sammeln, Interpretieren und Verarbeiten von Daten auf Grund-lage der in AS2 festgelegten Standards, Modellen und Ontologie.

AP4: In Arbeitsschritt 4 findet die Analyse, Bewertung und Weiterentwicklung von deterministischen-, stochastischen und parametrischen Berechnungsmodellen, KI-Algorithmen (Predictive Costing) und die Entwicklung einer Mensch-Maschine Schnittstelle statt.

AP5: In AS 5 werden erste Prototypen des zu entwickelnden Systems zur KI-gestützten Angebotskalkulation im Sondermaschinenbau erstellt.

Ansprechpartner: Martin Karkowski, M.Sc.

Laufzeit: 01.12.2020 – 30.11.2022