Im Fokus des Themenfeldes Advanced Lean Production stehen die analytische Beschreibung, Modellierung und Optimierung von Produktionssystemen. Hierbei wird auf Methoden des Operations Research (OR) zurückgegriffen, die unter dem Begriff Factory Physics zusammengefasst werden.

Betrachtungsgegenstand im Themenfeld Advanced Lean Production ist vor allem die Modellierung und Optimierung von Produktionssystemen (Systems Engineering) unter Berücksichtigung von Materialfluss-, Fertigungssteuerungs- und Variabilitätsaspekten. Kombiniert werden diese Ansätze des OR mit Verfahren aus dem Bereich der Gruppentechnologie. Diese leisten einen Beitrag zur Erkennung von Ähnlichkeiten von Objekten, erkennen Muster und decken mit ihren unterschiedlichen Methoden der Mustererkennung und des Data-Minings ein breites Anwendungsspektrum in nahezu allen Unternehmensfunktionen der Produktion und produktionsnahen Bereichen ab. So können durch eine Gruppierung von Produkten und Prozessen, anhand von vergleichbaren Merkmalen, der Wiederverwendungsgrad von Konstruktions- und Fertigungsdaten gesteigert und Verbesserungspotenziale in Unternehmen ausgeschöpft werden.

Es bietet sich die neuartige Möglichkeit, das Systemverhalten komplexer Wertströme abzubilden, zu prognostizieren und zu optimieren. Anwendungen wie der virtuelle Zwilling der Produktion (Digital Twin) und die dynamische Wertstromanalyse heben die Methoden des OR auf eine neue Ebene und bieten vielfältige Potentiale in Kombination mit der Fertigungsfamilienbildung, der Reihenfolgeoptimierung, der Leistungsabstimmung (Abtaktung) und der Standardisierung von Erzeugnisstrukturen. Kurze Feedbackloops, ganz im Sinne des Advanced Process Control (APC) bilden die Basis für prozessnahe Optimierungsverfahren mit deutlichen Potenzialen zur Senkung von Qualitätskosten.

Die zunehmende Digitalisierung und der Fachkräftemangel bewirken neue, flexible Formen der Arbeitsteilung zwischen Mensch und Maschine.
Die Mensch-Maschine-Interaktion wird zu einem der wettbewerbskritischsten Themenbereiche der Zukunft.

Neben dem seit Jahren erprobten arbeitsteiligen Betrieb von Mensch und Roboter in industriellen Anwendungen, mit dem Fokus auf Traglast (bspw. zur Verbesserung physiologischer Belastungen) oder auch Genauigkeit (bspw. zur Einhaltung von Qualitätsmerkmalen), ist der Schwerpunkt neuartiger Mensch-Roboter-Kollaborationen im flexiblen Zusammenspiel von Mensch und Maschine angesiedelt. Die Bewältigung von Kapazitätsengpässen und der Leistungsausgleich in getakteten Systemen sind vielversprechende Anwendungsfälle, insbesondere für moderne Leichtbauroboter, die zudem mit geringerem Invest und vergleichsweise moderatem Automatisierungs-Know-how in Betrieb genommen und betrieben werden können.

Die Analyse geeigneter Interaktionsmöglichkeiten an der Schnittstelle von Mensch und Maschine spielt auch in der Planungs- und Entscheidungsunterstützung innerhalb der Produktionsplanung eine bedeutsame Rolle. In der kontextbasierten Bereitstellung und Präsentation von Planungs- und Produktionsdaten liegen weitere Potenziale, die angepasst an die jeweiligen Rollen im Produktionsumfeld Planungs- und Reaktionszeiten verkürzen und im Ergebnis die Effizienz des Produktionssystems verbessern.

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