Die Produktion in Hochlohnländern sieht sich mit zwei wesentlichen Herausforderungen konfrontiert: Erstens führt der globale Wettbewerb zu stetigem Effizienzdruck auf die bestehenden Technologieketten, zweitens können radikale produkttechnologische Umbrüche die Effektivität des etablierten Leistungsangebots gefährden. Fertigungstechnologische Innovation kann einen wesentlichen Beitrag zur Bewältigung dieser beiden Herausforderungen leisten. Durch Effizienzinnovationen können Fertigungskosten in bestehenden Technologieketten reduziert werden. Effektivitätsinnovationen erlauben die Erschließung neuer, differenzierender Produkte.

Zwingende Voraussetzung für die nachhaltige Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen ist eine schnelle und adäquate Anpassung an dynamische Marktbedingungen. Diese sind von einem immer stärkeren Wandel geprägt: Neue, offensive Wettbewerber, eine rasante Ausbreitung neuer Produkte und Technologien sowie eine immer stärkere Vernetzung der Güter- und Kapitalströme sind nur einige Charakteristika dieses Wandels. Als Folge davon verkürzen sich Produktlebenszyklen, werden Produkte in zunehmender Variantenvielfalt nachgefragt und schwanken Nachfragezahlen immer stärker. Der Markt sowie das Unternehmensumfeld werden immer dynamischer. Diese Dynamik beeinflusst insbesondere Unternehmen, die in Supply Chains an einer Kunden-Lieferanten-Schnittstelle mit stark schwankendem Unternehmensumfeld agieren. Um die Wettbewerbsfähigkeit zu gewährleisten, müssen Material- und Informationsflüsse so gestaltet werden, dass gleichzeitig die Versorgungssicherheit gewährleistet wird und die Logistikkosten so niedrig wie möglich ausfallen. Zu diesem Zweck existieren unterschiedliche Supply Chain Management-Konzepte, die Unternehmen Vorteile bieten, sofern sie unter den richtigen Bedingungen eingesetzt werden. Eine durch die Turbulenzen des Unternehmensumfelds hervorgerufene Veränderung kann die Effizienz eines momentan eingesetzten SCM-Konzepts an einer Kunden-Lieferanten-Schnittstelle verringern. Eine Anpassung des SCM-Konzepts kann daher notwendig werden. Bis heute fehlt es jedoch an adäquaten Lösungsansätzen zur Bewertung der Kunden-Lieferanten-Schnittstelle unter Berücksichtigung sich ändernder Einflussfaktoren. In dieser Dissertation wurde daher ein Verfahren zur fallspezifischen Entscheidungsunterstützung zur Bewertung und Gestaltung der Kunden-Lieferanten-Schnittstelle aus Kundensicht entwickelt. Kern des entwickelten Verfahrens sind Simulationsmodelle, die es durch Parametervariation möglich machen, Auswirkungen von Veränderungen des dynamischen Unternehmensumfeldes auf die Logistikkosten und -leistung zu beschreiben. Eine Anpassung des SCM-Konzepts erfolgt dabei, wenn fallspezifische Schwellwerte dynamischer Einflussfaktoren über- oder unterschritten werden. Dadurch wird eine schnelle und fallspezifische Bewertung der Kunden-Lieferanten-Schnittstelle bei sich ändernden Einflussfaktoren ermöglicht. Mit Hilfe des Verfahrens sind Unternehmen somit in der Lage auf Veränderungen im Umfeld der Kunden-Lieferanten-Schnittstelle adäquat zu reagieren bzw. antizipative Eingriffe vorzunehmen.

Beschaffungsmarktfaktoren beeinflussen zunehmen die Handlungsspielräume des Einkaufs. In der Einkaufsstrategiebildung mangelt es jedoch an Ansätzen für den systematischen Umgang mit diesen Einflussfaktoren. Insbesondere bei technologisch anspruchsvollen Einkaufsgütern führt dies vielfach zu fehlerhaften Strategien. Vor diesem Hintergrund wird eine neue Methodik zur Formulierung von Einkaufsstrategien vorgeschlagen. Darin beruht die Strategiebildung auf einem Modell zur Beschreibung und Erklärung der Attraktivität von Beschaffungsmärkten.

Diese Dissertation entwickelt ein Gestaltungskonzept zur selbstoptimierenden Regelung der Materialdisposition in der Beschaffung. Den Kern des Gestaltungskonzepts bilden valide und verständliche Entscheidungsheuristiken zur effizienten Auswahl der ziel- und situationsgerechten Dispositionslogik respektive zur zielgerichteten Optimierung der Dispositionsschnittstellen.

Durch eine Laserstrahl-Wärmebehandlung umformkritischer Bereiche von hochfesten Stahlplatinen (>1000 MPa) kann die Bruchdehnung lokal verfünffacht werden. Bauteile aus 50 % festerem Stahl als bisher möglich können so kalt umgeformt werden. Zusammenhänge zwischen den Verfahrensparametern und den Werkstoffeigenschaften werden für vier Werkstoffe erarbeitet, Demonstratorbauteile werden hergestellt und analysiert. Das Verfahren ist auch zur lokalen Entfestigung pressgehärteter Bauteile geeignet.

Mit dem wachsenden Druck in vielen Industrien, angebotsspezifisch zu produzieren, verstärken sich die Auswirkungen der hohen Produktvarianz in der Logistik. Unternehmen reagieren mit einer erhöhten Vielfalt an Sonderladungsträgern. Die Vielfalt an Prozessen, die starke Abhängigkeit mit anderen Ressourcen und die dynamische Veränderung der Anforderungen aufgrund von Produktwechseln führen zu einem komplexen Gestaltungsfeld der Sonderladungsträger. Sonderladungsträger sind zentrale Ressourcen der Logistik in vielen Unternehmen. Besonders in der Serienfertigung erfordern komplexe Produktgeometrien und hohe Qualitätsansprüche ein besonderes Handling bei Prozessen wie Transport, Lagern oder Umschlagen. Im Gegensatz zu standardisierten Behältern wie Euro-Palette oder Kleinladungsträgern aus Kunststoff werden Sonderladungsträger individuell für jede Produktgeneration konstruiert und gefertigt. So sind z.B. in der Automobilindustrie Sonderladungsträger für unter 20% der Behälteranzahl, aber für über 80% der Behältervarianten verantwortlich. Die hohe Vielfalt bei kleinen Stückzahlen führt sowohl zu hohen Beschaffungskosten als auch zu einem hohen Verwaltungsaufwand. Aus der Erforschung bestehender Ansätze zur komplexitätsgerechten Gestaltung von Produkten ist bekannt, dass durch Variantenmanagement die Prozesskomplexität in Fertigung und Montage der Produkte deutlich reduziert werden kann. Die Modularisierung und Standardisierung einzelner Elemente ermöglichen für die Ladungsträgergestaltung eine Komplexitätsreduktion auf der Herstellerseite, öffnen aber zusätzlich die Möglichkeit der vereinfachten Rekonfiguration von Ladungsträgern bei einem Generationswechsel einer Produktbaureihe auf der Anwenderseite. Als Beteiligte einer modularen Sonderladungsträgerstruktur werden die Akteure Hersteller, Poolbetreiber sowie Anwender solcher Ladungsträgersysteme identifiziert. Für den Hersteller werden eine Wettbewerbsstrategie und ein Vorgehensmodel für die Modularisierung und Ausgestaltung der einzelnen Module entwickelt. Der Poolbetreiber bekommt als Hilfsmittel ein Geschäftsmodell und eine Beschreibung der Managementaufgaben und notwendigen Prozessschritte zur Verwaltung und zum Betrieb eines Pools von Modulen für Sonderladungsträger bereitgestellt. Für den Anwender werden in dieser Arbeit ein Hilfsmittel zur Gestaltung von Prozessketten und ein Bewertungsmodell auf Basis der Lebenszykluskosten eines Ladungsträgers entwickelt.

In dieser Arbeit werden die notwendigen medizin- und produktionstechnischen Anforderungen für die grundlegende Herleitung und zulassungsrelevante medizintechnische Prüfung eines MR-sicheren Führungsdrahts aufgezeigt. Die einzige Werkstoffklasse, die sich für die Umsetzung eines derartigen medizintechnisch sicher einsetzbaren Führungsdrahtes eignet, sind Faserverbundwerkstoffe. Hier wurde das faserverbundtechnische Strangziehverfahren, welches im Stand der Technik durch die entstehenden Prozesskräfte in seiner Miniaturisierung und Prozessgeschwindigkeit stark limitiert ist, prozesstechnisch grundlegend erweitert. Ausgehend vom Stand der Technik wurde erstmalig ein vollständiges Prozessmodell des miniaturisierten Pultrusionsverfahren erarbeitet. Dabei wurde zunächst das Pultrusionswerkzeug thermisch modelliert und die Härtung der Matrix bei dem Durchlaufen des Formwerkzeugs erfasst. Weiterhin sind die Entstehung der Produktionskräfte in den Bereichen der Faserbevorratung, der Fasertränkung sowie dem Pultrusionswerkzeug beschrieben. Dabei zeigten im Stand der Technik gerade das Formwerkzeug den Hauptanteil der in der miniaturisierten Pultrusion entstehenden Abzugskraft. Um diese Abzugskraft zu verringern, wurden die Segmente der Faserbevorratung und der Fasertränkung überarbeitet, so dass die in diesen beiden Segmenten entstehende Abzugskraft auf ein prozesstechnisch nicht mehr relevantes Niveau gesenkt werden konnte. Weiterhin wurde der Formgebungsprozess innerhalb eines klassischen Pultrusionswerkzeugs in die Segmente der Vorvernetzung, der Ausformung und der Nachvernetzung aufgeteilt, wobei die Vor- und Nachvernetzung ausserhalb des Formwerkzeugs stattfand. Während in der herkömmlichen Pultrusion die Vernetzungsreaktion über nahezu vollständig innerhalb des Pultrusionswerkzeugs unter Wandkontakt ablief, konnte der Wandkontakt und damit die Wandreibung in der segmentierten Anordnung stark reduziert werden. Nachfolgend konnte die Produktionsgeschwindigkeit gesteigert und der Durchmesser auf einen Durchmesser von 400 µm verringert werden. Durch die bei Herstellung geringe anliegende Abzugskraft können Produktionsausfälle durch einen Abriss des Faserverbundstranges vermieden werden. Mit dem gefertigten und elektrisch nicht leitenden und MR-sicheren Faserverbundmaterial wurde im Anschluss ein Führungsdraht aufgebaut und gezielt auf medizintechnische Anforderungen wie Handhabung, mechanische Eigenschaften, Darstellbarkeit im MRT und auf die Anwendbarkeit im Menschen abgestimmt. Die medizintechnischen Anforderungen wurden in zulassungsrelevanten Prüfungen getestet und bestanden. Mit dem vorgestellten Führungsdraht gelang am 16. Dezember 2009 weltweit erstmalig eine cardiovaskuläre Intervention ausschließlich unter MR-Bildgebung.