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Institute
Hohe erwartete Potenziale von Industrie 4.0 treffen auf große Unsicherheiten bei der Umsetzung in den Unternehmen. Die durchgängige digitale Aufzeichnung der Produktions- und Instandhaltungsprozesse wird durch günstig verfügbare IT-Infrastruktur jetzt realisierbar. Durch Demonstratoren und Prototypen nähern wir uns schrittweise der Umsetzung von Industrie 4.0 in der Instandhaltung unter dem Schlagwort Smart Maintenance.
In dem Vortrag sollen die Projektziele für das gemeinsame Forschungsprojekt FlaixEnergy vorgestellt werden. Das Projekt umfasst die Konzeption, Entwicklung und prototypische Implementierung einer Plattform zur Interaktion zwischen zu Clustern zusammengefassten industriellen Energieverbrauchern und virtuellen Kraftwerken, die dezentrale Erzeuger von regenerative Energie zusammenschalten. Kernelement der Plattform ist ein Mechanismus, der die Flexibilität der industriellen Verbraucher bewertet und ihnen damit eine Möglichkeit zur Partizipation am Energiemarkt ermöglicht. Dabei soll grundsätzlich ein Ausgleich auf lokaler Ebene (Verteilnetz) einem Ausgleich auf überregionaler Ebene (Übertragungsnetz) vorgezogen werden. Das Ziel des Projektes ist die prototypische Umsetzung der Plattform in der Modellregion Aachen.
Durch die Energiewende und Digitalisierung bedingt, ergeben sich neue Anforderungen an das industrielle Energiemanagement, wobei insbesondere die Energieinformationssysteme (EnIS) mehr leisten müssen.
Die zentrale Herausforderung liegt dabei in der Übersetzung der Datenbasis in konkrete Handlungsempfehlungen, was durch die Integration einer Datenanalytik (DA) in ein EnIS realisiert werden soll. In diesem Paper werden die damit verbundenen Anforderungen beschrieben und Lösungsansätze zur Integration einer DA vorgestellt.
Die Zeiten, in der die Energiewende allein durch den Ausbau erneuerbarer Energien beschrieben werden konnte, sind vorbei und die Industrie wird zunehmend unter dem Begriff der Energieeffizienz in die Energiewende integriert. Energie-Auditierung und ISO-Zertifizierung sind dabei nur der Anfang. In diesem Beitrag wird das Internet der Dinge (IoT) als Lösungsansatz untersucht und dabei die Synergien von Energiewende und Industrie 4.0 betrachtet. Der Fokus liegt auf den mit dem IoT verbundenen Potentialen für Energieinformationssysteme und der darin vorhandenen Datenanalytik.
Der Vortrag behandelt die theoretischen Grundlagen des Dokumentenmanagements. Hierzu wird zunächst die aktuelle Ausgangssituation der Informations- und Applikationsflut durch eine Analogie zur aktuellen Situation der Digitalisierung im Straßenverkehr dargestellt, bevor das Dokumentenmanagement wissenschaftlich beleuchtet wird. Über den Nutzen und die Strukturen von Dokumentenmanagement wird der Zuhörer zu den theoretisch dargestellten Funktionen aktueller Dokumentenmanagementsysteme geleitet, welche Mitarbeiter bei den Aufgaben des Dokumentenmanagements unterstützen.
Der zweite Teil des Vortrags zeigt das 3Phasen-Konzept DMS, welches vom FIR zur individuell optimalen Softwareauswahl als Beratungsprojekt angeboten wird, und stellt hierbei die Methodik sowie detailiert die Phasen der Auswahl vor. Hierbei wird der bewährte und neutrale Charakter dieser Auswahlmehtodik betont, welcher von vielen Beratungsunternehmen nicht gewährleistet werden kann.
Abschließend werden neue Trends und ein Ausblick auf die Zukunft des Dokumentenmanagements präsentiert, wobei der Trend "Simplicity", also die Rückkehr von komplexen Systemen zu Systemen, die nur noch die Grundbedürfnisse erfüllen und damit die Usability steigern, fokussiert wird.
Dieser Vortrag war der erste Teil des Vortragsabends "Wirtschaft digital" der IHK. Im zweiten Teil folgte eine DMS-Live-Demonstration des Partners BCT Deutschland GmbH mit der Lösung "Elemenz", vorgestellt von Romy Farber.
Modularisierung von Steuerungskonzepten für die diskrete Eventsimulation einer Kleinserienfertigung
(2016)
Two major trends are driving many companies in the manufacturing industry to rethink and reconfigure their business logic: the trends towards applying a service dominant business logic, and the trends towards collecting and using information about the market life cycle of products. The pursuit of market lifecycle information has lately been one that is driven mostly by tremendous developments in the area of the Internet of Things and information system integration. Companies in the manufacturing industry are reconfiguring their value chains, tending towards a higher degree of service orientation. This transformation requires an understanding of the principles behind offering additional value through industrial product service systems. The design of an adequate information architecture and the subsequent management model are the key factors for a successful implementation. This article focuses on how information gathering, analysis, and the meaningful use of information have been linked to the success of those companies within the German manufacturing industry which have made the transformation towards service-orientation. On the basis of an empirical study, five success factors with a significant impact on either innovation performance and/or operational performance are identified. These findings are enhanced to derive guidelines for an adequate information architecture. The guidelines are underpinned by best practices of prosperous companies with a strong product-service-orientation. Links between best practice application and performance are analyzed, and significant relations are identified.
Erlebniswelt
(2016)
Im Zuge der Vernetzung von Industrie und Wirtschaft werden Technologien wie 5G, die nächste kommende Mobilfunkgeneration, als Enabler des Internets der Dinge genannt. Doch welche Anwendungen durch 5G genau realisierbar werden und warum die Entwicklung neuer Netztechnologien erforderlich wird, bleibt häufig unklar. Ebenso mangelt es an der Entwicklung von Standards, damit die neue Technologie schnellstmöglich nach ihrer offiziellen Einführung von bestehenden Systemen genutzt werden kann. Einzig die Aussage, dass neue Informations- und Kommunikationstechnologien wie 5G unseren Informationsaustausch, insbesondere in der Produktion, revolutionieren wird, bleibt beständig.
Das Verbundprojekt „BIRUZEM – Nachhaltige Bildung von Arbeitskräften der Zementindustrie in Russland“ zielte darauf ab, den Konsortialpartnern den Einstieg in die Qualifizierung von an- und ungelernten Arbeitskräften sowie Facharbeitern der russischen Zementindustrie zu ermöglichen. Im Einzelnen umfasst das Projekt BIRUZEM die folgenden fünf Zielstellungen: Zum einen das Erschließen des russischen sowie angrenzender Märkte der Zementherstellung für den Export deutscher Aus- und Weiterbildungsmaßnahmen. Zum anderen eine Konzeptentwicklung, um die Weiterbildungsdienstleistungen im Zielland nachhaltig anzubieten sowie durchzuführen. Eine weitere Zielstellung bestand darin, die Maßnahmen und Programme zur Weiterbildung von gewerblich-technisch Beschäftigten, Vorabeitern, Meistern und Ingenieuren, auf die lokalen Gegebenheiten – wie beispielsweise Kultur, vorhandene Technologien, Infrastruktur, Gesetzeslage – in Russland anzupassen. Anschließend wurden die im Laufe des Projektes konzipierten Bildungsdienstleistungen für in Russland tätige Zementhersteller in den Bereichen Instandhaltung sowie Mess- und Verfahrenstechnik angeboten und durchgeführt. Die fünfte Zielstellung umfasste den Transfer des Projektergebnisses auf andere Problemstellungen und auf weitere Anwendungsgebiete, wie beispielsweise das des Steine-Erden-Sektors.
Um langfristig in einem Umfeld zunehmenden Wettbewerbs durch internationale Anbieter erfolgreich zu sein, müssen Unternehmen verstärkt regionale Märkte erschließen. Analog zur Automobilindustrie werden wichtige Wachstumsmärkte zunehmend durch Handelshemmnisse abgeschottet, so dass die Markterschließung durch Exporte vollständig montierter Erzeugnisse häufig ausscheidet. Um dennoch die Handelshemmnisse zu umgehen, hat sich in der Automobilindustrie die Completely Knocked Down (CKD)-Strategie durchgesetzt, bei der Erzeugnisse teilzerlegt in die Märkte exportiert und dort lokal endmontiert werden. Eine grundsätzliche Herausforderung liegt in der situationsgerechten Gestaltung der CKD-Supply Chain. Dazu ist in der Arbeit eine simulationsbasierte Gestaltungsunterstützung entwickelt worden.
Informationstechnische Systeme durchdringen alle Bereiche unseres täglichen Lebens. Während Smartphones, Tablets und Smart-TVs den Endanwender bereits erobert haben, stehen Technologien wie Smart Home, Smart Production und Smart Grid kurz davor, weitere wichtige Bereiche des privaten und geschäftlichen Lebens von Grund auf zu erneuern. Eine ernstzunehmende Herausforderung dabei ist die zunehmende Vernetzung der industriellen Produktion durch modernste Informations- und Kommunikationstechnik (Industrie 4.0). Die Hoffnung der Wirtschaft ist groß: Die Technologien sollen neue Geschäftsmodelle und Wertschöpfungsketten erschließen sowie neue Dienstleistungsmodelle erlauben, die zuvor nicht möglich waren.
Eins der größten Hemmnisse dieser positiven Entwicklung ist jedoch der Mangel an IT-Sicherheit. Trotz jahrelanger intensiver Forschung und Entwicklung an sicheren IT-Systemen steigen die Anzahl der erfolgreichen Angriffe, und deren Ausmaß jährlich. Eine Studie des Digitalverbands Bitkom von April 2015 zeigt, dass mehr als die Hälfte (51 Prozent) aller deutschen Unternehmen in den vergangenen zwei Jahren Opfer von digitaler Wirtschaftsspionage, Sabotage oder Datendiebstahl geworden sind. Jährlich entsteht dadurch in Deutschland ein Schaden von rund 51 Milliarden Euro. In den kommenden Jahren wird der Schaden sogar auf rund 306 Milliarden Euro geschätzt. Durch die fortschreitende Digitalisierung bzw. durch technische Entwicklungen wird auch die Angreifbarkeit der verwendeten IT-Systeme in Folge dessen weiter steigen.
Wie ist dies zu erklären und wie können wir diesen Bedrohungen entgegenwirken?
Die Autoren dieser Forschungsagenda haben den Faktor Mensch als eines der Grundprobleme in der IT ausgemacht. Existierende Forschungsvorhaben widmen sich beispielsweise verstärkt der sicheren Entwicklung von Hardware/ Softwaresystemen oder der Erforschung von Prinzipien für Security by Design/Privacy by Design. Weitestgehend unerforscht geblieben ist jedoch bisher die Frage wie Sicherheitsmechanismen auf allen Ebenen der Wertschöpfungskette so gestaltet werden können,
dass sie für die betreffenden Personenkreise auch effektiv anwendbar sind. Für Forschung zum Faktor Mensch sehen wir eine besondere Stärke am Wissenschaftsstandort NRW. Die Problematik ist drängend, denn während die IT-Sicherheitsforschung der letzten Jahre vor allem neue technischen Lösungen hervorgebracht hat, sind es letztendlich Menschen, die diese Lösungen einsetzen und anwenden.
Ziele des Energiemanagements von produzierenden Unternehmen können durch ein IT-gestütztes Energiemanagement erreicht werden. Zukunftsszenarien sagen grundlegende Änderungen im Strommarkt voraus – zusätzliche Herausforderungen an das Energiemanagement prod. Unternehmen entstehen. Zusätzliche Hebel zur Beeinflussung der Energiekosten müssten vom Energiemanagement produzierender Unternehmen berücksichtigt werden. Produzierende Unternehmen sollten sich von Anfang an die richtigen Fragen zur Ausrichtung ihres IT-gestützten Energiemanagements stellen. Produzierende Unternehmen benötigen eine klare Energiemanagementstrategie. Aus den Zielen der Energiemanagementstrategie lassen sich die benötigten Energiemanagementfunktionen ableiten. Aus den Energiemanagementfunktionen lassen sich die Anforderungen an die vorhandene IT-Landschaft ableiten. Vermutlich werden nicht alle Anforderungen erfüllt – es entsteht ein Anpassungsbedarf in der IT-Landschaft. Die nötigen Änderungen in der IT-Landschaft müssen analysiert und in einer IT-Entwicklungsroadmap geplant werden.
Digitale Technologien sind ein wesentlicher Bestandteil der Wertschöpfungskette in der industriellen Praxis geworden. Die Digitalisierung hat die Produktion und den modernen Arbeitsplatz in den vergangenen Jahrzehnten auf eine Art beeinflusst, die mit keiner anderen technischen Entwicklung vergleichbar ist, und die nun der vierten industriellen Revolution den Weg ebnet.
Die Essenz von Industrie 4.0 ist die Vernetzung von Produktionssystemen mithilfe von IT und dem Internet der Dinge, um prognosefähig zu sein und die Produktion effizienter und flexibler zu gestalten. Wesentliche Befähiger dieser Vision sind Daten aus Prozessen, Anlagen und Ressourcen, aus denen für das Unternehmen entscheidungskritische Informationen gewonnen werden. Hieraus lassen sich Erkenntnisse ableiten, die bisher verborgene Wirkungszusammenhänge zutage fördern.
Prognosemodelle errechnen auf der Basis dieser Erkenntnisse mögliche Zukunftsszenarien und belegen sie mit Wahrscheinlichkeitswerten bezüglich ihres Eintritts. Durch die Vernetzung der Informationen unterschiedlicher Aufgaben, Funktionen und Domänen lassen sich Handlungsempfehlungen fundieren, wobei eine unüberschaubare Anzahl relevanter Parameter berücksichtigt wird. Der Produktion wird ähnlich dem Rennsport eine Ideallinie aufgezeigt, an der sie sich orientieren kann, um in kürzester Zeit optimierte Ergebnisse zu erzielen.
Der Begriff „Digitaler Schatten“ steht für ein hinreichend genaues, digitales Abbild der Prozesse, Information und Daten eines Unternehmens. Dieses Abbild wird benötigt, um eine echtzeitfähige Auswertebasis aller relevanten Daten zu schaffen, um hieraus letztendlich Handlungsempfehlungen abzuleiten. Die Bildung des Digitalen Schattens ist damit ein zentrales Handlungsfeld von Industrie 4.0 und stellt die Grundlage für alle weitergehenden Aktivitäten dar.