Refine
Document Type
- Article (1)
- Book (1)
- Conference Proceeding (7)
- Contribution to a Periodical (9)
- doctorallecture (1)
- Doctoral Thesis (1)
- Lecture (4)
- Internet Paper (1)
- Preprint (1)
Is part of the Bibliography
- no (26)
Keywords
- 3GPP (1)
- 5G (7)
- 5G mobile communication (2)
- 5G-Mobilfunk (1)
- 5Gang (1)
- Aachener Informationsmanagement-Tagung (2)
- Agile Entwicklung (1)
- Artificial Intelligence (1)
- Auftragsverarbeitung (1)
- Auftragsverfolgung (1)
Institute
The digitalization of manufacturing processes is expected to lead to a growing interconnection of production sites, as well as machines, tools and work pieces. In the course of this development, new use-cases arise which have challenging requirements from a communication technology point of view. In this paper we propose a communication network architecture for Industry 4.0 applications, which combines new 5G and non-cellular wireless network technologies with existing (wired) fieldbus technologies on the shop floor. This architecture includes the possibility to use private and public mobile networks together with local networking technologies to achieve a flexible setup that addresses many different industrial use cases. It is embedded into the Industrial Internet Reference Architecture and the RAMI4.0 reference architecture. The paper shows how the advancements introduced around the new 5G mobile technology can fulfill a wide range of industry requirements and thus enable new Industry 4.0 applications. Since 5G standardization is still ongoing, the proposed architecture is in a first step mainly focusing on new advanced features in the core network, but will be developed further later.
Smartification and digital refinement of products to enable the design of smart ones is a pivotal challenge in the manufacturing industry. Companies fail to design smart products due to missing knowledge of digital technologies and their integral part in product development processes. This paper presents a methodology that enables the derivation of digital functions for smart products through selected cases in manufacturing usage. We develop a morphology that consists of digital functions for smartification. In this context, we explained and derived characteristics by a set of examples regarding smart products in the manufacturing industry. Our methodology reduces the time spent initiating a development project with the focus on smartification.
Die aufkommende Digitalisierung und Vernetzung von Produktionsprozessen erfordern eine verstärkte Verzahnung von produzierenden Unternehmen, Lieferanten und Kunden. Durch den vermehrten Einsatz intelligenter Sensorik und hochauflösender Datenerfassung über mehrere Standorte hinweg eröffnen sich neue Möglichkeiten zur Effizienz- und Effektivitätssteigerung. Die gerade in der Entwicklung befindliche 5G-Kommunikationstechnologie stellt eine Übertragungstechnologie zur Ermöglichung dieser neuen Produktionsszenarien in der Industrie dar. Derzeit mangelt es jedoch an wirtschaftlich validierten Anwendungsfällen für den Mobilfunk. Ziel des Projekts 5Gang ist daher die Konzeption und Erprobung des Einsatzes von 5G in der Industrie.
The technical development of the 5G mobile communication technology has been successfully completed. Now, vendor companies struggle with the analysis of industrial application and sales strategies as well as the development of business cases for their customers. Since this challenge is faced by many technology providers with innovative technologies in the “trough of disillusionment”, FIR’s information technology management has developed a methodology to bridge the gap, based on the example of 5G. This paper presents a methodology for identifying applications and defining business cases to select the most profitable ones. We also validate the methodology in the 5Gang research project.
This paper addresses the challenge of a systematic requirement-oriented configuration and selection of cyber physical systems (CPS) for SMEs. As the key technologies of realizing the digitalization and interconnection of production processes, manufacturing companies have realized the potential benefits brought by CPS. However, due to the
complexity and fast development of CPS technology, it is difficult for SMEs, which lack expertise and financial resources, to select the appropriate CPS technologies meeting both functional and financial requirements. To overcome the issue, an online matching platform is developed to let SMEs express their needs and assist them onceptualize
the individual CPS. This paper presents the matching methodology of the matching platform, which can not only match technical characteristics but also evaluate economic potentials. Then, it was demonstrated by a tracking and tracing use case in the end-of-line assembly of a small-sized German electric automobile manufacturer.
This paper addresses the challenge of modelling individual cyber-physical systems (CPS) for small and medium-sized enterprises (SMEs) in manufacturing industries. CPS are key technology building blocks for the implementation of Industrie 4.0. Especially for SMEs the increase of production efficiency and reduction of manufacturing costs through CPS offer potential to maintain their competitiveness and innovation capacity. Although SMEs perceive the potential of CPS, they often lack financial and human resources to acquire the necessary CPS-competencies as well as an overview of all the currently available technological solutions. To overcome this issue a matching platform will offer SMEs support in finding suitable CPS-components by letting them express their functional and technical requirements. The matching logic is based on a set of morphologies that encompasses the functional and requirement spectrum of CPS-components. The matching algorithm analyses the input for congruence of requirements and available technologies and suggests suitable technology combinations. This paper describes the methodology of the matching platform, and introduces the research work to define and to develop the technology morphologies. The presented results facilitate the selection and configuration of CPS for SMEs.
Diese DIN SPEC wurde im Zuge des PAS-Verfahrens durch einen Workshop (temporäres Gremium) erarbeitet. Die Erarbeitung und Verabschiedung dieser DIN SPEC erfolgte durch die im Vorwort genannten Verfasser. Die DIN SPEC legt Anforderung fest für ein Schnittstellen- und Kommunikationskonzept zur Verwendung von aggregierten Produktionsinformationen zwischen Sensorsystemen auf der Shopfloor- und Maschinenebene und den übergeordneten betrieblichen Informationssystemen.
In diesem Paper wird eine Architektur für Kommunikationsnetze für industrielle Anwendungen vorgestellt, die neue 5G-Technologien mit vorhandener Kommunikationstechnik auf der Feldbusebene kombiniert. Diese Architektur verbindet private und öffentliche Mobilfunknetze mit lokalen Funktechnologien, um einen flexiblen Aufbau zu ermöglichen, der in der Lage ist, viele industrielle Anwendungsfälle zu unterstützen. Es wird gezeigt, wie die Errungenschaften, die mit der neuen 5G-Technologie eingeführt werden, einen großen Bereich der industriellen Anforderungen erfüllen können. Weiterhin werden relevante Anwendungsfälle beschrieben und eine Gesamtsystemarchitektur vorgeschlagen, welche nicht nur die technischen, sondern auch die funktionalen Anforderungen, welche von den spezifischen Anwendungen heutiger und zukünftiger Herstellungsprozesse gestellt werden, erfüllen kann.
In diesem Buch wird die Technologieauswahl zur Gestaltung eines cyber-physischen Systems (CPS) für die Auftragsverfolgung bei produzierenden Unternehmen erläutert. Dazu werden funktionale Anforderungen an das CPS aufgeführt, relevante Informations- und Kommunikationstechnologien gescoutet und den Anforderungen an das CPS gegenübergestellt. Mithilfe des anschließenden Gestaltungsleitfadens kann effizient ein System zur Umsetzung des „digitalen Schattens“ in der Produktion spezifiziert werden.
Projekt 5Gang: 5G "geTRIZt"
(2019)
Inzwischen sind die technischen Entwicklungen für den neuen Mobilfunkstandard 5G abgeschlossen und es stellt sich zunehmend die Frage: Was bringt 5G wirklich für die Industrie und welche Potenziale können tatsächlich gehoben werden? Diesen Fragen geht man am FIR im Forschungsprojekt '5Gang' auf den Grund und analysiert Usecases, die verdeutlichen, wie 5G die Vernetzung der Wirtschaft unterstützt. Von zentraler Bedeutung ist hierbei die Entwicklung von Showcases, also Demonstratoren, die als Leuchtturmprojekte die vorhergesagten Potenziale wie die Realisierung von ultrakritischen Kommunikationswegen, die Einhaltung geringster Latenzen oder die einwandfreie Übertragung großer Datenmengen wirtschaftlich unter Beweis stellen.Zur Entwicklung dieser Demonstratoren greift das Expertenteam im Forschungsprojekt auf die Methodik des „erfinderischen Problemlösens“ zurück (TRIZ).
Cyberphysische Systeme von kleinen und mittleren Unternehmen für kleine und mittlere Unternehmen
(2018)
Das Internet der Dinge (Internet of things, IoT) benötigt eine passende technische Infrastruktur, bestehend aus Informations- und Kommunikationstechnologien, welche die digitale Abbildung von physikalischen Prozessen ermöglicht. Die Realisierung erfolgt durch sogenannte cyberphysische Systeme (CPS), die als eine Kombination von Technologien die Vernetzung der digitalen und physischen Welt umsetzen. Die Auswahl der Technologien erfolgt im Rahmen unseres Projekts cyberKMU² über eine Webplattform. Die Besonderheit dieser Plattform ist die Bereitstellung einer Übersicht aller relevanten Technologien auf einen Blick, die zur technologischen Umsetzung des Internets der Dinge im Kontext industrieller Anwendungsfälle benötigt werden. Die Technologien werden gemäß typischen Anforderungen in der Übersicht bewertet und beschleunigen den Entscheidungsprozess bei der Einführung von CPS.
General classification of mobile communication technologies like 5G for the production and logistic
(2018)
5G as a new technology promises many potentials that come to bear in different use cases according to the technical, promised improvements of loads, bandwidth and network subscribers. The presentation presents a classification of applications for the area of production and logistics in comparison to the technical requirements.
Nowadays, the market for information and communication technologies used for IOT-applications grows daily. Since companies need technologies to transform their business processes corresponding to the digital revolution, they need to know which technologies are available, and fit the best for their use case. Their inertial issue is the lacking overview of technologies suitable to connect their production or logistics. Hence, this paper presents a methodology to select technologies (and combinations) based on their functions. It differentiates between information and communication technologies, digital technologies and connecting technologies by the physical function and its role in a cyber-physical system. Depending on the use case, the applicability of every technology varies. Due to that reason, the paper illustrates a ranked qualification of the technologies for typical use cases, focussing tracking and tracing issues in the intralogistics of producing companies. The evaluation is performed upon a literature research, a market study to identify suitable technologies, and various expert interviews to assess the applicability of the technologies.
Factory automation and production are currently
undergoing massive changes, and 5G is considered being a key
enabler. In this paper, we state uses cases for using 5G in the
factory of the future, which are motivated by actual needs of the
industry partners of the “5Gang” consortium. Based on these use
cases and the ones by 3GPP, a 5G system architecture for the
factory of the future is proposed. It is set in relation to existing
architectural frameworks.
Nowadays, cyber physical systems support the improvement of efficiency in intralogistics by controlling and manipulating the production and logistic environment autonomously. Due to the complexity of the individual production processes, designing suitable cyber-physical systems based on their existing production environment is a challenge for companies.
This paper presents a new methodology on how to design cyber-physical systems conceptually to suit an individual production environment. Compared to existing design approaches, this methodology matches immediately the required functions to existing information and communication technology’s components insisting on the neutral assimilation of requirements.
Therefore, the requirement specification asks for needed functions in relating to offered functions of information and communication technology (ICT) components. The paper focusses the use case of implementing a cutting-edge mobile network technology into an existing tracking and tracing process.
"Digitale Transformation" und "Industrie 4.0" sind nur zwei Beispiele für gängige Termini, die sich mittlerweile in irgendeiner Form in den meisten Unternehmensstrategien wiederfinden. Und doch fehlt es häufig an der nötigen Vorstellungskraft, wie diese Themen im eigenen Unternehmen zukünftig auch umgesetzt werden können.
Die am 15. und 16. November 2017 im Cluster Smart Logistik auf dem RWTH Aachen Campus stattgefundene Aachener Informationsmanagement-Tagung hatte zum Ziel, genau an diesen Stellen Licht ins Dunkel zu bringen. Im Fokus stand dabei die Frage, wie das Informationsmanagement, also die Aufgabe, die Ressource "Information" bestmöglich zu nutzen, bei der Entwicklung neuer Geschäftsmodelle, die ein wesentliches Merkmal der digitalen Transformation von Unternehmen darstellen, eingesetzt werden kann.
Chatbot statt Berater?
(2018)
Im Silicon Valley wird deutlich, dass sich etablierte Technologien und Berufsbilder durch Kollaborationsplattformen ersetzen lassen. Können so selbst Beratungen für Industrie-4.0-Systeme effizienter und effektiver ausfallen? Wie solche Plattformlösungen aussehen können, zeigt der CPS-Matchmaker, der gerade in Aachen entwickelt wird.
Cyberphysische Systeme von kleinen und mittleren Unternehmen für kleine und mittlere Unternehmen
(2017)
Bisherige Ergebnisse der Plattformentwicklung beziehen sich auf die Referenzanwendungsfälle der Konsortialpartner des zugrundeliegenden Forschungsprojekts. Um mit dem CPS-Matchmaker eine mögl ichst große Anzahl von Anwendungsfällen und Technologien akkurat abzubilden, gilt es im nächsten Schritt, die Zuordnungen von Technologiemerkmalen zu den Anforderungen vollständig zu realisieren sowie den Fragenkatalog unter Hinzunahme weiterer Anwendungsfälle auszubauen. Des Weiteren sollen neben technischen Merkmalen ebenfalls wirtschaftliche Fragestellungen, wie beispielsweise das vom Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen entwickelte Return-on-
Investment-Modell zur Betrachtung der Wirtschaftlichkeit des Technologieeinsatzes, in die Bewertung der Matchingqualität einer Technologie zu einem Anwendungsfall einbezogen werden.
Ein erster Demonstrator wurde dieses Jahr auf der 8. Aachener Informationsmanagement-Tagung im November 2017 vorgestellt. Dieser veranschaulicht das Funktionsprinzip der Plattform. Die Fertigstellung der Plattform soll zum Projektende Mitte 2019 erfolgen.
Die digitale Vernetzung ist auf dem Vormarsch, dennoch wissen die meisten Unternehmen nicht, wie sie die Vision "Industrie 4.0" für sich nutzbar machen sollen. Daher fokussierte die 7. Aachener Informationsmanagement-Tagung, die am 8. und 9. November 2016 am Cluster Smart Logistik stattfand, das Thema: "Get ready for Connected Industries!". Methodisch fundiert auf dem Industrie-4.0-MaturityIndex der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften (acatech), der der Veranstaltung als Rahmen diente, wurden nationale Leuchtturmprojekte gemäß ihrem Reifegrad vorgestellt und wiesen den Weg zur Vernetzung der Industrie.
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 Forschungsprojekt cyberKMU² am FIR widmet sich der plattformgestützten, anforderungsgerechten Auswahl von cyberphysischen Systemen. Dazu wird eine Matching-Logik entwickelt, die gemäß den vorliegenden Anforderungen an die Funktionalität eines CPS ein geeignetes cyberphysisches System vorschlägt. Gleichzeitig stellt die Plattform mit dem Return-on-CPS Informationen über den wirtschaftlichen Nutzen und eine Gegenüberstellung der erwarteten Kosten der jeweiligen Lösung bereit. Die Projektergebnisse werden in Form von physischen Demonstratoren bei den Anwendungspartnern und als öffentlich verfügbare Matching-Plattform validiert.