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The development of renewable energies and smart mobility has profoundly impacted the future of the distribution grid. An increasing bidirectional energy flow stresses the assets of the distribution grid, especially medium voltage switchgear. This calls for improved maintenance strategies to prevent critical failures. Predictive maintenance, a maintenance strategy relying on current condition data of assets, serves as a guideline. Novel sensors covering thermal, mechanical, and partial discharge aspects of switchgear, enable continuous condition monitoring of some of the most critical assets of the distribution grid. Combined with machine learning algorithms, the demands put on the distribution grid by the energy and mobility revolutions can be handled. In this paper, we review the current state-of-the-art of all aspects of condition monitoring for medium voltage switchgear. Furthermore, we present an approach to develop a predictive maintenance system based on novel sensors and machine learning. We show how the existing medium voltage grid infrastructure can adapt these new needs on an economic scale.
Die Umsetzung von Industrie 4.0, also der umfassenden Digitalisierung und Vernetzung der Produktion, stellt Unternehmen noch immer vor Herausforderungen. In dieser Marktstudie wurde eine bei produzierenden Unternehmen identifizierte Hürde, die IT-Komplexität und deren Management, stärker beleuchtet. Unternehmen, die sich besser aufgestellt sehen, legen in der Regel einen stärkeren Fokus auf verschiedene Aktivitäten.
Keine moderne Produktion kommt heutzutage ohne IT-Anwendungen aus. Besonders im Zuge von Industrie 4.0 kommt es zu einer signifikanten Verschmelzung von Informations- und Produktionstechnik. Der Umfang von IT-Anwendungen in Unternehmen steigt dabei permanent an und führt zu einer höheren IT-Komplexität. Für die erfolgreiche Umsetzung von Industrie 4.0 ist ein gezieltes IT-Komplexitätsmanagement notwendig. Hierbei stellen sich einige Fragen: Welche Treiber der IT-Komplexität müssen besonders betrachtet werden? Welchen Einfluss haben diese Treiber auf die Hürden von Industrie 4.0? Und viel wichtiger, mit welchen Managementaktivitäten können diese Treiber beherrscht werden, damit die steigende IT-Komplexität die Einführung von Industrie 4.0 nicht verhindert, sondern unterstützt bzw. ermöglicht? Im Rahmen einer vom FIR durchgeführten Studie wurden die zentralen Fragestellungen systematisch untersucht und ausgewertet. Die Ergebnisse sind vor allem für IT-Verantwortliche interessant, die einen vertiefenden Überblick über die relevanten IT-Komplexitätstreiber sowie Managementaktivitäten gewinnen möchten. Der Text bietet einen ersten Einblick.
Die vernetzte Digitalisierung als Befähiger für Intelligente Produkte und datenbasierte Geschäftsmodelle stellt Unternehmen vor zahlreiche und vielfältige Herausforderungen auf dem Weg durch die digitale Transformation. Zur Unterstützung dieser Unternehmen wurden in den vergangenen Jahren diverse Referenzarchitekturmodelle entwickelt. Eine detaillierte Analyse derselben und insbesondere ihrer Nutzung durch Unternehmen zeigte schnell, dass aktuell bestehende Referenzmodelle große Schwächen in der Praxistauglichkeit aufweisen. Mit dem Aachener Digital-Architecture-Management (ADAM) wurde ein Framework entwickelt, das gezielt die Schwächen bestehender Referenzarchitekturen adressiert und ihre Stärken gezielt aufnimmt. Als holistisches Modell, speziell für die Anwendung durch Unternehmen entwickelt, strukturiert ADAM die digitale Transformation von Unternehmen in den Bereichen der digitalen Infrastruktur und der Geschäftsentwicklung ausgehend von den Kundenanforderungen. Systematisch werden Unternehmen dazu befähigt, die Gestaltung der Digitalarchitektur unter Berücksichtigung von Gestaltungsfeldern voranzutreiben. Die Beschreibung der Gestaltungsfelder bietet einen detaillierten Einblick in die wesentlichen Aufgaben auf dem Weg zu einem digital vernetzten Unternehmen. Dabei stellt das Modell nicht nur eine Strukturierungshilfe dar, sondern beinhaltet mit den Gestaltungsfeldern einen Baukasten, um das Vorgehen in der digitalen Transformation zu konfigurieren. Das Vorgehen differenziert zwischen der Entwicklung der Digitalisierungsstrategie und der Umsetzung der Digitalarchitektur. Drei unterschiedliche Case-Studys zeigen zudem auf, wie ADAM in der Industrie konkret genutzt, welche Strukturierungshilfe es leisten und wie die digitale Transformation konfiguriert werden kann. Durch die Breite und Tiefe von ADAM werden Unternehmen befähigt, den Weg der digitalen Transformation systematisch und strukturiert zu bestreiten, ohne die wertschöpfenden Bestandteile der Digitalisierung außer Acht zu lassen. Dies qualifiziert ADAM zu einem nachhaltigkeitsorientierten Framework, da es die wirtschaftliche Skalierung, die bedarfsgerechte Anpassung und die zukunftsgerichtete Robustheit von Lösungsbausteinen in den Fokus der digitalen Transformation rückt.
Die ersten Fahrzeuge sind übergeben, viele weitere sollen es demnächst werden. Besucher, die das Werk 1 der e.GO Mobile AG (kurz e.Go) auf dem ehemaligen Philips-Gelände in Aachen-Rothe Erde betreten, sehen zunächst eines: e.GO-Life-Fahrzeuge, die nur darauf warten, das Werk zu verlassen und das Straßenbild um ein weiteres Fahrzeugmodell zu ergänzen. Danach fällt der Blick auf die Montagelinie. Besuchern, die bereits Montagen anderer Automobilhersteller kennengelernt haben, fällt sofort auf, dass in dieser Fabrik etwas anders ist: Anstelle von Förderbändern und Hängebahnen bewegen sich die Fahrzeuge in der Montagelinie auf sogenannten „Fahrerlosen Transportsyste- men“ (kurz „FTS“) durch die verschiedenen Stationen.1 Vernetzt werden die FTS, wie auch andere Geräte, deren Daten erfasst werden sollen, über 5G. Im Juni 2019 stellte e.GO zusammen mit seinen Partnern Vodafone und Ericsson die erste auf Basis von 5G vernetzte Automobilproduktion in Deutschland vor.2 Mitarbeiter des FIR an der RWTH Aachen waren dabei intensiv an den Vorbereitungen, Planungen und der Umsetzung beteiligt. Durch 5G sollen eine komplette Vernetzung und die Industrie-4.0- Referenzfabrik entlang des Internet of Pro- duction (im Folgenden „IoP“ genannt, s. Bild 1, S. 15) realisiert werden. Damit soll es möglich sein, ein Produkt wie den e.GO Life in einem Hochlohn- land wie Deutschland zu fertigen und zu einem konkurrenzlosen Preis in dieser Fahrzeugklasse anbieten zu können. Als Partner der ersten Stunde war und ist das FIR in den vielfältigsten Aufgaben- bereichen bei e.GO involviert. Als Experten für Digitalisierung und Industrie 4.0 haben die Mitarbeiter des FIR entlang der drei Zyklen des IoP und an dem Infrastrukturaufbau sowie an der Umsetzung der Industrie-4.0-Referenzfabrik maßgeblich mitgewirkt.
Kern des Forschungsprojekts UrbanMove ist die Hypothese, dass sich in naher Zukunft Großstädte für eine emissionsärmere Zukunft mit innovativen Mobilitätsdienstleistungen neu aufstellen müssen. Bisherige Ansätze reichen nicht aus, um den Ansprüchen an Emissionsreduktion und Mobilitätserfordernissen gleichzeitig und zu vertretbaren Kosten zu entsprechen. Die Erreichung dieser Kombination ist eine bislang ungelöste Herausforderung und damit gegenwärtig ein
Missstand, dem mit neuen Ansätzen begegnet werden muss. Ziel dieses Projekts ist folgerichtig die Konzeptionierung und Pilotierung einer neuartigen, intelligenten innerstädtischen Mobilitätslösung. Ein Zusammenschluss aus innovativen KMU der strukturschwachen Städteregion Aachen soll dies umsetzen. Das angestrebte Entwicklungsergebnis ist eine integrative kundenzentrierte Dienstleistungsplattform für autonom fahrende Elektro-Shuttle, sogenannte „Peoplemover“. Die Durchführung des Projekts geschieht gemeinsam mit den lokalen KMU e.GO, fleetbutler und Dialego sowie in Zusammenarbeit mit der Stadt Aachen. Das diesem Bericht zugrundeliegende Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie unter dem Förderkennzeichen 01ME17003C gefördert.
For most industries, Artificial Intelligence (AI) holds substantial potentials. In the last decades, the extent of data created worldwide is exponentially increasing, and this trend is likely to continue. However, despite the prospects, many companies are not yet using AI at all or not generating added value. Often, an AI project does not exceed its pilot phase and is not scaled up. The problems to create value from AI applications in companies are manifold, especially since AI itself is diverse and there is no ‘one size fits all’ approach. One often stated obstacle, why many AI projects fail, is a missing AI strategy. This leads to isolated solutions, which do not consider synergies, scalability and seldom result in added value for the company. To create a company-specific AI strategy with a top-down approach, a generic but holistic framework is needed. This paper proposes a strategic AI procedure model that enables companies to define a specific AI strategy for successfully implementing AI solutions. In addition, we demonstrate in this paper how we apply the introduced strategic AI procedure model on an AI-based flexible monitoring and regulation system for power distribution grid operators in the context of an ongoing research project.
Kern des Forschungsprojekts 'UrbanMove' ist die Hypothese, dass sich in naher Zukunft Großstädte für eine emissionsärmere Zukunft mit innovativen Mobilitätsdienstleistungen neu aufstellen müssen. Bisherige Ansätze reichen nicht aus, um den allgemeinen Ansprüchen an Emissionsfreiheit und den Kundenansprüchen an Mobilität zu vertretbaren Kosten zu entsprechen. Die Erreichung dieser Kombination ist eine bislang ungelöste Herausforderung und damit gegenwärtig ein Missstand, dem mit neuen Ansätzen begegnet werden muss. Ziel dieses Forschungsprojekts ist daher die Konzeptionierung und Pilotierung einer neuartigen, intelligenten, innerstädtischen Mobilitätslösung auf Basis einer integrativen kundenzentrierten Dienstleistungsplattform für autonom fahrende Elektro-Shuttle – sogenannte „PeopleMover“. Mit einer Kollaboration des FIR mit den innovativen KMU e.GO, MOQO und Dialego sowie der Stadt Aachen soll dies umgesetzt werden. Das diesem Bericht zugrundeliegende Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie unter dem Förderkennzeichen 01ME17003C gefördert.