62 Ingenieurwissenschaften
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In dem Vortrag "New Industrial Work – Gestaltung neuer Arbeits-und Lernwelten" bei dem Global Production Management Center des WZL/RWTH Aachen wurde die Veränderung der Arbeitswelt insbesondere auch vor dem Hintergrund der Corona-Pandemie thematisiert. In einer lebhaften Diskussion wurden mit den Teilnehmern von Unternehmen wie Miele etc. die Handlungsfelder des MTO-Dreiecks (Mensch, Technik und Organisation) analysiert und Handlungsbedarfe abgeleitet (Online-Veranstaltung).
Informationssicherheit gewinnt in produzierenden Unternehmen in Zeiten von Industrie 4.0 stetig an Bedeutung. Mit der steigenden Vernetzung nehmen nicht nur die zur Verfügung stehenden Daten, sondern auch die Anzahl potenzieller Schwachstellen für Cyberangriffe zu. Gleichzeitig gewinnen die erhobenen Daten an Bedeutung und Wert, nicht nur für die Unternehmen selbst, sondern auch für ihre Konkurrenten und andere Akteure. Entsprechend steigt die Zahl der Cyberangriffen auf produzierende Untemehmen. Besonders für kleine und mittelständische Unternehmen ist es dabei aufgrund ihrer begrenzten finanziellen und personellen Kapazitäten schwierig eigene Expertise im Bereich der Införmationssicherheit aufzubauen.
Ziel der Arbeit ist es daher Unternehmen die Integration von Informationssicherheit bei der Umsetzung von Industrie 4.0 zu vereinfachen. Dazusollen zunächst relevante Industrie 4.0 Anwendungsfalle mit Hilfe von Anwendungsfalldiagrammen beschrieben und visualisiert werden. Darauf aufbauend wird durch Identifikation der charakteristischen Merkmale und deren möglichen Ausprägungen eine Methodik zur allgemeinen Beschreibung der Use Cases abgeleitet, tm Anschluss werden für produzierende Unternehmen relevante Schwachstellen der Information beschrieben. Diese werden dann in Zusammenhang mit den in der Methpdik beschriebenen Merkmatsausprägungen gebracht. Dadurch sind mögliche Schwachstellen bei der Umsetzung von Industrie 4.0schnelter ersichtlich und die Integration von Informationssicherheit einfacher und effizienter möglich.
Somit leistet diese Arbeit einen Beitrag zur Verbesserung von Informationssicherheit in produzierenden Unternehmen. Durch die mit den Merkmalsausprägungen in Beziehung gebrachten Schwachstellen werden diese schnell ersichtlich. Außerdem ist die Methodik aufgrund ihrer Allgemeingültigkeit nicht nur auf die in der Arbeit beschriebene Anwendungsfälle begrenzt. Damit lässt sich die Anzahl potenzieller Gefährdungsstellen reduzieren, wodurch die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen erhalten bleibt.
Rund ein Jahr haben DIN und DKE in einem gemeinsamen Projekt mit dem Bundesministerium für Wirtschaft und Energie und zusammen mit ca. 300 Fachleuten aus Wirtschaft, Wissenschaft, öffentlicher Hand und Zivilgesellschaft an der Normungsroadmap Künstliche Intelligenz gearbeitet. Eine hochrangige Steuerungsgruppe unter dem Vorsitz von Prof. Wolfgang Wahlster hat die Erarbeitung koordiniert und begleitet.
Ziel der Roadmap ist die frühzeitige Entwicklung eines Handlungsrahmens für die Normung und Standardisierung, der die internationale Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft unterstützt und europäische Wertmaßstäbe auf die internationale Ebene hebt. Mit der Normungsroadmap KI wird eine wesentliche Maßnahme der KI-Strategie der Bundesregierung umgesetzt, in der eines von zwölf Handlungsfeldern sich explizit dem Thema "Standards setzen" widmet.
Projekt iP4MoVE: Intelligente Plattform für E-Mobiltät und Vernetzung von Energieinformationen
(2020)
Mit dem Forschungsvorhaben iP4MoVE wird das Ziel verfolgt, eine Intelligente Plattform zur optimalen Kopplung der Sektoren Mobilität und Energie für eine smarte Mobilität zu konzeptionieren und zu entwickeln. Auf Basis dieser Entwicklung einer datenbasierten Plattform und einer kontextbasierten Applikation besteht das Kernelement aus der Vermittlung zwischen Energieangebot und -nachfrage (Energieinformationen) sowie der Realisierung eines echtzeitfähigen Austauschs zwischen Elektrofahrzeug und Quartier bzw. Ladestationen innerhalb und außerhalb des Quartiers. Mithilfe dieser Plattform und Applikation soll künftig der optimale Elektrifizierungsgrad (Lastverkehr) ermittelt werden. Hierbei wird der ressourcenoptimale Einsatz von Transporten und Logistikketten berücksichtigt. Auf diese Weise werden die Ergebnisse des Forschungsvorhabens einen Beitrag zur ökologischen und ökonomischen Gestaltung der Elektromobilität, insbesondere von Lastverkehren, und der nachhaltigen Quartiersbildung sowie zur Reduktion der Treibhausgasemissionen durch Integration regenerativer Energiequellen und Speichertechnologien leisten. Die prototypische Umsetzung im Projekt soll exemplarisch synergetische Potenziale, insbesondere am Standort NRW, aufzeigen und einen Baustein für eine smarte Mobilität (Mobilität 4.0) bilden. Das Vorhaben wird im Rahmen des Leitmarktwettbewerbs Mobilität & Logistik.NRW durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE.NRW) und die Landesregierung Nordrhein-Westfalen unter der Fördersumme EFRE-0801707 gefördert.
Im Rahmen der Arbeit wird ein Framework für Datenqualität (DQ) für Artikelstammdaten für ein Elektromobilitätsunternehmen entwickelt und für das Quellsystem der Entwicklung (PLM) implementiert. Zunächst werden dazu Anforderungen an die Datenqualität durch Experteninterviews erhoben und in Geschäftsregeln zur Bestimmung der Datenqualität überführt. Die Geschäftsregeln werden dabei in Abhängigkeit des Lebenszyklusstatus (Entwicklungsstatus) der Artikel definiert. Durch einen Abgleich mit gängigen Datenqualitätsframeworks werden die Geschäftsregeln Datenqualitätsdimensionen zugeordnet und dadurch ein individualisiertes Framework für Datenqualität in Abhängigkeit des Lebenszyklusstatus der Artikelstammdaten entwickelt.
Anschließend werden Dashboards zur Visualisierung der Datenqualitätsergebnisse und Ableitung von Maßnahmen zur Verbesserung der Datenqualität mittels Tableau entwickelt und implementiert, mit Hilfe dessen das entwickelte Datenqualitätsframework validiert wird.
eingesetzte Methoden:
Literaturrecherche, Experteninterviews, Modellbildung
Ergebnisse:
Lebenszyklusstatus-basiertes Datenqualitäts-Framework für Artikelstammdaten
initiale Datenqualitätsmessung und Darstellung der Ergebnisse mittels Datenqualitäts-Dashboards
Es ist davon auszugehen, dass einfache, repetitive Tätigkeiten in absehbarer Zeit in zunehmendem Maße automatisiert werden. Daher wird für Beschäftigte, die maßgeblich mit diesen Tätigkeiten betraut sind, Qualifizierung zu einem zentralen Faktor. Darüber hinaus wird es für einen großen Teil der Höherqualifizierten zu einer deutlichen Verschiebung der Qualifikationsanforderungen sowie zu einer zunehmenden Informatisierung der Arbeit kommen. Der Buchbeitrag von Volker Stich, Gerhard Gudergan und Roman Senderek verdeutlicht, dass angesichts dieser Herausforderungen für die Unternehmen, das arbeitsnahe Lernen eine Möglichkeit darstellt, Menschen und Unternehmen für den aktuellen industriellen Wandel zu befähigen. Hierbei sind nach Ansicht der Autoren jedoch zunächst Arbeits- und Produktionssysteme zu schaffen, die lernförderlich geplant und gestaltet sind. Um dies zu ermöglichen, bedarf es einer Kategorisierung der verfügbaren arbeitsorientierten Lernformen und insbesondere neuer technologiegestützter Lernformen. Darüber hinaus sind die Rahmenbedingungen und Voraussetzungen von Unternehmen zu prüfen und im Hinblick auf die Anwendung der verschiedenen Lernformen zu bewerten. Eine Systematik hierfür und die Erfahrungen bei der Implementierung von arbeitsorientierten Lernformen bei vier Unternehmenspartnern schließen diesen Beitrag ab.
In diesem Whitepaper stellen wir Ihnen die Technologie Process-Mining vor und zeigen auf, welche enormen Potenziale in ihrer Anwendung liegen. Auch mit einer neuen Technologie ist jedoch ohne kompetente Anwendung
kein Erfolg erzielbar. Unser vorliegendes Whitepaper soll Ihnen dazu verhelfen, zu erkennen, welche Hürden Sie überwinden müssen, um das Potenzial von Process-Mining für sich zu heben, und wie wir vom FIR an der RWTH Aachen Ihnen bei der Umsetzung helfen können.
Die Schwerpunktstudie untersucht, inwieweit die Potenziale von digitalen Technologien zur Steigerung der Energieeffizienz in der deutschen Wirtschaft bereits ausgeschöpft und die möglichen negativen Effekte schon heute durch gezielte Maßnahmen eingedämmt werden.
Die Teilstudien der vorliegenden Schwerpunktstudie geben aufschlussreiche Einsichten zum aktuellen Stand der Forschung und zum Einsatz digitaler Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz der Unternehmen in der Informationswirtschaft und im Verarbeitenden Gewerbe.
Sowohl in der Forschung als auch in der Praxis zeigt sich, dass die Datenverfügbarkeit und -verarbeitung eine zentrale Hürde darstellt, um die Potenziale digitaler Technologien im Energiebereich realisieren zu können. Somit ist die Verbesserung der Erfassung, Integration, Verarbeitung und des Schutzes von Energiedaten ein zentrales Handlungsfeld und elementare Voraussetzung für die erfolgreiche Planung potenzieller Maßnahmen und deren Evaluierung im Laufe der Umsetzung, sowohl für die Politik als auch Unternehmen.
Wie gesetzliche Zielvorgaben zudem Anreize für Unternehmen setzen, neue Lösungsansätze zu finden und künftig vermehrt in energieeffizienzsteigernde Maßnahmen zu investieren, lesen Sie in der Studie.
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 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 design, planning and control of complex integrated solutions are seen as a key capability of the competitiveness of companies in the future. The integration of complex value systems will be the leading paradigm for future design and key element of learning and innovation processes in the dynamically changing manufacturing and service industries. To meet with this challenges entirely new perspectives and ways of researching and the integrated designing of complex, highly interdependent value delivery systems will be required. Currently dominating single perspective and static frameworks and research methods fall short in this perspective.
Transparenz in Supply-Chains gewinnt durch viele Treiber an Bedeutung. So haben nachhaltiges Wirtschaften sowie ein verantwortungsvoller Umgang mit Ressourcen und Umwelt in der deutschen Gesellschaft einen hohen Stellenwert erlangt. Durch Transparenz und damit eine bessere Produktrückverfolgung wird sichergestellt, dass Nachhaltigkeitsziele unternehmensübergreifend erreicht werden. Des Weiteren benötigen komplexe Wertschöpfungsnetzwerke Transparenz für deren Beherrschbarkeit. Das frühe Teilen von Informationen, wie z. B. hinsichtlich Lieferengpässen, ermöglicht eine höhere Planungssicherheit im gesamten Netzwerk. Um dieses frühe Teilen von Informationen umzusetzen, bedarf es einer unternehmensübergreifenden, informationstechnischen Architektur. Die Blockchain als verteilte Datenbank mit außerordentlicher Datensicherheit, Verfügbarkeit von Informationen in Echtzeit und hoher Verlässlichkeit bietet die technologische Grundlage, die Transparenz in den Lieferketten bis hin zum Endkunden zu erhöhen.
Für dieses Ziel wird im Forschungsprojekt ABChain eine Referenzarchitektur mit notwendigen Schnittstellen definiert, welche die Anforderungen durch die Anwender berücksichtigt und die zu teilenden Informationen beschreibt. Das im Juli gestartete IGF-Vorhaben 21256 N der Forschungsvereinigung FIR e. V. an der RWTH Aachen wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert und läuft noch bis Juni 2022.
Blockchain ist eines der großen Trendwörter der Digitalindustrie. Die damit verbundene Technologie sorgt bereits seit geraumer Zeit für Gesprächsstoff und ist wohl eine der in den vergangenen Jahren am meisten diskutierte digitale Innovation. Außerhalb der Fachkreise von Informatikern, Mathematikern oder Ökonomen ist der Begriff für viele eng mit der Kryptowährung Bitcoin verknüpft. Dabei ist das weltweit verwendbare, dezentrale und digitale Zahlungssystem nur ein Anwendungsfeld für die Blockchain.
Heutige Implementierungsprojekte sind davon geprägt, dass nach dem Go-Live keine Prozesse zur Verfügung stehen, die es ermöglichen, dass neue Anforderungen effizient und kostengünstig umgesetzt werden. Dies resultiert in einem sinkenden Nutzen für die Anwender. Erst, wenn das eingesetzte System durch zahlreiche Workarounds und selbst entwickelte Anwendungen nicht mehr handhabbar ist, werden kostenintensive Anpassungs- und Neueinführungsprojekte angestoßen. Ein Ausweg hieraus kann ein konsequent umgeetztes, kontinuierliches und kurzzyklisches Anforderungsmanagement sein, dass Prozesse und eingesetzte IT-Lösungen deckungsgleich hält.
In der vorliegenden Dissertationsschrift wird ein Referenzmodell für den Digitalen Schatten in der Auftragsabwicklung in der Einzel- und Kleinserienfertigung entwickelt. Hierzu wird ein Datenmodell für den Digitalen Schatten hergeleitet, welches eine durchgängige echtzeitfähige Abbildung von Fertigungsaufträgen in der Auftragsabwicklung sicherstellt. Insbesondere die ortungsbasierte Datenerfassung auf Basis der Geoposition stellt eine Innovation im Vergleich zu bisherigen Ansätzen dar. Weiterhin wird ein Prozess zur Sicherstellung der Datenqualität aufgezeigt, welcher eine Identifikation sowie Korrektur von fehlenden und fehlerhaften Daten auf Basis von Integritätsregeln sowie multimodaler Sensorfusion ermöglicht. Zuletzt werden Gestaltungsempfehlungen zur Umsetzung des Referenzmodells für den Digitalen Schatten in der Auftragsabwicklung durch Verortung der entwickelten Komponenten in einer Gesamtarchitektur, einer IT-technischen Umsetzung sowie eines Vorgehensmodells zur Umsetzung in der betrieblichen Praxis gegeben.
Produzierende KMU stehen aufgrund von zunehmendem Wettbewerb vor der Herausforderung, dass sie mit immer wertigeren und gleichzeitig günstigeren Produkten bei kurzfristigeren Verfügbarkeiten punkten müssen. Ein dabei nicht selten vernachlässigtes Potenzial liegt im Ersatzteilmanagement. Im Rahmen eines Forschungsprojekts des FIR an der RWTH Aachen zur Etablierung eines systematischen Ersatzteilmanagements wurde eine Ist-Analyse von KMU durchgeführt, welche große Nutzenpotenziale aufzeigte.
Im Forschungsprojekt ‚3Dsupply – Intelligentes Ersatzteilmanagement unter Berücksichtigung additiver On-Demand-Fertigung‘ wurde von einem Projektkonsortium aus fünf Partnern aus Industrie und Forschung ein integriertes Dienstleistungskonzept für Logistikdienstleister entwickelt. Bei der zu erwartenden fortschreitenden Marktdurchdringung der additiven Fertigungstechnologien müssen mögliche Konsequenzen für die Logistikbranche frühzeitig erkannt und chancenorientiert genutzt werden. Die Verlagerung der Produktion hin zum Bedarfsort verringert Transportdistanzen und reduziert Lagervorgänge. Dies senkt zwar auch den Transportbedarf, setzt allerdings die korrekte Informationsweitergabe voraus. Im Rahmen des Forschungsprojekts ‚3Dsupply‘ wurde eine Referenznetzwerkstruktur zur dezentralen Ersatzteilversorgung unter Berücksichtigung additiver Fertigungsverfahren konzipiert. Darauf aufbauend wurde ein Softwaretool zur standardisierten Aufnahme von Fertigungsanforderungen und zur Auswahl potenzieller Produzenten erarbeitet. Das neue Dienstleistungskonzept für den Logistikdienstleister basiert auf einem tragfähigen Geschäftsmodell für Kunden, Dienstleister und Produzenten. Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unter dem Förderkennzeichen 02K16C162 gefördert. Während der Projektlaufzeit von September 2017 bis Dezember 2020 wurde das Projekt vom Projektträger Karlsruhe betreut.
Der Einsatz Intelligenter Produkte versetzt produzierende Unternehmen in die Lage, ihre Kunden auf Basis der entstehenden Nutzungsdaten zu verstehen und daraus erfolgreich Mehrwertdienste abzuleiten. Im Rahmen der neuen Konsortialbenchmarkingstudie ‚Intelligente Produkte‘ wollen wir gemeinsam mit einem Konsortium aus unterschiedlichen Industrieunternehmen die technische Umsetzung Intelligenter Produkte und die dazugehörigen Mehrwertdienste sowie Aspekte der wirtschaftlichen Realisierung im Rahmen eines erfolgreichen Geschäftsmodells beleuchten.
Vernetzte Maschinen, Condition Monitoring, Unikate in Serie - die Liste der Begriffe, die im Maschinen-und Anlagenbau mit Industrie 4.0 in Verbindung gebracht wird, ist lang. Letztendlich ermöglichen die einzelnen genannten Anwendungsbeispiele vor allem eines: die Potenziale der in Unternehmen anfallenden Daten an den richtigen Stellen zu nutzen. Das Ziel muss daher die ganzheitliche Integration aller relevanten Daten im Unternehmen sein -und darüber hinaus.
Zusammenarbeit verschiedener Supply-Chain-Partner und ein überbetrieblicher Datenaustausch stellen wesentliche Erfolgsfaktoren für Unternehmen in komplexen Netzwerken dar. Mangelnder Datenaustausch und daraus resultierende Informationsdefizite führen dagegen zu Problemen in Lieferketten. In diesem Beitrag wird ein Assistenzsystem zur Bewertung und Gestaltung von Offenheit und Vertrauen zwischen Supply-Chain-Partnern vorgestellt.
Manufacturing companies face the challenge of selecting digitalization measures that fit their strategy. Measures that are initiated and not aligned with the company’s strategy carry the risk of failing due to lack of relevance. This leads to an ineffective use of scarce human and financial resources. This paper presents a target system to help companies select relevant digitalization measures compliant with their strategy for IT-OT-integration projects. The target system was developed based on literature research and expert interviews, and later validated in two use cases. The target system considers the goals of production companies and combines them with digitalization measures. The measures are classified by different maturity levels required for their realization. Thus, the target system enables manufacturing companies to evaluate digitalization measures with regards to their strategic relevance and the required Industrie 4.0 maturity level for their realization. This ensures an effective use of resources.
The number of available technologies is constantly rising. Be it additive manufacturing, artificial intelligence (AI) or distributed ledger technologies. The choice of the right technologies may decide the fate of a company. Due to the overwhelming amount of information sources, regular technology market research becomes increasingly challenging, especially for SMEs. In order to assist the technology management process, the authors will introduce the architecture of an automated, AI-based technology radar. The architecture will automatically collect data from relevant sources, assess the relevance of the respective technology (i.e. their maturity level) and then visualize it on the radar map.
One of the major challenges for the use of the Blockchain technology in industrial applications is th elack of existing standards. They ensure the interoperability of sensors, machines and the data-sharing between stakeholders within a food supply chain. Existing Blockchain-independent implementations of technologies for increasing transparency in supply chains use communication standards whose transferability to Blockchain applications has not yet been analysed sufficiently.
Die nächste Generation der drahtlosen Konnektivität, 5G, wird zu einem allgegenwärtigen Thema in der Industrie, ist aber immer noch Gegenstand vieler Mythen und Missverständnisse. Durch die Möglichkeit der maschinengestützten Kommunikation gehen die Fähigkeiten von 5G weit über mobiles Breitband hinaus. Dies ebnet den Weg für zahlreiche neue Anwendungsfälle insbesondere in der Industrie. Dieser Artikel betrachtet die disruptive Wirkung und Bedeutung von 5G aus der Perspektive der angewandten Forschung.
Die Dezentralität ist einer der bedeutsamsten Aspekte der Blockchain-Technologie. Dennoch gibt es große Unterschiede in der Dezentralität verschiedener Blockchain-Applikationen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, eine strukturelle und funktionelle Durchdringung des Aspekts der Dezentralität zu erreichen und Eigenschaften zu finden, die es ermöglichen verschiedene Blockchain-Applikationen in ihrer Dezentralität zu differenzieren. Der vorliegende Beitrag legt dar, dass die Datenverteilung und die Zugangsberechtigungen (Lese- und Schreibzugang) entscheidende Eigenschaften für die Dezentralität der Blockchain Applikationen sind. Diese Eigenschaften werden mithilfe eine morphologische Analyse untersucht und es wird ein detaillierter Überblick über die verschiedenen Ausprägungen der genannten Eigenschaften und der Auswirkungen auf die Dezentralität gegeben.
Die digitale Transformation hat mittlerweile alle Wertschöpfungsstufen im industriellen Sektor erfasst. So ist ein großer Teil aktuell produzierter Maschinen bereits mit Sensorik und Software ausgestattet und kommuniziert über digitale Infrastrukturen. Stetig sinkende Kosten für Sensorik , Vernetzungstechnologien, Rechen- und Speicherleistung erlauben Unternehmen die wirtschaftliche Erhebung und Verarbeitung von Daten in einem bisher nicht gekannten Ausmaß. Diese Veränderungen durch Digitalisierung und Industrie 4.0 müssen Unternehmen als Chance für den industriellen Service nutzen.
Zeugnis der Reife
(2018)
Aktuell sehen sich deutsche Unternehmen damit konfrontiert, dass ihre bisherigen Produktionsabläufe und Arbeitsweisen immer weniger mit der Digitalisierung und den damit veränderten Maßstäben des 21. Jahrhunderts mithalten können. Neue innovative Lösungen werden benötigt, um produktiv voranzugehen und den Wandel für sich zu nutzen.
Insbesondere mittelständische Unternehmen weisen starke Defizite in der digitalen Vernetzung ihrer Produktion auf. Im Rahmen des industrienahen Forschungsprojekts DaFuER werden die State-of-the-Art-Methoden zur Datenfusion und Fehlerreduzierung bei datengetriebenen Rückmeldeprozessen näher analysiert und in industriellen Use-Cases validiert. So wird die Datenfusion auch im Alltag für reale Produktionsprozesse von kleinen und mittleren Unternehmen weiter erschlossen. Weiterhin werden häufig fehlerhafte Rückmeldedaten in Prozessen sowie mögliche Optimierungspotenziale aufgezeigt.
Störungen und Änderungen des Produktionssystems führen zu Kosten und Aufwänden, bieten jedoch auch die Chance zur kontinuierlichen Verbesserung.
Um Änderungsanfragen zu erfassen, können etablierte Ansätze genutzt werden. Diese vernachlässigen jedoch die Anforderungen, denen sich ein Produktionssystem im Zeitalter der Digitalisierung ausgesetzt sieht. Der vorliegende Beitrag stellt einen Ansatz zur standardisierten Erfassung von Änderungsanfragen vor, welcher die Ausgangsbasis für die Bewertung von Änderungsanfragen in bestehenden IT-Systemen bietet.
Machine Learning
(2019)
Raus aus der Schockstarre!
(2019)
Nie war die Stellung von vermeintlichen Marktführern unsicherer als im Zeitalter der Digitalisierung. Die neuen technischen Möglichkeiten, in innovativen Geschäftsmodellen Wert aus der explodierenden Datenmenge zu schöpfen, wirbeln den Markt durcheinander. Wer mit dem technischen Wandel nicht mitgeht, riskiert, rasch abgehängt zu werden. Die gute Nachricht: Der Weg zur Industrie 4.0 ist ein Weg der kleinen Schritte. Überschaubare Maßnahmen heute sind allemal besser als der ganz große Wurf übermorgen.
Eine Herausforderung für produzierende Unternehmen in der Entwicklung intelligenter Produkte besteht darin, dass die Zielstellung, die mit einem intelligenten Produkt verfolgt wird, nicht expliziert ist. Zudem ist oftmals nicht spezifiziert, in welchem Anwendungsfall ein intelligentes Produkt agieren soll. Produzierende Unternehmen benötigen Unterstützung, um eine zielorientierte und folglich wirtschaftliche Melioration existierender Produkte zu gewährleisten. Ebendiese Melioration wird im Kontext von intelligenten Produkten als Smartifizierung bezeichnet und stellt damit einen Entwicklungsprozess dar, der ein bestehendes Produkt als Ausgangssituation im Sinne einer Anpassungskonstruktion expliziert. Die originäre Produktfunktion wird folglich nicht verändert, sondern das Produkt um digitale Funktionen und Dienstleistungen erweitert. Der Artikel befasst sich daher erstens mit der Beschreibung generischer Ziele für den Einsatz intelligenter Produkte im Maschinenbau. Eine Zusammenstellung und Erläuterung solcher Ziele unterstützt Unternehmen, eine Präzisierung der Zielfestlegung in der Initiierungsphase eines Smartifizierungsprojekts durchzuführen. Zweitens wird unter Anwendung der Ziel-Mittel-Beziehung ein Anwendungsfall intelligenter Produkte beschrieben. Abschließend werden beide Aspekte in einer Methode zusammengefasst, wie mittels Ziel- und Anwendungsfallbetrachtung Anforderungen abgeleitet und wie diese Elemente in Vorgehensmodelle der Produktentwicklung eingebettet werden können. Exemplarisch wird anhand eines Energiekompensators aufzeigt, wie die Methode und die sich daraus ableitenden Ergebnisse im Smartifizierungsprozess zur Entwicklung eines intelligenten Energiekompensators eingesetzt werden.
Since 2016, the “Digital in NRW” Competence Centre has been supporting SMEs in the manufacturing industry in designing their individual digital transformation. With an Industry 4.0 maturity assessment, we define the status quo of SMEs, derive SME-specific measures from this, develop a digitalization roadmap and accompany the SME transformation. This paper presents the results of the four-year SME support. By analyzing the results of all maturity assessments, potential analysis and design workshops, we present the most frequent and most effective measures for a successful digital transformation of SMEs. The result of the paper is an action guideline for SMEs to initiate their own digital transformation based on formalized experience.
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.
Zahlreiche industrielle Anwendungsfälle insbesondere bei
empfindlichen Gütern, erfordern eine hohe Transparenz und
Zuverlässigkeit der Produktions- und Prozessdaten. Relevant
ist dies insbesondere bei Gewährleistungsrisiken im Falle
unsachgemäßer Handhabung oder als gesetzliche Anforderung.
Das Erreichen einer hohen Rückverfolgbarkeit und Transparenz
von sicherheitskritischen Teilen in der Automobilindustrie oder
die Gewissheit der Einhaltung einer ununterbrochenen Kühlkette
in der Lebensmittelindustrie sind nur zwei Beispiele dafür.
Im Zusammenhang mit dem digitalen Vertragsmanagement
ist ein hohes Maß an Vertrauen erforderlich. Auftragnehmer
müssen die bereitgestellten Informationen korrekt handhaben
und die Fertigung unter Einhaltung der Vertragsbedingungen
durchführen, sowie ausschließlich die vereinbarte Menge
an Produkten herstellen. Die Gewissheit, dass die für die Produktion
verwendeten Teile und Materialien den vereinbarten
Qualitätsstandards entsprechen, ordnungsgemäß behandelt
sowie Prozessspezifikationen berücksichtigt werden, sind
grundlegende Inhalte, die es sicherzustellen gilt. Die Kenntnis
von Lieferverzögerungen aufgrund gültiger Informationen gibt
produzierenden Unternehmen die Möglichkeit, ihre Zeitpläne
zu ändern, um Verzögerungen zu vermeiden.
Die fortwährende Digitalisierung sämtlicher Industriezweige macht auch vor kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) der Logistikbranche nicht Halt und fördert so den Aufbau neuer und bis dato unkonventioneller Vertriebswege. Im Projekt 'Fit4Platform' wird dazu ein öffentliches, frei nutz-bares Entscheidungstool zur Auswahl der passenden Logistikplattform entwickelt und durch Um-setzungsstrategien zur Einführung und Nutzung ergänzt. Logistikdienstleister haben so die Möglichkeit, effizient die richtige Plattform für ihr Geschäftsmodell zu selektieren und aufwandsarm zu implementieren. In der ersten Phase des Projekts werden die derzeitigen Plattformlösungen am Markt evaluiert und über Morphologien den Bedarfen der Logistikbranche gegenübergestellt.
Aktuell ist noch nicht geklärt, wie sich das Zusammenwirken von Menschen und betrieblichen Anwendungssystemen bei der Bearbeitung der Aufgaben der PPS nach der Umsetzung von Industrie 4.0 entwickelt. Zur Systematisierung der Auswirkungen von Industrie 4.0 auf die PPS werden in diesem Beitrag die sechs Reifegradstufen des acatech Industrie-4.0-Maturity-Index mit der Aufgabensicht des Aachener PPS-Modells kombiniert und die Reifegradstufen für ausgewählte Unteraufgaben der PPS spezifiziert.
Process-Mining
(2020)
Anwendungsfallspezifische Analyse von Übertragungstechnologien für das digital vernetzte Unternehmen
(2020)
In der jüngsten Vergangenheit haben Drahtlos-Technologien im Vergleich zu kabelbasierten Technologien hinsichtlich wichtiger technischer Eigenschaften deutlich aufgeholt. Außerdem ermöglichen sie die Umsetzung von vollkommen neuen Anwendungsfällen. Drahtlos-Technologien stehen jedoch noch immer deutlich hinter den kabelbasierten Technologien zurück und erreichen nicht den Implementierungsgrad, der zum Ausschöpfen des verbundenen Potenzials notwendig ist. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Technologie-Auswahlverfahren entwickelt, um diesem Problem entgegenzuwirken. Darüber hinaus wurden Anwendungsfälle und deren Anforderungen sowie industrierelevante Technologien beleuchtet. Auf diese Weise wurde eine Zuordnung von Anwendungsfall-Klassen zu potentiell geeigneten Technologien erreicht.
Im Rahmen der Industrie 4.0 gewinnen Dienstleistungen im Maschinen- und Anlagenbau immer mehr an Bedeutung. Gerade in Zeiten stagnierender, gesättigter Märkte sind sie Mittel zur Differenzierung gegenüber dem Wettbewerb und bringen höhere Margen als das physische Produkt. Der Wandel zum Lösungsanbieter, die Servitization der produzierenden Branche, wird durch die Digitalisierung verstärkt. Die zunehmende Vernetzung mit dem Kunden ermöglicht neue Formen der Wertschöpfung. Lösungsanbieter fokussieren dabei in erster Linie eine Verbesserung des ganzheitlichen Kundennutzens. SGMs umfassen darüber hinaus datenbasierte Dienstleistungen, die durch regelmäßige Updates kontinuierlich für ein digital erfasstes Nutzungsprofil optimiert werden. Somit ermöglichen SGM die Realisierung der durch den digitalen Wandel entstandenen aber bisher nicht genutzten Potenziale. Viele Industrieunternehmen sehen sich den Herausforderungen nicht gewachsen, die mit der Komplexität und der Gestaltung derartiger kundenspezifischer Lösungen einhergehen.
This research shines a light on the problem of slow moving inventory and obsolete stock. Obsolete stocks is a dead weight for companies, with a high probability of a write-off, tied up captial and warehouse space. The main motivation of this research is the high amount of accumulated obsolete stocks in satellite warehouses across the globe. The main objective of this research is to minimize obsolete stock and understand the insidious transformation of slow movers into obsolete stock as well as prevention of this transformation in the future. Moreover the research will also lightly touch upon visualtization of data using business intelligence using Power BI software.
The two princples of this thesis are : complete disposal and preventing write-off of obsolete stocks and managing net inventory levels of slow movers to prevent their transformation to obsolete stock. This research focuses on creating a network between satellites to alleviate the obsolete stock.
The aim of the related research project eCloud is to enable small and medium sized enterprises (SMEs) to implement flexible energy management without in-depth energy knowledge and with little distraction from day-to-day business, which is prepared for current and future challenges in the field of energy use. The overall result is a validated prototype for a plug and automate capable (i.e. without implementation effort) operational energy management, which can be successively set up in SMEs based on a cloud platform. Through its gradual and modular implementation, energy management meets the individual needs of each company and contributes to energy system transformation and climate protection by reducing energy costs and greenhouse gas emissions by up to 25%. In total, three expansion stages are available with the levels of monitoring, load management and grid usage, which consist of various Software as a Service (SaaS) modules from the cloud that can be retrieved as required. Thus, the user only needs a minimal hardware intervention in his production and saves a complex IT infrastructure. The methodology developed has been successfully applied by two user companies so far. This proves the effectiveness of the method.
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.
Die Variantenfließfertigung ermöglicht die Herstellung konfigurierbarer Produkte bei kurzen Durchlaufzeiten und geringen Beständen. Im Vergleich zu anderen Organisationsformen der Produktion gestaltet sich die Produktionsplanung und -steuerung aufgrund der Variantenvielfalt als anspruchsvoll. Im vorliegenden Beitrag wird der erste Schritt einer Methodik vorgestellt, welche für die Konfiguration der Reihenfolgeplanung entwickelt wurde.
The industrial food production is currently caught between the increas-ing demands of numerous stakeholders, economic profitability and the challenges of digitization. A solution to face these various challenges can be seen in the aggregation of data into higher-value, independent data products that can be of-fered and sold on a buyer's market. Large amounts of heterogeneous data are already available in the value chain of the industrial food production, e.g. throughout the data-driven harvesting of primary products, further processing by interconnected production facilities and the information-intensive product distri-bution to end consumers. However, the data is usually only evaluated and used locally for the optimization of internal processes or, at the most, within compre-hensive partnerships. The purpose of this paper is to identify new revenue oppor-tunities for current and future players in the industrial food production by using data as an independent economic good (data products). For this purpose, scenar-ios for the development and use of data products via Industrial Internet of Things platforms are developed for a food technical reference process, the industrial chocolate production and its value chain. On this basis, examples for different types of data products and their value propositions are derived. The results can not only serve food producers and relevant stakeholders but all industrial produc-ers as an input for the future, yield-increasing orientation of their business models.
Unvorhergesehene Störungen gefährden in vielen Fällen den Kundenliefertermin. Die Produktionssteuerung hat die Aufgabe, effektiv und effizient auf diese kurzfristigen Störungen zu reagieren. Der Entscheidungsprozess beruht jedoch häufig auf einer qualitativen Analyse einer komplexen Situation anhand subjektiver Einschätzungen durch den Produktionsplaner. Zur Verbesserung der Entscheidungsfindung stellt dieser Beitrag eine App vor, die auf Basis von Echtzeitdaten und einer Simulation des Produktionssystems eine quantitative Entscheidungsfindung ermöglicht.
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.
Im Forschungsprojekt 'railconnect' erarbeitet ein Konsortium aus Industrievertretern und dem FIR an der RWTH Aachen als Forschungseinrichtung die Hebung von Digitalisierungspotenzialen im Schienengüterverkehr. Im Zuge dessen wird der aktuell stark analog geprägte Prozess der Zugabfertigung digitalisiert und eine Kollaborationsplattform für mehr Transparenz und Steigerung der Zusammenarbeit geschaffen. Neben den aktuellen Herausforderungen der Bahnbranche werden der Lösungsansatz von railconnect sowie der Lösungsweg beschrieben.
Während in der Vergangenheit dazu einzelne Systeme für die verschiedenen Bereiche im Unternehmen ausgewählt und eingesetzt wurden, wird eine übergreifende sowie einheitliche Datenbasis und Systemlandschaft vor dem Hintergrund steigender Ansprüche an die Nutzung von Daten immer wichtiger. Separat ausgewählte, nicht aufeinander abgestimmte und daher uneinheitliche Systeme, die im Wildwuchs entstanden, werden dieser Anforderung nicht gerecht. Zukünftig werden homogene IT-Systemlandschaften immer wichtiger, damit eine einheitliche Datenbasis vorgehalten werden kann und die Pflege redundanter Systeme reduziert wird. Eine ganzheitliche Betrachtung der betrieblichen IT-Systemlandschaft bei der Auswahl und Überarbeitung von betrieblichen Anwendungssystemen hilft dabei, diese Potenziale zu heben.
Die Implementierung von Business-Software ist für Unternehmen immer mit großen Herausforderungen verbunden. Nicht zuletzt durch Bestrebungen wie Industrie 4.0 ist Software immer tiefer in den Unternehmen verankert und aus den Prozessen und der täglichen Arbeit nicht mehr wegzudenken. Werden diese Systeme dann in aufwändigen Projekten aktualisiert, angepasst oder sogar ersetzt, bedeutet dies einschneidende Änderungen im gesamten Unternehmen.
Sales-Service - Analytics-basierte Vertriebsunterstützung für Servicetechniker im Maschinenbau
(2020)
Das Projekt hatte zum Ziel, Servicetechniker in den aktiven Vertrieb von Services und Produkten zu integrieren und damit das Vertriebspotenzial aus ihrer regelmäßigen und intensiven Kundeninteraktion zu nutzen. Der Zielstellung standen dabei die in Abbildung 1 dargestellten Hürden gegenüber, welche durch das Projekt gelöst wurden. Hierzu wurde Analytics-basierte Vertriebsunterstützung für Servicetechniker (Algorithmen für Open Source-Software) gestaltet, die ihnen die notwendigen Vertriebsinformationen bereitstellt. Zudem werden Aufbau- und Ablauforganisation (Blueprints & Referenzprozesse) sowie die entsprechenden Managementinstrumente (Balanced Scorecard & Anreizsystem) für einen vertriebsorientierten Service entwickelt. Dabei gliederte sich das Vorgehen in acht Arbeitspakete, welche von den Forschungseinrichtungen nach der beschriebenen Aufteilung, jedoch in enger Verzahnung miteinander, bearbeitet wurden.
5G, das Kürzel hinter dem sich die kommende fünfte und damit neueste Mobilfunkgeneration verbirgt, ist aktuell nicht zuletzt wegen der diesjährigen Versteigerung der ersten Frequenzen durch die Bundesnetzagentur ein Thema, über das in den Medien ausführlich berichtet wird. Verglichen mit der Einführung früherer Mobilfunkgenerationen ist der Hype jedoch diesmal besonders groß, denn zum ersten Mal liegt das Hauptinteresse an den Potenzialen der neuen Technologie nicht mehr nur beim privaten Endnutzer.
3D-Druck in der Lieferkette
(2018)
Forschung trifft Praxis zu Themen um die inner- und überbetriebliche Datenintegration. Man könnte meinen, die Problematik der inner- und überbetrieblichen Datenintegration sei ein alter Hut. Bereits seit mehr als 20 Jahren existieren Konzepte wie EDI (Electronic-Data-Interchange) und EAI (Enterprise-Application-Integration). Dennoch ist die reale Handhabung dieser Problematik nach wie vor ein großes Thema für Unternehmen - und das weitgehend branchenübergreifend. Im Rahmen der Veranstaltung werden diese Themen mit Anwendern und Experten diskutiert. Neben dem Networking-Dinner am Vorabend und interessanten Vorträgen aus der Praxis und Wissenschaft am Veranstaltungstag werden zur Eröffnung des Smart-Objects-InnovationLabs die Arbeiten des FIR zur Verbesserung und Automatisierung des über-, aber auch des innerbetrieblichen Informationsflusses anhand eines Praxisbeispiels veranschaulicht.
Die Frage nach der Notwendigkeit von SG-Netzen beantwortet sich
aus den aktuellen Anforderungen an die Industrie: Besonders die
stetig steigende Nachfragedynamik auf Kundenseite nach immer
neuen Produkten und Varianten stellt Unternehmen vor die hlerausforderung,
ihre Prozesse effizienter zu gestalten und Produkte
sowie Dienstleistungen stärker zu individualisieren und zu vernetzen.
Dies erfordert einen hohen Grad an Flexibilität undjransparenz
entlang derWertschöpfungskette.
Data Driven Services
(2020)
Influenced by the high dynamic of the markets and the steadily increasing demand for short delivery times the importance of supply chain optimization is growing. In particular, the order process plays a central role in achieving short delivery times and constantly needs to evaluate the trade-off between high inventory and the risk of stock-outs. However, analyzing different order strategies and the influence of various production parameters is difficult to achieve in industrial practice. Therefore, simulations of supply chains are used in order to improve processes in the whole value chain. The objective of this research is to evaluate two different order strategies (t, q, t, S) in a four-stage supply chain. In order to measure the performance of the supply chain the quantity of the backlog will be considered. A Design of Experiments approach is supposed to enhance the significance of the simulation results.
Maschinen und Anlagenbauer in Deutschland sind auf Produktinnovationen sowie auf eine hohe Flexibilität und Individualisierung der Produktion angewiesen, um im Wettbewerb zu bestehen. Technische Innovationen und die Berücksichtigung kundenindividueller Anforderungen rechtfertigen das benötigte Preispremium der Produkte, das ein Überleben sichert. Die konsequente Ausrichtung am Kunden erfordert dabei ständige Initiativen zur Veränderung von Produkten und Produktionsprozessen. Diese werden zumeist als Projekte organisiert. Projekte sind gekennzeichnet durch die Einmaligkeit der Aufgabenstellung, die Vorgabe von Zielen sowie die Festlegung finanzieller, terminlicher und personeller Rahmenbedingungen.
Immer noch ist es um die Zufriedenheit der Kunden mit der Qualität von Diestleistungen hierzulande nicht gut bestellt. An der Verbesserung dieses Zustands müssen wir arbeiten, in den Unternehmen, in den staatlichen Organisationen und in den Bildungseinrichtungen, denn die Frage, ob und wie wir den Wandel zur uneingeschränkten Servicegesellschaft bewältigen - der ohne eine konsequente Digitalisierung der Wertschöpfung unmöglich ist -, hat auch entscheidenden Einfluss auf die Zukunft des Wirtschaftsstandorts Deutschland.
Vor dem Hintergrund stark wachsender Absatzzahlen in der Windenergiebranche steht Nordex als Hersteller von Windenergieanlagen vor der Aufgabe, auch die Strukturen der Service-Logistik dem angestrebten Wachstum für die kommenden Jahre anzupassen. Eine elementare Frage ist dabei, ob die heutige Distributionsstruktur sowohl dem wachsenden Markt als auch den steigenden Ansprüchen der Kunden hinsichtlich Verfügbarkeit der Anlagen genügen kann. Das Forschungsinstitut für Rationalisierung (FIR) wurde daher von der Nordex Energy beauftragt, die bestehende Netzwerkstruktur mit alternativen Strukturszenarien zu bewerten.
Der Wahre Wert
(2008)
Zur Beantwortung der Frage, welchen Beitrag die betriebliche Instandhaltung für den Unternehmenserfolg leistet, fehlt häufig das Wissen über die tatsächliche Leistung der Instandhaltung, etwa die Verfügbarkeit der Anlagen, Instandhaltungskostenrate, Reparaturzeit, Planerfüllung etc. Zur Schaffung der hier notwendigen Tranzparenz hat sich in der Praxis die Einführung sog. Performance Managementsysteme wie beispielsweise der Balanced Score Card (BSC) bewährt. In diesem Beitrag wird ein am FIR entwickeltes Softwaresystem zur Umsetzung der BSC vorgestellt, das nun auch auf das Anwendungsfeld Instandhaltung adaptiert wurde.
People with tremor find it often very difficult to use IT services and therefore attain very low levels of effectiveness, efficiency and satisfaction, when doing so. The currently available user interfaces do not guarantee sufficient precision for information input. Individuals suffering from intention tremor show a significant worsening when moving towards a button, precisely because target-oriented movements produce shaking in the affected body parts. For this target group a new method regarding the information input has been developed and evaluated. This technique enables the persons concerned to input information on a touch screen by using a wiping movement. Variations caused by the tremor are compensated with a continuous movement rather than a single direct movement towards a target field. Moreover, the screen surface causes a significant friction that helps to damp tremor forces. The user input can be identified by the computer with high accuracy by means of special heuristics which also assist barrier free access among the target group.
Progress in the development of small electric and hybrid aircraft promises business opportunities for thin-haul air mobility services. In order to develop demand-oriented flight plan scenarios for Germany, this paper presents a model to estimate the marked volume of thin-haul air mobility. To quantify the potential demand, our model includes the steps of trip generation, trip distribution and mode choice. Trip generation and distribution takes place between 412 geographic subdivisions of Germany and is based on calibrated traffic forecast data for the year 2030. For the first time the five relevant modes of transport, namely: car, intercity train, intercity bus, commercial aircraft and thin-haul air mobility services, have been included in one model. The step of choosing the transport mode is implemented via a generalized cost approach, taking into account travel costs and travel time. Additionally, route modeling of all transport modes is enhanced by real market data using large-scale data readouts of web interfaces. As primary result we predict a market share of 6 % or 81 million trips per year for thin-haul air mobility services. The demand concentrates on a small number of airports: 30 % of the trips are estimated to be between only 20 airports. Hubs and main routes are identified to offer the potential for scheduled air services.
The shop floor is a dynamic environment, where deviations to the production plan frequently occur. While there are many tools to support production planning, production control is left unsupported in handling disruptions. The production controller evaluates the deviations and selects the most suitable countermeasures based on his experience. The transparency should be increased in order to improve the decision quality of the production controller by providing meaningful information during his decision process. In this paper, we propose a framework in which an interactive production control system supports the controller in the identification of and reaction to disturbances on the shop floor. At the same time, the system is being improved and updated by the domain knowledge of the controller. The reference architecture consists of three main parts. The first part is the process mining platform, the second part is the machine learning subsystem that consists of a part for the classification of the disturbances and one part for recommending countermeasures to identified disturbances. The third part is the interactive user interface. Integrating the user’s feedback will enable an adaptation to the constantly changing constraints of production control. As an outlook for a technical realization, the design of the user interface and the way of interaction is presented. For the evaluation of our framework, we will use simulated event data of a sample production line. The implementation and test should result in higher production performance by reducing the downtime of the production and increase in its productivity.
Es geht um die Entwicklung eines Software-Tools zur Unterstützung bei der Auswahl von geeigneten 3D-Druckdienstleistern im Kontext der additiven Ersatzteillogistik. Im Fokus steht der Logistikdienstleister als potentieller Nutzer des Softwaretools. Das Softwaretool erfüllt zwei zentrale Funktionen: Überprüfung ob ein Ersatzteil additiv gefertigt werden soll und Auswahl eines konkreten Produzenten durch Matchingalgorithmus.
Digitalisierung beschleunigt die Entstehung und den Umfang von Informationen und bietet gleichzeitig neue Möglichkeiten diese gewinnbringend zu nutzen. In Zusammenarbeit mit Industriepartnern und dem FIR hat das Center Connected Industry eine Auto-ID Lösung für die Instandhaltung entwickelt und in der angeschlossenen Demonstrationsfabrik getestet. Relevante Informationen werden dem Bediener bis zur Komponentenebene mobil und teilindividuell bereitgestellt, was zu einer Effizienzsteigerung der Prozesse führt.
Die produzierende Industrie in Deutschland hat das Zeug zur Digitalmacht - der Weg dahin ist für viele Unternehmen jedoch noch weit. Verspricht die tiefgreifende Verflechtung von Informations- und Kommunikationstechnologien in Form von Industrie 4.0 die Hebung enormer wirtschaftlicher Potenziale, ist die Realität heute eine andere. Die sich vermehrt bietenden technologischen Möglichkeiten werden aktuell insbesondere zur internen Optimierung existierender Prozesse eingesetzt. Eine datenbasierte Prozessverbesserung allein stellt allerdings noch kein digitales Geschäftsmodell dar. Die Digitalangebote besetzen bestenfalls Nischen in den Leistungsportfolios der Unternehmen. So stagniert die digitale Transformation in der produzierenden Industrie.
Bis heute lässt sich kein signifikanter Beitrag von Industrie 4.0 zu finanziellen Unternehmenskennzahlen nachweisen. Die mit dem Verkauf physischer Produkte und den korrespondierenden After-Sales-Leistungen erzielten Erlöse sinken in den letzten Jahren kontinuierlich. Der Erfolg von neuen, datenbasierten Dienstleistungen, mit denen die Investitionen in Industrie 4.0 monetisiert werden können, ist daher kritisch. Dazu hat das FIR gemeinsam mit Industriepartnern auf Basis von DevOps und Lean-Start-Up-Methoden das Entwicklungsvorgehen "Smart Service Engineering" erarbeitet.
The evaluation of the maturity level of the participating companies has provided an initial insight into the degree of implementation and the upcoming challenges of Industrie 4.0 in Mexico. The assessment shows that Mexican companies have built the necessary foundation to start their digital transformation. Challenges now lie in establishing an integrated IT landscape that makes it possible to generate a digital shadow of the entire company. In order to leverage the potential of this technological development, it is necessary to work in parallel on an even more flexible organizational structure and an innovation-promoting Culture.
In order to strategically plan the digital transformation of a manufacturing company, a detailed analysis of the company's maturity level must be carried out. The basic dimensions of such an analysis were presented in the present paper. The Industrie 4.0 Maturity Index offers a framework that identifies approximately 50 individual capabilities required for the systematic implementation of Industrie 4.0 and groups them into the four dimensions discussed in this paper. Only an analysis of a company's key processes at this level of detail can form the basis for a sound investment decision and a roadmap that outlines the steps towards its digital transformation for the upcoming years.
Management Summary: RTLS 2.0 - ERP-Systeme mittels Echtzeitlokalisierung berührungslos bedienen
(2017)
Globalisierung und Transparenz über Wettbewerber erhöhen den Konkurrenzdruck in der Wirtschaft weiter. Gleichzeitig versprechen Big Data, Data-Analytics und ähnliche Verfahren, die Produktivität genauso zu erhöhen, wie sie bereits den Einzelhandel und das Web verändert haben. Allerdings ist hierfür eine möglichst vollständige Datenerfassung notwendig. Lagerabgänge und Ist-Daten manuell zu erfassen, ist aufwendig und fehleranfällig. In einem Kooperationsprojekt des Ceter Enterprise Ressource Planning werden ERP-Systeme und ein Real-Time-Location-System (RTLS) so gekoppelt, dass Sensordaten entsprechende Informationen im ERP-System erzeugen.
Welche Innovationen sind entscheidend für Ihr Unternehmen und wie ist deren Entwicklungsstand? Mit dem Projekt Techrad sollen auch KMU die Antwort auf diese Frage im Blick behalten können.
Techniktrends zu überblicken, ist für KMU oft nicht möglich, aber wettbewerbsentscheidend. Das Projekt Techrad arbeitet an einer Lösung dieses Dilemmas.
Fünf Unternehmen erarbeiten ein Technologieradar für KMU. NLP ist ein Teilgebiet Künstlicher Intelligenz und macht das Technologieradar erst möglich. Anwender erhalten von Techrad eine personalisierte Auswertung über die aktuell verfügbaren Technologien und deren Reifegrad.
Im Rahmen des Projekts 'ReStroK' werden die Stromgestehungskosten von Onshore-Windenergieanlagen durch die Optimierung der Wartungs- und Instandhaltungsaktivitäten, der Restlebensdauer und der
Betriebsführung reduziert. Das Projekt versetzt dadurch KMU in die Lage, das volle Potenzial ihrer Windparks auszuschöpfen und so auch nach Ende der im Erneuerbare-Energien-Gesetz festgelegten
20-jährigen Dauer der Mindestvergütung mit anderen Energieerzeugungsmethoden erfolgreich zu konkurrieren. Ab Beginn des Jahres 2021 verlieren rund 6.000 Windenergieanlagen (WEA) ihren Förderanspruch. Bis 2026 steigt diese Zahl auf 14.000 WEA an.1 Diese Anlagen werden sich dann ohne Subventionierung am Markt behaupten müssen.² Zwar sind die WEA mittlerweile abgeschrieben, jedoch verursachen Wartung und Instandsetzung erhebliche Kosten. Wie gut sich Windstrom EEG-frei vermarkten lässt, hängt also von den Betriebskosten und somit stark von den Instandhaltungskosten der WEA ab.³ Das Projekt 'ReStroK'(Förderkennzeichen EU-2-2-029) wird in Zusammenarbeit mit dem Center for Wind Power Drives (CWD), dem Institute for Power Generation and Storage Systems (PGS), dem Bürgerwindpark Bürgerwindräder Rheinberg, psm WindService sowie psm Nature Power Service & Management durchgeführt.
Auf Basis einer systematischen Literaturanalyse wurden insgesamt 11 Kennzahlen identifiziert, welche die Grundlage zur Beschreibung der operativen Leistungsfähigkeit von Unternehmen bilden. Die Kennzahlen wurden in die vier Leistungsdimensionen Effizienz, Qualität, Zeit und Flexibilität eingeteilt.
In recent years, the complexity of the management of supply chains has increased significantly due to the growing individualization of products and dynamics of the market environment. To remain competitive, ensuring efficient and flexible processes and procedures along the entire supply chain are of particular importance for companies. Especially in the inter-company context, decisions must be made as quickly and correctly as possible. To enable good decision-making processes data must be processed and provided in a targeted manner. Currently, however, the necessary transparency is often lacking within the supply chains. In this article, a software-based assistance system for decision support on supply chain level is presented that aims to increase the transparency and efficiency of the decision-making process. A concept for decision support on supply chain level is presented. This paper focuses on the conceptual linkage of relevant decisions and data. Therefore, indicators are identified and linked with the relevant decisions. Moreover, a suitable way of visualizing the identified indicators for each decision in a user-friendly manner is defined. These results are then used to implement the software tool.
Smart-Farming-Welt
(2019)
Im Forschungsprojekt „Analytics for Innovation“ wurde ein Konzept zur schnellen kundenzentrierten Entwicklung von Dienstleistungen mittels Business Analytics-Methoden für den Maschinen- und Anlagenbau entwickelt. Dieses Vorgehen ermöglicht kleinen und mittelständischen
Unternehmen (KMU) den Sprung zur smarten Dienstleistungsentwicklung. Diese zeichnet sich durch die Nutzung von einer Informationsflut bei der Entwicklung von Dienstleistungen aus. Zentrale Voraussetzung ist die digitale Verfügbarkeit aller erforderlichen Informationen
und deren Verarbeitung in einer Schnittstelle.
Traditionelle Unternehmen aus dem Maschinenbau erhalten durch die Entwicklung von datenbasierten Dienstleistungen die Chance, ihr Angebotsportfolio auszubauen und sich von Marktbegleitern
abzugrenzen. Jedoch erschweren der hohe Kostendruck, unzureichende IT-Kenntnisse sowie die Verschmelzung von Branchengrenzen im Maschinenbau die Entwicklung von digitalen Dienstleistungsangeboten. Während zunehmend auch Unternehmen anderer Branchen, z. B. Amazon oder Alibaba, ihren Kunden technische Dienstleistungen anbieten, geraten
besonders kleine und mittlere Unternehmen bei der Entwicklung von innovativen After-Sales-Services ins Hintertreffen.
In den ersten Phasen des Forschungsvorhabens wurden zunächst in der Praxis angewendete Prozesse der Dienstleistungsentwicklung bzw. -innovation aufgenommen.
Die Kernergebnisse des Forschungsprojekts MeProLI sind zum ein wissenschaftlich-technisches Vorgehensmodell zur Gestaltung von Prozessbaukästen und zur aufwands-/nutzenoptimalen Standardisierung von Industrieservice Prozessen. Anhand dieses Modells wurde ein praktisches Anwendungsmodell in Form entwickelt und in der DIN SPEC 91404 veröffentlicht. Darüber hinaus wurden die Ergebnisse in zahlreichen Veröffentlichungen, auf Veranstaltungen, in Weiterbildungsangeboten, Arbeitskreisen, einer Dissertation und zwei internationalen Konferenzen einer Vielzahl an Unternehmen und Interessenten zugänglich gemacht. 1. Entwicklung eines morphologischen Erklärungsmodells zur Strukturierung, Typologisierung und Standardisierung von Eigenschaften und relevanten Handlungsfeldern für aufgenommene industrielle Instandhaltungsprozesse. 2. Entwicklung eines Kennlinienkatalogs zur Operationalisierung der Zusammenhänge von Prozesseinflussgrößen und -zielgrößen, um daraus die Wirkungen von Maßnahmen visuell darstellen zu können. 3. Entwicklung einer Methode zur Aufwands-/Nutzenkalkulation von Standardisierungsmaßnahmen zur Abschätzung der Relevanz von ausgewählten Maßnahmen für KMU. 4. Entwicklung eines Gestaltungsmodells für Prozessbaukästen, Integration des Gestaltungsmodells in Referenzprozesse für Instandhaltungsservices und Gestaltung von konkreten Baukästen für die kritischen Prozessschritte dieser Services. 5. Überführung der Ergebnisse in eine praktisch anwendbare Methode zur Identifikation von Standardisierungspotential und Ableitung von Maßnahmen zur Standardisierung von Instandhaltunsprozessen. Dokumentation und Veröffentlichung der Ergebnisse in der DIN SPEC 91404 und Gestaltung einer online Applikation zur praktischen Durchführung der Methode. KMU können mit der Methode eigenständig innerhalb von 2 Tagen Standardisierungsmaßnahmen ableiten.
Das vorherrschende Geschäftsmodell führender Internetfirmen besteht darin, persönliche Daten in großem Maße zu erfassen und zu monetisieren. Im Hinblick auf aktuelle Entwicklungen, wie Internet of Things, Industrie 4.0 oder Ambient Assisted Living sind durch die weitreichende Erfassung und Verarbeitung von (persönlichen) Daten echte Mehrwerte zu erwarten, wie z.B. Produktverbesserungen oder Effizienzsteigerungen. Zugleich stellt die Monetisierung sensitiver persönlicher Daten eine der größten Bedrohungen der Privatsphäre im digitalen Raum dar, wenn bspw. Bürgern durch intransparent erstellte Profile Nachteile entstehen. Hier stehen wirtschaftliche Interessen großer Internetfirmen den Bedürfnissen und Rechten des Einzelnen nach Privatsphäre gegenüber. Häufig haben die Betroffenen keinerlei Kontrolle über ihre informationelle Privatsphäre, auch werden sie an dem aus ihren Daten erwirtschafteten Gewinn nicht beteiligt. Eine gesetzliche Regelung, welche die Interessen beider Seiten berücksichtigt, ist bisher nicht in Sicht. Das Ziel des Verbundprojektes myneDATA ist es, ein persönliches Datencockpit für Internetnutzer zu schaffen, welches es dem Nutzer ermöglicht, i) selbst über die Verwertung seiner Daten zu entscheiden, ii) seinen individuellen Bedarf an Privatsphäreschutz einzuschätzen und entsprechend zu realisieren und iii) an der Wertschöpfung aus seinen Daten beteiligt zu werden. Das Teilvorhaben „Wissenschaftlich-Ökonomische Perspektive“ des FIR adressiert Punkt iii), die Entwicklung neuartiger Möglichkeiten zur Steigerung der Wertschöpfung aus Personendaten und zugehörige Geschäftsmodelle.
In the course of the advancing digitalization, new business fields are characterized by a mixture of competition and cooperation of the actors involved. MOORE (1993) postulates that in analogy to natural ecosystems, long-term successful companies also operate in comparable network structures. In this context, there are pronounced controversies about the extent to which there are leading actors in such a business ecosystem and to what extent they can control the entire system. Similarly, it is largely unclear where the boundaries of a business ecosystem actually lie and how meaningful selective boundaries are. Especially the extent of the coopetition proves to be characteristic for the relationship between the involved actors. Therefore, the aim of this research approach is to develop a new approach for the analysis of corporate ecosystems. To ensure applicability, the developed approach was validated in a current case study in the telecommunications industry.