62 Ingenieurwissenschaften
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Das Vorhaben zielte auf eine neuartige Softwarelösung für ein vorausschauendes Instandhaltungsmanagement ab, dass sowohl den aktuellen Maschinenzustand als auch die aus der Produktionsplanung ableitbare anstehende Maschinenbelastung (Auslastungsgrad, Beanspruchung) einbezieht und vor diesem Hintergrund die bestmögliche Wartungsplanung für eine maximierte Einsatzfähigkeit des Produktionssystems als Ganzes ermittelt. Der übergreifende Ansatz sollte es erstmals ermöglichen, die multikriteriellen, mehrschichtigen Entscheidungsprobleme der Instandhaltung in Produktionsumgebungen mit einem modularen Softwarewerkzeug vollständig abzubilden und zu lösen.
Übergeordnetes Ziel der wissenschaftlichen und technischen Vorhabensinhalte war also die bedarfssynchrone, sichere und flexible Optimierung von Instandhaltung und Produktion durch Erforschung der Grundlagen für ein System zur Generierung mehrdimensional optimierter Handlungsempfehlungen.
Derzeit prägen viele unterschiedliche Begriffe die Zukunftsdiskussionen in den Tages- und Fachzeitungen. Bislang gelingt es wenigen Unternehmen, diese Visionen auf ihre Problemstellungen und Herausforderungen zu übertragen und für sich zu nutzen. Dem können wir abhelfen - mit unserem Rapid-CPS-Workshop, speziell für interessierte Fachkräfte und Unternehmen entwickelt.
Der Mensch ist ein Gewohnheitstier – und mit Veränderungen tut sich so mancher schwer. Das ist nichts Neues, neu hingegen sind in Zeiten wie diesen die tiefgreifenden und unumgänglichen Veränderungen, die in allen Lebensbereichen und speziell in der Arbeitswelt auf uns zukommen, und das hohe Tempo, mit dem dies geschieht. Die Belegschaft „mitzunehmen“, damit sie für die ‚Arbeitswelt 4.0‘ mit ihren veränderten Anforderungen bereit ist, ist von hoher Relevanz und nicht einfach. Wie diese Anforderungen aussehen, was sich in der Arbeitskultur ändern muss und wie man die Belegschaft vorbereitet und motiviert ist folgend beschrieben.
Datenbasierte Services rücken durch die Vernetzung zunehmend in den Fokus von Unternehmen. Für produzierende Unternehmen jeder Größe ist es immanent, die eigenen Daten stärker zu nutzen. Durch ein historisches Wachstum des Unternehmens sind IT-Lösungen oftmals über das Unternehmen verteilt und Daten werden mehrfach gehalten. Mithilfe des Konzepts eines digitalen Schattens können die aufgezeigten Herausforderungen gelöst werden. Dessen Umsetzung erfolgt über software-definierte Plattformen. Diese ermöglichen ein Abbild der relevanten Unternehmensdaten und schaffen Transparenz über aktuelle und vergangene Ereignisse. Unter Nutzung von Datenanalyseverfahren und Visualisierungssystemen tragen sie zur Entscheidungsunterstützung im Unternehmen bei. Dieser Beitrag enthält eine Definition dieses Plattformtyps und eine Morphologie zur Einordnung verschiedener Plattformen vor. Anhand des morphologischen Kastens werden die zentralen, notwendigen Merkmale einer software-definierten Plattform herausgearbeitet und beschrieben. Integrationsanforderungen zur Einführung in Unternehmen werden in den vier Dimensionen Technik, Organisation, Prozesse sowie Anforderungen zur Datenintegration dargestellt.
Ergänzt wird diese Betrachtung um Praxiserfahrungen bei der Umsetzung einer software-definierten Plattform. Damit liefert der Artikel einen Beitrag zur Diskussion um software-definierte Plattformen und unterstützt Unternehmen bei der Einführung einer solchen.
Bedingt durch den Ausbau der dezentralen Energieversorgung steigen die Redispatch-Maßnahmen durch die Übertragungsnetzbetreiber zur Netzstabilisierung. Je nach Szenario werden in 2030 allerdings 62 - 82 % der Bruttostromnachfrage direkt in das Verteilnetz eingespeist, sodass die Verteilnetzbetreiber die Netzbilanz bereits auf NS- und MS-Ebene ausgleichen müssen. Eine Lösungskomponente dazu ist das Industrial Smart Grid; dazu sind tiefere Einblicke in die Produktionsplanung von Industrieunternehmen nötig, um das Netz proaktiv zu regeln. Die Grundlage für diese nötige Transparenz wird unternehmensintern durch die Etablierung von Energiemanagement und dazu nötigen Energieinformationssystemen geschaffen. Um eine zielgerichtete Systemauswahl für produzierende Unternehmen zu ermöglichen, ist ein grundlegender Funktionskatalog eines Energieinformationssystems zu erstellen. Dieses Paper beschreibt die Erstellung eines solchen Funktionskatalogs in Form eines übersichtlichen Funktionsbaums und einer exemplarischen Funktionsdarstellung in einem Use-Case-Diagramm.
Im Strommarkt 2.0 wird ein Paradigmenwechsel von einer verbrauchsorientierten Erzeugung zu einem erzeugungsorientierten Verbrauch durchlaufen. Dies erfordert in Zukunft ein gesteigertes Angebot von Flexibilität. Die Idee und die für das Energiesystem dienlichen Potentiale eines Flexibilitätsmarktes für die Industrie sind bekannt, dennoch werden diese Möglichkeiten zurzeit nur eingeschränkt genutzt. Es stellt sich somit die Frage, durch welche Anreize und Dienstleistungen es gelingen kann, Unternehmen zur Bereitstellung von Flexibilität zu motivieren. Hierfür werden im vorliegenden Paper die bestehenden Energiedienstleistungen und neue Flexibilitätsdienstleistungen strukturiert beschrieben und Potenziale herausgestellt.
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.
Heutzutage werden Konstruktionsprojekte von großen, interdisziplinären und meist räumlich getrennt arbeitenden Teams geplant und durchgeführt. Dabei haben Projektmitarbeiter unterschiedliche Datensätze, die oft über einen komplexen und fehleranfälligen E-Mail-Verkehr ausgetauscht werden. Dies führt zu einer schwerfälligen und meist chaotischen Datenspeicherung. Im Folgenden wird eine dreistufige hybride Cloudspeicherungslösung beschrieben, die den Datenaustausch durch vorausplanende Datensynchronisation verbessern soll. Anschließend wird, mit Blick auf die Verwendbarkeit des Systems, ein Kommunikationsmodell zur effizienten Zusammenarbeit vorgestellt. Ziel des Projekts ist es, eine cloudbasierte Collaboration-Software für die Baubranche zu entwickeln, die die Qualität und Geschwindigkeit von Konstruktionsprozessen nachhaltig erhöht und Fehler durch alte oder falsche Daten reduziert. Das Projekt wird mit Mitteln der Europäischen Union (EU) gefördert.
Social Media Readiness
(2016)
Den meisten Unternehmen ist klar, dass die externe Unternehmenskommunikation nur mit Einbezug von Social Media zukunftsfähig ist. Doch sind sie bereit und in der Lage für ein aktives und langfristiges Social Media-Engagement? Ein Readiness-Modell kann Unternehmen bei der Bewertung und Einordnung vorhandener Kompetenzen helfen.
Digitalisierung, Industrie 4.0, Smart Factories: Termini wie diese sind immer öfter in wissenschaftlichen Beiträgen und Medienberichten präsent. Sie verdeutlichen, dass die heutige Arbeitswelt unmittelbar mit digitalen Veränderungen verknüpft wird. Häufig wird betont, wie tiefgreifend Digitalisierungsprozesse in gesellschaftliche und wirtschaftliche Strukturen eingreifen und dass umfangreiche Transformationen nötig seien, um mit der zunehmend technischen Durchdringung vieler Bereiche mithalten zu können. Mitunter wird gewarnt, zahlreiche Arbeitsplätzen seien gefährdet, weil immer mehr Tätigkeiten künftig von Maschinen oder Robotern ersetzt werden könnten. Dabei gerät aus dem Blickfeld, dass digitale Softwarelösungen in der Industrie nicht nur Arbeitsschritte ersetzen, sondern auch sinnvoll unterstützen können. Dadurch erhalten sie einen hohen Mehrwert und können Prozessabläufe ebenso wie Kompetenzen zuständiger Mitarbeiter langfristig verbessern, anstatt sie hinfällig zu machen. Der vorliegende Beitrag widmet sich deshalb der Implementierung digital gestützter Lern- und Assistenzsysteme, die im industriellen Bereich als maßgebliche Arbeitserleichterung integriert werden können und so die Effizienz und Produktivität steigern.
Aktuell beeinflusst keine Entwicklung die Art und Weise, wie wir leben und arbeiten, so stark wie die digitale Transformation. Nahezu täglich entstehen dabei Ideen und Geschäftsmodelle, die etablierte Unternehmen entweder bedrohen oder vor völlig neue Herausforderungen stellen. Smart Services nehmen hierbei eine Schlüsselposition ein. Unter der Leitung des FIR an der RWTH Aachen hat sich das Center Smart Services daher zum Ziel gesetzt, die Potenziale der Digitalisierung im Kontext professioneller Dienstleistungen zu erforschen. Im Gegensatz zu klassischen, in der Regel öffentlich geförderten, Forschungsvorhaben entscheidet im Center Smart Services eine Gemeinschaft von Industrie- und Forschungspartnern über die Forschungsaktivitäten. Die Zusammenarbeit von Vertretern aus verschiedenen Branchen und Stufen derselben Wertschöpfungskette baut dabei auf ein hohes Maß an gegenseitigem Vertrauen und ist deshalb so besonders erfolgreich.
In diesem Kontext startete das FIR an der RWTH Aachen gemeinsam mit Forschungs- und Industriepartnern zu Beginn dieses Jahres das Forschungsvorhaben Smart-Service-Check. Im Rahmen des Vorhabens wurden ein Modell sowie ein darauf basierendes Tool entwickelt, welches die Bewertung des Smart-Service-Reifegrads eines industriellen Dienstleisters ermöglicht. Das Instrument verschafft industriellen Dienstleistern Transparenz über den Status quo des eigenen Unternehmens als Smart-Service-Anbieter und dient der Identifikation von Handlungsschwerpunkten und Verbesserungspotenzialen.
Failure management in the production area has been intensely analyzed in the research community. Although several efficient methods have been developed and partially successfully implemented, producing companies still face a lot of challenges. The resulting main question is how manufacturers can be assisted by a sustainable approach enabling them to proactively detect and prevent failures before they occur. A high-resolution production system based on analyzed real-time data enables manufacturers to find an answer to the main question. In this context, Big Data technologies have gained importance since the critical success factor is not only to collect real-time data in the production but also to structure the data. Therefore, we present in this paper the implementation of Big Data technologies in the production area using the example of an actual research project. After the literature review, we describe a Big Data based approach to prevent failures in the production area. This approach mainly includes a real-time capable platform including complex event processing algorithms to define appropriate improvement measures.
Heutzutage erwarten Kunden einen Rund-um-die-Uhr-Service. Unternehmen müssen ihren Kundenservice neu ausrichten, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Social Media übernehmen dabei als Servicekanal eine wichtige Rolle. Sie helfen nicht nur, die Kommunikation zu verbessern, sondern tragen ganz konkret zu messbaren Kostensenkungen bei.
Migration zur Industrie 4.0 – Herausforderungen und Lösungsansätze bei der Zwiesel Kristallglas AG
(2016)
Thema des Vortrags war die Implementierung lernförderlicher Arbeitssystemelemente bei der Zwiesel Kristallglas AG. Hierbei wurde insbesondere auf die spezifischen Gegebenheiten und Umweltbedingungen in der Tischglasindustrie eingegangen. Gleichzeitig wurden die Lösungsansätze, die im Rahmen des BMBF-Verbundprojekts ELIAS entwickelt wurden, vorgestellt.
In dem Vortrag wurde das Verbundprojekt ELIAS auf der gemeinsamen Abschlussveranstaltung "Wege zu „Industrie 4.0“ - Mensch-Technik-Organisation entwickeln" mit den Projekten iWePro, MetamoFab und SCP-S vorgestellt. Hierbei wurde anhand der Anwendungsfälle der Hella KGaA Hueck & Co. und der FEV GmbH das im Projekt entwickelte Transformationskonzept zur Gestaltung lernförderlicher industrieller Arbeitsformen erläutert.
Kap. 3.10.1, Beispiel 8: ELIAS – Lernförderliche Arbeitssysteme für die Arbeitswelt von morgen
(2016)
Im VDI/VDE-Statusbericht zum Fachausschuss 7.22 "Arbeitswelt Industrie 4.0" erfolgte eine kurze Darstellung zweier Anwendungsfälle aus dem ELIAS-Projekt. Hierbei wurden die Anwendungsfälle der Hella KGaA Hueck & Co. und der FEV GmbH beschrieben und zu einem allgemeinen Fazit in Bezug auf die Veränderungen von Arbeit und Kompetenzentwicklung zusammengefasst.
Im Zuge von Internet of Things (loT), Industrie 4.0 sowie den Smart-Service-Entwicklungen muss die ERPSystemlandschaft zunehmend eine frei skalierbare betriebliche Anwendung darstellen und über eine hohe Agilität verfügen. Denn so werden Unternehmen in die Lage versetzt, ihre Geschäftsprozesse schnell, flexibel und fehlerfrei an veränderte Marktbedingungen anzupassen und so Wettbewerbsvorteile zu erzielen.
Smart Maintenance
(2017)
Im Verlauf der vergangenen Jahrzehnte haben sich die Rahmenbedingungen der industriellen Produktion stark verändert. Die aktuelle Entwicklung ist vor allem durch die zunehmende Dynamik der Produktionslebenszyklen und die verschärfte Wettbewerbssituation geprägt, die durch die weltweit gestiegenen Anforderungen an die Energie- und Ressourceneffizienz, den wachsenden Kostendruck und die ausgeprägte Marktvolatilität entstanden ist. So sehen sich die Unternehmen gezwungen, die Qualität ihrer Produkte zu erhöhen. Hierfür sind hochflexible, verfügbare und zuverlässige Produktionssysteme Voraussetzung. Zur Bewältigung dieser Herausforderungen der vierten industriellen Revolution steht die Smart Factory im Mittelpunkt.