Digitalisierung

Durch den Einsatz digitaler Werkzeuge im Fabrikplanungsprozess kann die Planungsqualität verbessert und die Projektdauer signifikant verkürzt werden. Um diese Potentiale ausschöpfen zu können, muss im gesamten Planungsprozess eine Datendurchgängigkeit gewährleistet werden. In diesem Beitrag werden, am Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) eingesetzte, digitale Fabrikplanungswerkzeuge vorgestellt sowie deren Einsatzmöglichkeiten und Anforderungen diskutiert. Durch die immer höhere Nachfrage der Industrie nach beschleunigten Planungsprozessen mit einer geringeren Anzahl an Planungsfehlern lässt sich der Trend zu der Digitalen Fabrik und damit auch zu der digitalen Fabrikplanung erkennen [1]. Bei der Betrachtung des Planungsprozesses der synergetischen Fabrikplanung, welcher insbesondere das Zusammenspiel verschiedener an der Planung beteiligter Akteure beschreibt, werden besonders die komplexen Anforderungen an die Bereitstellung, ...

Die Windindustrie wurde in den letzten 25 Jahren zu einer bedeutenden Branche in Deutschland. Entlang der Wertschöpfungskette sind viele Unternehmen international erfolgreich. Jedoch ist der Wettbewerbsdruck wegen neuer Vergaberegelungen und internationaler Konkurrenten sehr hoch. Ein Lösungsansatz ist, die Effizienz der Unternehmen in Deutschland durch die Nutzung von Software und Digitalisierung zu steigern.

Industrie 4.0 bietet eine ganze Reihe an Potenzialen für die Fertigung von morgen. Die Automatisierung von physischen Abläufen wird immer mehr ergänzt durch die Automatisierung von kognitiven Arbeiten. Ermöglicht wird dies durch die zunehmende Vernetzung von Maschinen und Produktions-IT und die daraus resultierende Verfügbarkeit verschiedener Daten aus dem Unternehmen. Dies betrifft insbesondere Planungs- und Optimierungsaufgaben beispielsweise für Fertigungsvorgänge. Doch die typischen IT-Systeme aus der Produktion kommen dabei schnell an ihre Grenzen. Es ist daher an der Zeit, sich die Leistung neuer Big Data-Architekturen anzusehen. Das notwendige Erfahrungswissen zur Einschätzung von Fertigungsprogrammen kann aus historischen Planungs- und Betriebsdaten extrahiert werden. Ein weiteres Beispiel ist die Intelligente Instandhaltung (Smart Mainte- nance): Die Planung von Instandhaltungsvorgängen wird unter Berücksichtigung verschiedener Prozess-, Planungs- und ...

Die Integration industrieller Laser-Assistenzsysteme zur Werkerführung in die Steuerungsebene eröffnet Möglichkeiten der digitalen Transformation für produzierende Unternehmen. Diese Möglichkeiten werden am Beispiel der Digitalen Fabrik der Leuphana Universität Lüneburg dargestellt. In einem Praxisprojekt wird eine manuelle Montagestation mit einem industriellen Laser-Assistenzsystem entwickelt und in die SIMATIC Steuerungsebene der Digitalen Fabrik integriert. Der Werker interagiert mit dem Assistenzsystem und wird von diesem durch den auftragsbezogenen Montageprozess geleitet. Der Werker steht dabei im Zentrum des Geschehens. Die digitale Fabrik der Industrie 4.0 ist gekennzeichnet durch eine hohe Konnektivität intelligenter Sensoren und Aktoren im Verbund mit Cyber-Physischen Systemen (CPS). Diese sind horizontal vernetzt und kommunizieren sowohl untereinander als auch direkt mit den Produkten. Die vertikale Vernetzung mit übergelagerten On-Premise- oder ...

Anne Fischer ist Wissenschaftlerin in der Fraunhofer-Einrichtung für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP in Rostock. In Ausgabe 4/19 von Fabriksoftware schreibt sie darüber, wie digitale Tools im Handwerk die Effizienz steigern. Frau Fischer, wie ist es um die Digitalisierung im Handwerk bestellt?  Der Grad der Digitalisierung ist von Unternehmen zu Unternehmen unterschiedlich und auch stark vom Gewerk abhängig. Gerade die Baustellenprozesse sind bisher nur in sehr geringem Maße digitalisiert. Das heißt, Handwerksbetriebe, die vorwiegend auf Baustellen unterwegs sind und keine eigene Fertigung haben, wie beispielsweise Maler, haben dadurch meist weniger Erfahrung hinsichtlich Digitalisierung. Unternehmen mit eigener Fertigung, die nur zum Einbau ihres Produktes - wie Tischler - auf die Baustelle fahren, sind da oftmals fortschrittlicher, einige wenige schon recht weit. In vielen Fällen ist es so, dass erstmal in einem Bereich mit der ...

Professor Horst Wildemann leitet das Forschungsinstitut für Unternehmensführung, Logistik und Produktion der TU München. In Ausgabe 4/19 von Fabriksoftware schreibt er über die Digitalisierung der Baustellenorganisation. Herr Wildemann, in vielen deutschen Städten ist Wohnraum knapp und Bauflächen ebenso. Kann die Digitalisierung der Organisation von Baustellen hier helfen?   Absolut. Das Problem ist, wenn Wohnraum in Städten knapp ist und alles enger zusammenrückt, dann sind auch die Baustellenflächen knapp bemessen. Zudem hat man bei der Nachverdichtung keine Greenfieldbedingungen, es muss viel individuell geplant und natürlich auch gebaut werden. Auch müssen die städtespezifischen baurechtlichen Vorgaben der Bestandsbauten berücksichtigt werden – im Denkmalschutz eine enorme Hürde. Diese Faktoren treiben die Komplexität von Planungs- und Bauvorhaben schnell in die Höhe. Die Baukosten müssen aber sinken, wenn Städteplaner Wohnraum zu ...

Die Softwareentwicklung bei Industrierobotern benötigt erhebliches interdisziplinäres Wissen und viel technische Erfahrung. Vor allem die Heterogenität der herstellerspezifischen Programmiersprachen und -werkzeuge verursacht hohen Aufwand beim Einsatz von Industrierobotern, obwohl Roboter per se frei programmierbar sind und für eine Vielzahl von Aufgaben eingesetzt werden können. Um verschiedene Rollen, wie z. B. den Komponentenzulieferer, Anwendungsentwickler sowie Systemintegratoren und Endanwender, bei der Programmierung und Integration von Robotern zu unterstützen, wurde im Rahmen des Forschungsprojekts ReApp ein modellbasierter Ansatz entwickelt. Das Datenaustauschformat AutomationML wurde hierbei für die Modellierung der Roboterkomponenten und -systeme eingesetzt. Auf Basis von Domäne-Ontologien wurden die AutomationML-Modelle semantisch verarbeitet und zu einem maschineninterpretierbaren Informationsmodell umgewandelt, aus dem Quellcodes generiert werden konnten. ...

Künstliche Intelligenz ist ein Schlagwort der Stunde – mit ihr sind Fortschritt und Innovation verknüpft. Fabriksoftware sprach mit Christian Patron, dem Leiter für Innovationen, Digitalisierung, Data Analytics bei der BMW Group über ihre Bedeutung für den Münchner Automobilkonzern. Welche Rolle spielt die künstliche Intelligenz generell im Automobilsektor? Für den Automobilbau sehen wir das größte Potential für KI-Anwendungen in automatisierten Bilderkennungsverfahren. Mit einer schnellen, zuverlässigen und effizienten Entscheidung, ob ein Teil richtig verbaut bzw. fehlerfrei ist, kann KI einen wichtigen Beitrag zur Qualitätsarbeit leisten und dabei den Menschen von monotonen Kontrollaufgaben entlasten. Einen echten Mehrwert leisten KI-Anwendungen, wenn sie auch unter den Bedingungen der Serienproduktion einsetzbar sind und dabei zum integralen Bestandteil unserer Prozesse werden – also mit wechselnden Lichtverhältnissen zurechtkommen, nicht ...

In der kundenorientierten Schalttafelmontage besteht die Notwendigkeit einer flexiblen Prozesssteuerung sowie der Reaktionsfähigkeit gegenüber nachträglichen konstruktiven Anpassungen. Analoge Informationsflüsse sowie die zeitlich weit vor Montagebeginn liegende physische Materialzuordnung zu den jeweiligen Aufträgen bilden diesen Sachverhalt nicht ausreichend ab. In diesem Beitrag wird daher ein System zur digitalen Kommunikation und einem flexiblen Materialeinsatz vorgestellt. Die Schalttafelmontage ist ein manuell geprägter Prozess, der einem immer größer werdenden Individualisierungscharakter unterliegt und dem Druck kürzer werdenden Lieferzeiten ausgesetzt ist [1]. Kurzfristige Änderungen verlangen nach weniger starren Strukturen hin zu einer kundenspezifischen Auftragsabwicklung [2]. Während des Produktentstehungsprozesses sind viele verschiedene Informationen notwendig [3]. Trotz der voranschreitenden Digitalisierung wird im Bereich der ...

Gerhard Wunder, FU Berlin und Fraunhofer HHI, Andreas Müller, Robert Bosch GmbH, Christof Paar, Ruhr-Universität Bochum, Hans D. Schotten, TU Kaiserslautern, Thomas Wollinger, Escrypt GmbH, Eduard Jorswieck, TU Dresden und Aydin Sezgin, Ruhr-Universität B Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) ist – wie alle IT-Systeme – durch Angriffe verwundbar [1]. Dies ist durch zahlreiche aufsehenerregende Vorfälle aus jüngster Zeit belegt, bspw. das „Hacken“ in fahrende Autos bei hoher Geschwindigkeit oder sogar Eingriffe in lebenserhaltende medizinische Implantate. Bei der Absicherung des IoT müssen allerdings spezifische Herausforderungen bewältigt werden, die bis heute nur unvollständig gelöst sind. Dazu gehören z. B. die oftmals sehr beschränkten Rechen-, Speicher- und Energieressourcen der häufig drahtlos vernetzten IoT-Geräte, die hohen Anforderungen an die Benutzerfreundlichkeit sowie nicht zuletzt auch der hohe Kostendruck. Vor diesem ...