Autor: Michael Schenk

Der Beitrag stellt Gestaltungsansätze und Methoden für die Implementierung adaptiver Assistenzsysteme vor und zeigt auf, welchen Einfluss die unterschiedlichen betrieblichen Rollen auf die Gestaltung von Assistenzsystemen haben. Eine nutzeradaptive und kontextsensitive Gestaltung ermöglicht die Anpassung der Inhalte und der Darstellung an die Erfordernisse des Nutzers und an die zu unterstützende Arbeitsaufgabe. Es wird eine Systematik vorgestellt, die diese Gestaltungsdimensionen anhand von persönlichkeits- und tätigkeitsbezogenen Kategorien aufzeigt und als unterstützendes Werkzeug bei der Planung und Einführung von Assistenzsystemen genutzt werden kann. Diese Systematik wird ergänzt durch Gestaltungsdimensionen eines Assistenzsystems, die sowohl die Technologieauswahl als auch die Technologiegestaltung berücksichtigen.

Die Arbeitswelten von morgen werden maßgeblich durch digitale und vernetzte Technologien geprägt sein. Dies gilt auch für Tätigkeiten in Produktionsprozessen. Infolge der Umgestaltung von Produktionssystemen im Rahmen der unter dem Stichwort „Industrie 4.0“ diskutierten Entwicklungen werden Mensch und Maschine enger zusammenarbeiten. Die Rolle des Menschen in der Produktion und damit auch die Gestaltung von Arbeitsplätzen verändern sich dabei grundlegend. Der Anteil manueller und physisch belastender Tätigkeiten wird durch den Einsatz physischer Assistenzsysteme, z. B. Mensch-Roboter-Kooperationen, zurückgehen. Gleichzeitig nehmen komplexe und wissensintensive Aufgaben zu, um Maschinen und Anlagen zu überwachen und zu steuern. Die damit verbundene zunehmende Verantwortung der Mitarbeiter kann zu einer steigenden psychischen Beanspruchung führen. Informationstechnische und kognitive Assistenzsysteme sind ein Ansatz, um die Fachkräfte bei ihrer Tätigkeit zu unterstützen ...

Das Galileo-Testfeld Sachsen-Anhalt ist eine der modernsten Integrationsplattformen für die anwendungsorientierte Logistik- und Verkehrsforschung in Deutschland. Die Otto-von-Guericke-Universität und das Land Sachsen-Anhalt setzen mit dem Galileo-Testfeld einen Meilenstein für ein überregionales und innovatives Kompetenzzentrum zur Mobilität, Logistik und Industrie 4.0 in Deutschland. Das Galileo-Testfeld ist das Referenzprojekt Sachsen-Anhalts basierend auf der Landesinitiative Angewandte Verkehrsforschung/Galileo-Transport.Es bündelt Synergien und Kernkompetenzen für die Zukunft der Mobilität, der Logistik und für die Industrie 4.0. Das Testfeld forciert die Einführung digitaler Infrastrukturen, um Verkehrs- und Logistiksysteme intelligent vernetzen zu können. Der weltweite Markt verlangt permanent nach anwendungsorientierten und innovativen Produkten und Dienstleistungen in der Logistik und für die Mobilität.

Wissenschaft und Wirtschaft sind sich über die Zielstellung Industrie 4.0 einig. Doch anders als suggeriert, wird eine Revolution auf Knopfdruck aufgrund der Problemvielfalt und den damit zusammenhängenden Herausforderungen, z. B. Komplexität, Big Data, Sicherheit etc., schwer möglich sein. Dennoch besteht Handlungsbedarf, wollen die Akteure den Sprung zur digitalisierten Wertschöpfungskette nicht verpassen.

Die Megatrends der Zukunft ziehen umfangreiche Überlegungen hinsichtlich der Gestaltung und Optimierung von Arbeitsplätzen nach sich. Der Grad der Automatisierung in diesen Bereichen kann den Trends entgegenwirken. Hierbei spielen Assistenzsysteme und deren Nutzung in der innovativen Mensch-Roboter-Interaktion eine große Rolle. Ein Beispiel für den aktuellen Forschungstrend sind drucksensitive Sensorsysteme mit sogenannten taktilen Sensoren, wie sie in diesem Beitrag beschrieben werden.

Die Elektrifizierung des Antriebsstranges ist mit dem Ziel der „Sicherung einer nachhaltigen Mobilität“ verbunden mit der Suche nach Alternativen zum Erdöl inzwischen ein integraler Bestandteil der Strategie vieler Fahrzeughersteller. Innovationen im Bereich Elektromobilität werden sich langfristig jedoch nur durchsetzen, wenn sie einen echten Mehrwert für die Kunden generieren und ökonomisch im Einklang mit der Umwelt realisiert werden können. Die Bereitstellung einer flächendeckenden (öffentlichen, halb-öffentlichen) Infrastruktur zur Unterstützung der Nutzung und Marktaktivierung von Elektrofahrzeugen ist eine zentralen der künftigen Herausforderungen. Zur Standortplanung und Dimensionierung der Infrastruktur werden neue Planungsansätze und -methoden dringend benötigt.

Wesentliche Herausforderungen im Lebenszyklus von Produkten werden heute u.a. durch kundenindividuelle Produktvarianten und immer kürzere Entwicklungszyklen bestimmt. Die steigende Produktkomplexität geht zudem einher mit der Erhöhung der Produktqualität und verlangt die Anpassung der Organisation von Arbeitsabläufen und die Integration von informationstechnischen Hilfsmitteln. Diese sollen Prozesszeiten so kurz wie möglich halten, das Fehlerpotenzial verringern und komplexe Arbeitsschritte handhabbar machen. Ein Hilfsmittel, diese gestiegenen Anforderungen insbesondere bei manuellen Tätigkeiten zu beherrschen, ist die Augmented Reality Technologie. In diesem Beitrag wird anhand von Projektbeispielen des Fraunhofer IFF auf aktuelle Fragestellungen in Forschung und Anwendung eingegangen.

Bei steigender Anzahl von Endkunden und gleichzeitig kleineren Liefermengen ist es erforderlich, Transportketten flexibler zu gestalten. Vor allem im innerstädtischen Bereich wird zusätzlich eine Entlastung von großvolumigen Wirtschaftsverkehren gefordert, um die Verkehrs- und CO2-Belastung niedrig zu halten. Hier setzt das Konzept der kleinvolumigen Wirtschaftsverkehre auf Basis des Wechselbehälters an, der im Fernverkehr gebündelt wird, so dass etablierte Infrastrukturen zur Nutzung von Wechselbrücken integriert werden. Auf der „letzten Meile“ werden die Wechselbehälter bedarfsgerecht und zielgenau zum Endkunden vereinzelt. Unterstützt wird der Wechselbehälter durch innovative Informations- und Kommunikations- (IuK)-Technologien zum kontinuierlichen Tracking und Tracing der Ladungen sowie zur optimierten und energieeffizienten Routenplanung. Für die Kommissionierung der Wechselbehälterladungen werden Ansätze zur Automatisierung entwickelt und erprobt.

In vielen Fällen ist das digitale Engineering die einzig realistische Antwort auf wichtige Trends in der Industrie, etwa auf zunehmend individualisierte Produkte, stärker dezentralisierte Wertschöpfungsketten, höhere Produktkomplexität und -funktionalität sowie die notwendige Zeiteinsparung bis zur Markteinführung von Produkten. Das digitale Engineering hat bereits zu enormen technologiegetriebenen Veränderungen in der Produktentwicklung geführt. Iterationszyklen aus Entwicklung und Test können für spezialisierte Aufgabenstellungen bereits komplett in der virtuellen Welt durchgeführt werden. Weitere Fortschritte sind hier nur durch ein Zusammenspiel von Werkzeugen aus unterschiedlichen Domänen (z.B. mechanischer Konstruktion, Physiksimulation und Softwareentwicklung) zu erreichen. Der Beitrag stellt aktuelle Fragestellungen in der Forschung auf dem Weg zu verteilten, interoperablen Testumgebungen dar und belegt an zwei Anwendungsbeispielen aus den Bereichen der virtuellen ...

Effektives virtuelles Engineering in der Produktentwicklung setzt eine Durchgängigkeit in allen digitalen Entwurfprozessen, Werkzeugen, Daten und Workflows voraus. Während diese Durchgängigkeit auf der geometrischen Ebene weitgehend realisiert ist, steht man bei der funktionalen Produktbeschreibung noch am Anfang. Der Beitrag analysiert den Stand der Technik sowie aktuelle Probleme bei der Einführung dieser Prozesse und Tools in Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus. Im Weiteren werden Entwicklungsansätze und aktuelle Arbeiten der Autoren zur Schaffung durchgängiger digitaler Prozessketten im Produktentwicklungsbereich beschrieben.