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Green Productivity in der Circular Economy

Green Productivity in der Circular Economy

Steigerungspotenziale durch die Digitalisierung
Verena Luisa Aufderheide ORCID Icon
Die Circular Economy (CE) ist eine Wirtschaftsform, die die Nutzung von Produkten und Ressourcen verlängert, indem diese im Kreislauf geführt werden. Die lineare Supply Chain (SC) wird somit zu einer zirkulären SC. Für die Wiederaufbereitung von Produkten und für das Recycling sind jedoch weitere Inputs notwendig. Außerdem entstehen bei diesen Prozessen zusätzliche Umweltbelastungen. Fraglich ist daher, ob sich die Kreislaufführung von Produkten nur aus finanzieller, ökonomischer Sicht lohnt oder auch unter ökologischen Aspekten Vorteile mit sich bringt. Ein Ansatz, der die ökonomische Auswirkung eines Produkts ins Verhältnis mit der ökologischen Auswirkung setzt, ist der Green Productivity Index (GPI). Nachfolgend wird dieser für die CE weiterentwickelt. Weiter untersucht der vorliegende Beitrag, wie sich die Digitalisierung auf die Green Productivity (GP) der CE auswirkt und an welchen Stellen ein Steigerungspotenzial durch die Digitalisierung entsteht.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 2 | Seite 41-45
Industrieroboter in der Additiven Fertigung

Industrieroboter in der Additiven Fertigung

Norbert Babel
Der Einsatz von Industrierobotern in der Additiven Fertigung erfährt in den letzten Jahren eine steigende Anwendung. Insbesondere aufgrund des voluminösen Bauraums und der großen Flexibilität sind diese für eine Herstellung von großvolumigen, individualisierten Bauteilen prädestiniert. Durch die vielachsigen Bewegungsmöglichkeiten des, am Endeffektor angebrachten Druckkopfs in Verbindung mit einer Schwenkkippeinheit der Bauplattform, kann auf Stützstrukturen verzichtet werden, was einen großen wirtschaftlichen Vorteil darstellt.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 2 | Seite 60-63
Integration agiler Produktentwicklung und Ökodesign bei KMU

Integration agiler Produktentwicklung und Ökodesign bei KMU

Lösungsstrategien für umweltverträgliche Produkte und Produktionsprozesse im Kontext von Kleinunternehmen
Manuel Löwer, Tim Katzwinkel, Dominik Limbach
Die anhaltende politische und gesellschaftliche Forderung nach umweltverträglichen Produkten setzt Unternehmen zunehmend unter Druck. Insbesondere kleine und mittelständische Unternehmen müssen nun schnell Lösungen für diese Anforderungen finden oder entwickeln. In diesem Beitrag wird daher ein methodischer Ansatz vorgestellt, der die bewährten Strategien agiler Produktentwicklungsmethoden mit den etablierten spezifischen Aktivitäten des sogenannten Ökodesigns (engl. „Ecodesign“) verbindet. Die Methodik wird zunächst theoretisch erörtert und dann anhand einer Fallstudie eines Handwerkszeugs in einem realen Unternehmenskontext experimentell evaluiert und diskutiert.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 2 | Seite 46-50 | DOI 10.30844/IM_23-2_46-50
Klimaneutralität und Digitalisierung

Klimaneutralität und Digitalisierung

Ein reifegradbasierter Ansatz zur Identifikation von Stellhebeln in der Produktion
Stefan Seyfried ORCID Icon, Lukas Martin, Matthias Weigold ORCID Icon
Klimaneutralität und Digitalisierung sind zwei zukunftsrelevante und miteinander verknüpfte Themenfelder, die für produzierende Unternehmen zunehmend an Bedeutung gewinnen. Doch gerade für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) ist es oft schwierig, einen Überblick über die Konzepte und konkreten Maßnahmen in diesen Themenfeldern zu erhalten. In diesem Artikel wird ein Reifegradmodell vorgestellt, welches Unternehmen eine praktische Hilfestellung bietet, die Ziele Klimaneutralität und Digitalisierung zu verbinden und für das Unternehmen geeignete (Digitalisierungs-)Maßnahmen zu identifizieren, welche die Transformation in Richtung einer klimaneutralen Produktion unterstützen.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 2 | Seite 51-55
KI-gestützte Optimierung repetitiver Prozesse

KI-gestützte Optimierung repetitiver Prozesse

Eine Kodierungstechnik für repetitive Prozesse in der evolutionären Optimierung
Christina Plump, Rolf Drechsler, Bernhard J. Berger
Optimierung ist eine wesentliche Fragestellung in vielen Kontexten. Sei es Ressourcen-, Zeit-, Personal- oder nicht zuletzt auch Kosteneffizienz, regelhaft müssen Prozesse, Einstellungen, Zusammensetzungen - die Liste ließe sich beliebig fortsetzen − optimiert werden. Um das Optimierungsproblem zu lösen, gibt es viele unterschiedliche Techniken. Eine besondere Klasse stellen die evolutionären Algorithmen dar, sie zählen zu den populationsbasierten, heuristischen Verfahren. Sie erlauben auch die Optimierung von Problemen mit vielen lokalen Optima oder stark durch Nebenbedingungen eingeschränkten Suchräumen. Gleichzeitig sind sie in der Lage, im Rahmen eines einzelnen Optimierungslaufs mehrere Lösungsmöglichkeiten vorzuschlagen. Ein besonderer Aspekt bei der Verwendung von evolutionären Algorithmen ist die Wahl der korrekten Kodierung oder die wohldefinierte Spezifikation einer Kodierung. Insbesondere bei der Optimierung eines Prozesses, der aus sich wiederholenden ...
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 1 | Seite 19-22 | DOI 10.30844/IM_23-1_19-22
KI als Planungsassistenz in der Kontraktlogistik

KI als Planungsassistenz in der Kontraktlogistik

Überwachtes Lernen zur Vorhersage von Prozessschritten in der Planung von Logistikprozessen
Marius Veigt, Lennart M. Steinbacher, Michael Freitag ORCID Icon
Der Wettbewerbsdruck in der Kontraktlogistikbranche ist groß. Logistikanbieter müssen schnell und mit überzeugenden Konzepten auf Ausschreibungen reagieren. Dieser Beitrag zeigt erste Ansätze, wie die Prozessplanung der Logistik im Ausschreibungsmanagement mit Methoden des überwachten Lernens beschleunigt werden kann. Unter der Prämisse, dass ähnliche Prozesse aus vergangenen Projekten auf ein neues Projekt übertragen und angepasst werden können, schlägt ein KI-basiertes Assistenzsystem während der Planung mittels Methoden des überwachten Lernens geeignete Prozessschritte in Form von MTM-Codes (Methods-Time Measurement) vor. Dieses Vorgehen beschleunigt die Prozessplanung und kann zu einer Steigerung der Qualität der geplanten Logistikkonzepte führen.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 1 | Seite 9-13
Mein Kollege ist ein Roboter

Mein Kollege ist ein Roboter

Akzeptanz der kollaborativen Robotik in Lagerhäusern
Frederic Jacob, Eric Grosse ORCID Icon, Stefan Morana, Cornelius J. König
Die Lagerhaltung ist in vielen Unternehmen sehr arbeits- und kosten­intensiv. Die Digitalisierung und Automatisierung von manuellen Lagerprozessen können die Effizienz steigern, Kosten senken und Mitarbeitende entlasten. Dabei finden kollaborative Roboter, die sich Arbeitsaufgaben mit Mitarbeitenden teilen, zunehmend Anwendung in Lagerhäusern. Der unreflektierte Einsatz solcher Roboter kann jedoch die Akzeptanz der Mensch-Roboter-Kollaboration negativ beeinflussen. Verschiedene Einflüsse wie Angst vor Arbeitsplatzverlust, höherer kognitiver Stress, erwarteter Mehraufwand oder die Sorge vor Verletzungen können die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter behindern und sich negativ auf den wirtschaftlichen Nutzen auswirken. Dieser Beitrag stellt mögliche Barrieren für die Akzeptanz der kollaborativen Robotik in Lagerhäusern vor und diskutiert Handlungsempfehlungen für eine menschzentrierte, nachhaltige Mensch-Roboter-Kollaboration.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 1 | Seite 23-26 | DOI 10.30844/IM_23-1_23-26
Methoden für die Gestaltung der Unternehmensarchitektur

Methoden für die Gestaltung der Unternehmensarchitektur

EAM als Enabler für die Konzipierung übertragbarer KI-Lösungen
Arno Kühn, Arthur Wegel ORCID Icon, Jonas Cieply ORCID Icon
Laut acatech [1] gewinnt Künstliche Intelligenz (KI) zunehmend an Bedeutung für den Erfolg produzierender Unternehmen. Die entstehenden datengetriebenen Lösungen im Bereich der Produktion sind gekennzeichnet durch ihre Vielfalt. Sowohl die Prozesse, in denen die Lösungen eingesetzt werden, als auch der Standort (verschiedene Fabriken, Fabrikteilbereiche, etc.) der Lösungen unterscheiden sich. Häufig werden die Lösungen zudem kaum über die Pilotgrenzen hinaus skaliert. Am Ende eines KI-Projekts sind die Ziele eines Anwendungsfalls erfüllt, für die IT-Systemlandschaft kommt jedoch oft eine weitere Insellösung hinzu. Die entstehenden Daten werden nicht weiter verwertet, eine aufwändige Wartung macht die gewonnenen Effizienzen zunichte.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 1 | Seite 37-42 | DOI 10.30844/IM_23-1_37-42
Optische Erfassung von Messwerten

Optische Erfassung von Messwerten

Maschinelle Lernverfahren zur Digitalisierung manueller Ablese- und Messvorgänge
Matthias Mühlbauer, Hubert Würschinger, Nico Hanenkamp, Svyatoslav Funtikov
Im Fabrikbetrieb kommen häufig Messmittel zum Einsatz, bei denen noch keine automatische Abspeicherung oder Weiterverarbeitung des gemessenen Werts erfolgt. Mitarbeiter müssen in diesem Fall den Messwert manuell erfassen und weiterverarbeiten. Folgend wird ein Ansatz zur optischen Erfassung und Digitalisierung von Messwerten mithilfe Maschineller Lernverfahren vorgestellt. Dies soll zur Entlastung der Mitarbeiter beitragen, Ablesefehler reduzieren sowie eine automatisierte Dokumentation ermöglichen.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 1 | Seite 43-47 | DOI 10.30844/IM_23-1_43-47
Predictive Manufacturing

Predictive Manufacturing

Ein Intelligentes Überwachungssystem zur Erkennung von Anomalien im 3D-Druck
Benjamin Uhrich, Shirin Lange, Miriam Louise Carnot, Martin Schäfer
Beim selektiven Laserschmelzen wird Metallpulver schichtweise aufgeschmolzen und mit dem bereits gefertigten Bauteil verschmolzen. Innerhalb dieses Prozesses entstehen vermeidbare fehlerhafte Schichten. Derartige Fehler sind erst durch verschiedene Druck- und Zugfestigkeitsexperimente nach dem Druck feststellbar. Dieses Vorgehen ist kostenintensiv und ineffizient.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 1 | Seite 27-31 | DOI 10.30844/I4SE.23.1.88
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