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Digitale Abbilder als Basis Digitaler Zwillinge im Anlagenbau

Digitale Abbilder als Basis Digitaler Zwillinge im Anlagenbau

Besonderheiten, Herausforderungen und Lösungsansätze
Bernhard Saske, Sebastian Schwoch, Kristin Paetzold, Max Layer, Sebastian Neubert, Jonathan Leidich, Peter Robl
Die Nutzung Digitaler Zwillinge birgt vielfältige Anwendungsfälle und Chancen zur Optimierung von Prozessen entlang des gesamten Lebenszyklus technischer Systeme. Jedoch trifft das Konzept im Anlagenbau auf spezifische Besonderheiten innerhalb der Entwicklung, der Errichtung sowie dem Betrieb der Anlagen. Dieser Beitrag erläutert diese Besonderheit und die daraus folgenden Herausforderungen für die Erstellung und die Anwendung Digitaler Zwillinge im Anlagenbau. Als Lösungsansatz wird das Digitale Abbild als Grundlage Digitaler Zwillinge sowie dessen Konzept, Voraussetzungen und Potenziale vorgestellt.
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 5 | Seite 21-24 | DOI 10.30844/IM_22-5_21-24
Digitale Produktoptimierung zur Nutzung der additiven Fertigung

Digitale Produktoptimierung zur Nutzung der additiven Fertigung

Michael Wahl, Martin Bonenberger, Julian Morbach, Adrian Huwer ORCID Icon, Lauri Hoffmann
Die additive Fertigung, d. h. der Druck von dreidimensionalen Werkstücken aus unterschiedlichen Materialien, bietet die Möglichkeit schnell funktionsfähige Prototypen herzustellen. Einen wichtigen Baustein zur schnellen Umsetzung funktionaler Produktideen bietet die digitale Optimierung. Basierend auf digitalen Modellen wird das Produkt virtuell optimiert und immer weiter verbessert. Ist das Produkt digital hinsichtlich seiner Eigenschaften optimiert, erfolgt eine Überprüfung und ggf. einer Anpassung hinsichtlich der additiven Fertigung. Im Anschluss wird das Produkt gefertigt, nachbearbeitet und abschließend getestet. Der Beitrag zeigt die Optimierungsmöglichkeiten am Beispiel eines Dispensers aus der Lebensmittelindustrie. Ein bestehendes Bauteil wird digitalisiert, an dem digitalen Modell eine Strömungsoptimierung durchgeführt und das verbesserte Produkt additiv gefertigt.
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 5 | Seite 25-29 | DOI 10.30844/IM_22-5_25-29
Digitale Zwillinge in der Lebensmittelversorgung

Digitale Zwillinge in der Lebensmittelversorgung

Ein Überblick über das Potenzial und die Herausforderungen von Digitalen Zwillingen für die Lebensmittelversorgung
Christian Krupitzer, Elia Henrichs
Der Lebensmittelsektor steht vor zahlreichen Herausforderungen: die Auswirkungen des Klimawandels, die Notwendigkeit, eine wachsende Bevölkerung zu ernähren, Lebensmittelverluste und -verschwendung sowie ineffiziente Produktionssysteme. Ein vielversprechender Ansatz zur Bewältigung dieser Herausforderungen sind digitale Zwillinge, die durch die Integration von Echtzeit- und realen Daten ein digitales Abbild physischer Einheiten schaffen. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über Anwendungen des digitalen Zwillings in der Lebensmittelindustrie und analysiert deren Herausforderungen und Potenziale auf der Grundlage einer Literaturübersicht zur Untersuchung von Anwendungen des digitalen Zwillings in der Lebensmittel-Lieferkette.
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 5 | Seite 17-20 | DOI 10.30844/IM_22-5_17-20
Eine empirische Analyse zur Technik­akzeptanz von robotergestützter Prozessautomatisierung (RPA)

Eine empirische Analyse zur Technik­akzeptanz von robotergestützter Prozessautomatisierung (RPA)

Jörg von Garrel, Jonas Geist
Auf Basis theoretisch-empirischer Erkenntnisse, die im Rahmen des Beitrags „Technikakzeptanz von robotergestützter Prozessautomatisierung (RPA) (Teil 1)“ dargestellt worden sind, stellt dieser Beitrag die Ergebnisse einer empirischen Studie zur Akzeptanz von robotergestützter Prozessautomatisierung (RPA) mittels Strukturgleichungsmodells dar. Diese Befragung ist bei einer deutschlandweit verteilten Finanzabteilung der Unternehmenseinheit „Smart Infrastructure - Digital Grid“ eines globalen Technologieunternehmens durchgeführt worden.
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 5 | Seite 40-44
Die Bearbeitungsgenauigkeit beim Fräsen optimieren

Die Bearbeitungsgenauigkeit beim Fräsen optimieren

Einfluss der Frässpindel-Orientierung bei Industrierobotern
Bernd Kuhlenkötter ORCID Icon, Dennis Möllensiep, Lars N. Josler
Industrieroboter finden zunehmend Anwendung bei Bearbeitungsprozessen. Hier weisen die Roboter bedingt durch ihre vergleichsweise geringe Steifigkeit eine deutlich höhere Abdrängung des Endeffektors, als herkömmliche CNC-Maschinen, auf. Dieser Beitrag stellt einen Ansatz zur Minimierung solcher Abdrängungen des Werkzeugs durch die Ausnutzung der rotatorischen Freiheitsgrade an der Frässpindel vor. Hierzu wurde die Abdrängung des Endeffektors bei unterschiedlichsten Orientierungen der Frässpindel mittels eines Strukturmodells untersucht.
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 5 | Seite 53-56 | DOI 10.30844/IM_22-5_53-56
Flexibles Referenzmodell zur Planung und Optimierung der Produktion (Teil 2)

Flexibles Referenzmodell zur Planung und Optimierung der Produktion (Teil 2)

Generierung digitaler Fabrikmodelle durch den digitalen Zwilling
Jürgen Köbler, David Wußler, Michael Schlecht, Sarah Kirchenbaur, Roland de Guio, Max Blöchle, Benedikt Schwaiger
In dem ersten Teil dieses Beitrags, welcher in der Industrie 4.0 Management Ausgabe 5/2021 erschienen ist, wurde das Referenzmodell bereits in seinen wesentlichen Grundzügen erläutert [1]. Im zweiten Teil soll die Weiterentwicklung zu einem flexiblen Referenzmodell aufgezeigt werden. Der Fokus liegt auf die Implementierung von weiteren Planungstools, und die Implementierung von KI-Tools zur Erreichung eines dynamischen Produktionsengineerings in Form einer ganzheitlichen und integrierten Fabrikplanung.
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 5 | Seite 45-48 | DOI 10.30844/IM_22-5_45-48
Interaktiver 8D für die nachhaltige Problemlösung

Interaktiver 8D für die nachhaltige Problemlösung

Eine wissensbasierte IT-Unterstützung für die strukturierte 8D-Problemlösung in der Automobilindustrie
Martin Kempel, Ralph Richter, Jochen Deuse ORCID Icon, Lukas Schulte
Der Erfolg eines Produkts im Markt hängt - bei vorhandener Nachfrage - davon ab, inwieweit die Anforderungen der verschiedenen Anspruchsgruppen mit adäquatem Einsatz von Ressourcen befriedigt werden. Die Automobilindustrie ist geprägt durch umfangreiche Anforderungen an innovative und zuverlässige Produkte. Die Grundlage für das hohe Qualitätsniveau ist der lückenlose Einsatz von Qualitätsmanagementsystemen zur Planung, Lenkung und Verbesserung der Qualität entlang der Wertschöpfungskette nach IATF 16494:2016 und ISO 9001:2015. Im Zuge der Elektrifizierung des Antriebsstanges ist die Automobilindustrie derzeit gezeichnet durch die Entwicklung und den Produktionsstart zahlreicher innovativer Produkte. Trotz der Verwendung weitreichender präventiver Qualitätsmaßnahmen treten insbesondere im Produktionshochlauf vermehrt Nichtkonformitäten auf, die von Produktionsstillständen bis hin zu Lieferproblemen und erheblichen Mehrkosten führen können. Die Behebung dieser ...
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 5 | Seite 35-39
Künstliche Intelligenz für interne Videos nutzen

Künstliche Intelligenz für interne Videos nutzen

Michael Kummer
Im Gedächtnis eines jeden Mitarbeiters sind riesige Mengen an Informationen gespeichert. Funktionsweisen eines Produkts, bewährte Verfahren in Abteilungen, kundenspezifische Informationen, allgemeine Markt- und Wettbewerbskenntnisse etc. Dieses Fachwissen ist in den meisten Unternehmen ein blinder Fleck. Wie schafft man es also unternehmensinternes Know-how verfügbar zu machen? Und das in einer Zeit, in der viele Mitarbeiter Remote, im Home Office, sogar über Länder oder Kontinente hinweg arbeiten?
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 5 | Seite 61-63
Mehrdimensionales Reifegradmodell für Digitale Zwillinge

Mehrdimensionales Reifegradmodell für Digitale Zwillinge

Methode zur systematischen Klassifikation und Bewertung
Michael Lütjen ORCID Icon, Eike Broda, Jan-Frederik Uhlenkamp, Jasper Wilhelm, Michael Freitag ORCID Icon, Klaus-Dieter Thoben ORCID Icon
Digitale Zwillinge sind ein wichtiger Bestandteil des Industrie 4.0-Gedankens. Sie spiegeln physische Güter in der digitalen Welt wider und erweitern diese mit zusätzlichen Fähigkeiten und Funktionen zur Analyse, Prognose und Entscheidungsfindung. Aufgrund der vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten von Digitalen Zwillingen sind auch ihr Design und ihre Implementierung sehr vielfältig. Diese Publikation leistet einen Beitrag zur Klassifikation und Bewertung von Digitalen Zwillingen mittels eines mehrdimensionalen Reifegradmodells. Die präsentierte Methode „DT-Assess“ ermöglicht eine anwendungsspezifische Bewertung von Digitalen Zwillingen. Die Entwicklung der Methode folgte der Vorgehensweise zur Entwicklung von Reifegradmodellen für das IT-Management. Das entwickelte Reifegradmodell besteht aus sieben Kategorien mit insgesamt 31 zu bewertenden Merkmalen. Die systematische Evaluation in fünf Anwendungsszenarien erlaubt erstmalig eine Einordnung der jeweiligen „Digitale ...
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 5 | Seite 7-11
Smart Connected Solutions

Smart Connected Solutions

Status Quo in der Praxis, Herausforderungen und initiale Handlungsempfehlungen für Industrieunternehmen
Jonas Peter
Resultierend aus technologischem Wandel und steigendem Konkurrenzdruck, stoßen traditionelle Industrieunternehmen oft an ihre Grenzen, langfristig marktfähig zu bleiben [1, 2]. Im Rahmen dieser Entwicklungen nimmt die Bedeutung von zusätzlichen digitalen Dienstleistungen zu [3, 4]. Gleichzeitig verändern sich Industrieprodukte zu komplexen Systemen, bei denen das Zusammenspiel aus Software, Hardware und Daten im Vordergrund steht. Hierbei umfassen Smart Connected Solutions (SCS) datenbasierte und serviceorientierte Lösungen für das Unternehmensportfolio [1, 5]. In diesem Kontext ist der Wandel zu SCS-Geschäftsmodellen ein essenzieller strategischer Handlungsspielraum [1, 6]. Dieser Beitrag liefert Erkenntnisse aus der Praxis zum SCS-Reifegrad, zu Herausforderungen beim Aufbau von SCS-Geschäftsmodellen sowie zu Handlungsempfehlungen für Industrieunternehmen.
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 5 | Seite 57-60
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