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Die Digitalisierung der Textilproduktion

Die Digitalisierung der Textilproduktion

Entwicklung und Einsatz Experimentierbarer Digitaler Zwillinge
Heiko Matheis ORCID Icon, Guido Grau, Florian Mews, Lukas Schüller
Die Entwicklung von Textilprodukten ist mit hohem Material-, Zeit-, Personal- und Kostenaufwand verbunden. Bisher ist der Entwicklungsprozess geprägt von einer empirischen Vorgehensweise, die auf dem Knowhow langjähriger Fachkräfte beruht. Dieses Expertenwissen ist kaum dokumentiert und damit nicht beliebig abrufbar und reproduzierbar. Aufgrund des Fachkräftemangels und der Altersstruktur der Beschäftigten in der Textilbranche ist der langfristige Wissenstransfer gefährdet. Eine verlässliche Dokumentation der Prozesse durch digitale Zwillinge würde dem entgegenwirken. Der vorliegende Beitrag beschreibt die Entwicklung Experimentierbarer Digitaler Material-(EDMZ) und Prozesszwillinge (EDPZ) sowie deren Einsatz zur Realisierung eines digitalen Produktentwicklungsprozesses, was die Ramp-Up-Phase beschleunigt und die Entwicklungskosten um bis zu 60 % reduzieren kann.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 5 | Seite 37-41 | DOI 10.30844/IM_23-5_37-41
Die Automatisierungs­pyramide in der Industrie 4.0

Die Automatisierungs­pyramide in der Industrie 4.0

Wie der Digitale Steuerungszwilling die IT-Integration verändert
Wilmjakob Herlyn ORCID Icon
Die Integration der betrieblichen Anwendungen wird in der DIN IEC-62264 beschrieben und auch als Automatisierungspyramide bezeichnet [1]. Dieses Integrationsmodell wurde auf der Basis des Wasserfall Modells von MRP-II entwickelt, das für die damalige Zeit bahnbrechend war [2, 3, 4]. Hier werden die betrieblichen Anwendungen hierarchisch-sequenziell durchlaufen mit den bekannten Nachteilen: viele Schnittstellen, Zeitverzögerungen, Datenverluste, Inkonsistenzen. Das Modell wird den aktuellen informatorischen Möglichkeiten der Industrie 4.0 nicht mehr gerecht.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 5 | Seite 42-47
Fragiles Produktionsverhalten automatisiert erkennen

Fragiles Produktionsverhalten automatisiert erkennen

Früherkennung deterministisch-chaotischen Verhaltens in hochverfügbaren Produktionssystemen
Martin Manns ORCID Icon, Denny Höhnen
Routenflexibilität ermöglicht eine robuste, resiliente Gestaltung der Produktion. In hochverfügbaren, dezentral gesteuerten Produktionssystemen mit Zyklen im Materialfluss kann sie jedoch zu unerwünschtem deterministisch-chaotischen Verhalten führen. Dies kann Förderengpässe zur Folge haben, die dazu führen, dass die Systemverfügbarkeit in der Praxis hinter analytisch oder simulativ ermittelten Prognosen zurückbleibt. Im Beitrag wird eine Methode vorgestellt, die Ankunftszeiten analysiert und eine Messgröße für deterministisch-chaotisches Verhalten liefert. Mittels Algorithmen der Bildanalyse werden Daten aus speicherprogrammierbaren Steuerungen oder Embedded Systems ausgewertet. Anhand eines Beispiels eines Doppelgurtbandfördersystems wird gezeigt, dass sie sowohl im voll- als auch im teilautomatisierten Betrieb einsetzbar ist. Die Methode hat zudem das Potenzial, Industrie 4.0 Steuerungsprogramme nach IEC 61499 abzusichern.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 5 | Seite 17-21
Modellierung robuster Prozesse

Modellierung robuster Prozesse

Anforderungen an die Prozessmodellierungsmethode
Annika Lange ORCID Icon, Thomas Knothe ORCID Icon
Aufgrund disruptiver Störungen müssen produzierende Unternehmen ihre Robustheit verbessern, um den Störungen standzuhalten. In der Vergangenheit wurden im Kontext der Robustheit lediglich Infrastrukturen und Ressourcen betrachtet, die gesamte Vernetzung der Prozesse jedoch vernachlässigt. Diese müssen deshalb im Kontext der Robustheit eingehend untersucht werden. Für die Gestaltung und Analyse von Prozessen wird die Prozessmodellierung verwendet. In diesem Beitrag werden die Anforderungen an Modellierungsmethoden beschrieben und bewertet.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 5 | Seite 62-65
Modellierung von Einflüssen auf das Wire Arc Additive Manufacturing

Modellierung von Einflüssen auf das Wire Arc Additive Manufacturing

Tim Sebastian Fischer, Lennart Grüger ORCID Icon, Ralf Woll
Das Wire Arc Additive Manufacturing, kurz WAAM, ist ein additives Fertigungsverfahren, welches metallische Bauteile auf Grundlage des Lichtbogenschweißens fertigt. Additive Fertigung ist laut DIN EN ISO/ASTM 52900 ein Prozess, welcher Bauteile aus 3D-Modelldaten schichtweise herstellt. Die grundlegenden Komponenten sind ein Schweißgerät, welches die benötigte Energie zum Schmelzen des Metalldrahts in den Prozess einbringt sowie eine Führungsmaschine, welche die vorgegebene Geometrie des Bauteils abfährt. Anwendungsbereiche sind Rapid Prototyping und Tooling, Direct Manufacturing und Additive Repair. Die größten Vorteile stellen die kostengünstige Anlagentechnik und die hohen Abscheidungsraten dar. Nachteilig am Verfahren sind die mangelnde Prozessstabilität und Wiederholgenauigkeit. Der Beitrag soll dazu dienen, den Fertigungsprozess des WAAM-Verfahrens übersichtlich darzustellen, und dabei auf die komplexen Wechselwirkungen eingehen.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 5 | Seite | DOI 10.30844/IM_23-5_53-57
Optimierung intralogistischer Prozesse

Optimierung intralogistischer Prozesse

Ganzheitliche Betrachtung der Bereitstellstrategie in der Produktionsversorgung mithilfe mathematischer Modelle
Christina Braun, Lea Isfort
Die Nutzung von Daten ist für Unternehmen heutzutage von entscheidender Bedeutung. Sie helfen den Unternehmen dabei, fundierte Entscheidungen zu treffen und dadurch ihre Effizienz zu verbessern. Gerade die Logistikbranche bietet viele Ansatzpunkte für den Einsatz von Daten. So können etwa Warenströme präzise verfolgt werden, die Lagerverwaltung effektiver gestaltet oder Routen besser geplant werden. All diese Optimierungsansätze münden in einer Kostenreduzierung und schnelleren Lieferungen, welche die Wettbewerbsfähigkeit steigern können und den Anforderungen nach einer schnellen, zuverlässigen und transparenten Lieferkette gerecht werden. Im Forschungsprojekt Datenfabrik.NRW erarbeiten Expertinnen und Experten aus den Bereichen Produktion und Logistik an datengetriebenen Lösungen im realen Produktionsumfeld der Unternehmen CLAAS Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH und der Schmitz Cargobull AG. Unter anderem wird ein neuer Ansatz zur Optimierung der intralogistischen Prozesse ...
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 5 | Seite 58-61
Potenziale und Anwendung des Industrial Metaverse

Potenziale und Anwendung des Industrial Metaverse

Konvergenz von der Simulation bis zur Realität
Oliver Petrovic, Yannick Dassen, Christian Brecher
Der vorliegende Beitrag behandelt das Konzept des Industrial Metaverse und seine potenziellen Auswirkungen auf die produzierende Industrie. Dabei werden zunächst die Möglichkeiten des Industrial Metaverse allgemein erläutert und anschließend mögliche resultierende Funktionalitäten für die Produktionstechnik entlang des Lebenszyklus dargestellt. Für die beiden Themenfelder „Synthetische Datengenerierung“ und „Virtuelle Qualifizierung“ werden die Implikationen des Industrial Metaverse intensiver betrachtet.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 5 | Seite 27-32 | DOI 10.30844/IM_23-5_27-32
Prognoseverfahren in der Automobil- und Elektronikindustrie

Prognoseverfahren in der Automobil- und Elektronikindustrie

Eine vergleichende Analyse von Verfahren und Modellen
Joseph W. Dörmann, Shobith Ramakrishnaiah
In diesem Beitrag werden verschiedene Prognoseverfahren und -modelle zur Vorhersage von kritischen Situationen in den Supply Chains von Unternehmen in der Automobil- und Elektronikindustrie untersucht, wobei der Schwerpunkt auf deutschen Unternehmen liegt. Anhand eines Vergleichs der Leistungsfähigkeit branchenüblicher Modelle soll eine Empfehlung eines Best-Practice-Modells für die Branche ermittelt werden. Um die Anwenderbarkeit der Modelle und der einhergehenden Erkenntnis aufzuzeigen, werden reale Geschäftsszenarien diskutiert, die die Rolle des Risikomanagements in den Abteilungen Einkauf/Beschaffung oder Supply Chain Management umfassen. Im Vergleich wurde ermittelt, dass das effektivste Modell für die Vorhersage von Krisen in der Automobilindustrie das Vector-Auto-Regressionsverfahren/VAR-Modell ist, während das Early-Warning-System/EWS-Modell am besten für die Elektronikindustrie geeignet ist. Darüber hinaus wurden die wichtigsten Risikofaktoren ermittelt, die ...
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 5 | Seite 6
Resilienzanalyse in der Logistik

Resilienzanalyse in der Logistik

Best-Practice-Ansätze ausgewählter Akteure
Boris Zimmermann, Philipp Knauf
Im Folgenden soll die Verbesserung der Resilienz in der Logistik im Gegensatz zum Lean Management analysiert werden. Dabei werden zunächst mögliche Erfolgsfaktoren der Resilienz identifiziert, darunter Agilität, Redundanz in Form von Kapazitätsreserven, Prozesstransparenz, Management von Personal und Risiko, Supply Chain Management und die Bildung von Liquiditätsreserven. Durch acht persönliche Interviews bei marktführenden Logistikunternehmen sollen genannte Erfolgsfaktoren geprüft werden. Ziel ist folglich die Identifizierung von Best-Practice-Ansätze zur Verbesserung der Resilienz sowie die Untersuchung möglicher Konflikte mit den Zielen des Lean Managements.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 4 | Seite 50-54 | DOI 10.30844/IM_23-4_50-54
Roboterbasierte Montageautomatisierung im Mittelstand

Roboterbasierte Montageautomatisierung im Mittelstand

Hemmnisse, Treiber und Implikationen
Aaron Zinßer, Fabian Diefenbach ORCID Icon, Arik Lämmle ORCID Icon
Durch Megatrends wie Mass Customization verkürzen sich die Produktlebenszyklen immer weiter, während die Variantenvielfalt stark ansteigt. Dadurch entstehen neue Herausforderungen für die Produktion, insbesondere in der Montage. Zur Lösung dieser Problemstellungen kann die Automatisierung der Montage ein wichtiges Hilfsmittel sein. Dieser Beitrag gibt Einblick in eine Studie, in der Experten aus mittelständischen Unternehmen zur genannten Thematik befragt wurden. Er zeigt die bestehenden Hemmnisse sowie Treiber der Automatisierung auf und leitet Handlungsmaßnahmen für KMU ab, wie diese eine zukunftsfähige Produktion in Deutschland aufrechterhalten können.
Industrie 4.0 Management | 39. Jahrgang | 2023 | Ausgabe 4 | Seite 21-24 | DOI 10.30844/IM_23-4_21-24
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