I4S+ Exklusiv für Abonnenten

Produktionsziele der Smarten Fabrik sollen mithilfe digitaler Kontrollflüsse unterstützt werden. Dieser Beitrag beschreibt dazu ein Konzept, welches die Struktur operativer Informationsflüsse als Elemente eines Regelkreises versteht. Unter dem Begriff Digitaler Regelkreis werden hierbei technische Regelungsansätze, Elemente der Geschäftsprozesse sowie vertikale und horizontale Informationen betrieblicher Anwendungssysteme zusammengeführt. Die gemeinsame Ausrichtung der unterschiedlichen Perspektiven erfolgt dabei anhand operativer Prozessziele der Wertschöpfung. Der Ansatz des Digitalen Regelkreises wird abschließend in einer Fallstudie bewertet.

Bei Mensch-Roboter-Kollaborationen (MRK), in denen der Mitarbeiter direkt neben dem Roboter arbeitet - wie es bei Anwendungsfällen in der bisher rein manuellen Montage häufig der Fall ist - ist die Wirtschaftlichkeit häufig nur schwer darstellbar. Daher ist bei der Gestaltung von MRK-Anwendungen in der Montage bereits in der ersten Planungsphase der Fokus auf die Sicherstellung der Wirtschaftlichkeit zu legen. Im Forschungsprojekt ROKOKO wurden dazu drei Hinweise für eine wirtschaftliche Gestaltung eines MRK-Anwendungsfalles gewonnen: Erstens die Wirtschaftlichkeit bereits in früher Projektphase überprüfen, zweitens den Kollaborationsgrad möglichst geringhalten und drittens dem Roboter möglichst gleichartige Aufgaben geben. Bei der frühen Überprüfung der Wirtschaftlichkeit hilft eine aus Erfahrungswerten aufgestellte, einfache Kalkulationstabelle mit hinterlegten Kostenbausteinen, mit der sich - in Abhängigkeit vom Komplexitätsgrad des Anwendungsfalles - eine erste ...

Produzierende Unternehmen müssen effizient und wirtschaftlich arbeiten, gleichzeitig aber kompromisslos Qualität liefern. Denn Kunden sind anspruchsvoll, und in manchen Branchen gilt gar eine Null-Fehler-Toleranz. Häufig findet die Qualitätskontrolle noch manuell und zeitversetzt statt. Das ist eine aufwendige, monotone und oft unbequeme Arbeit. Zudem können Fehler erst spät korrigiert werden. Mithilfe von Künstlicher Intelligenz lässt sich die visuelle Qualitätskontrolle dagegen automatisieren, in Echtzeit durchführen und in den Produktionsprozess integrieren. Sie wird dadurch genauer, effizienter und kostengünstiger. Was man für ein solches Projekt braucht und wie man es in der Praxis am besten umsetzt, zeigt der folgende Beitrag.

Künstliche Intelligenz (KI) und Lernende Systeme bieten enormes wirtschaftliches Potenzial und sind Treiber des digitalen Wandels. Sie verändern die Wertschöpfungsketten, Geschäftsmodelle und Beschäftigungsstrukturen in der Industrie radikal. Traditionelle Produkte werden in nahezu allen Branchen durch datengetriebene Services erweitert. Um mit dem internationalen Wettbewerb Schritt zu halten, müssen Unternehmen ihre Betriebsdaten mithilfe Künstlicher Intelligenz wirtschaftlich nutzbar machen und damit neue Geschäftsmodelle ermöglichen - und zwar besser heute als morgen.

In der heutigen Industrie 4.0 müssen variantenreiche Robotersysteme eingesetzt werden, die mit Menschen kooperieren, um die Produktion flexibel auf Kundenwünsche anzupassen. Hierfür wird nachfolgend ein Ansatz vorgestellt, der die Steuerungssoftware mit Standard-Funktionsbausteinen für verschiedene Achsengruppen modular zusammenstellt und mit einem digitalen Zwilling in der Simulation erprobt. Die Robotersimulation basiert auf der Spielesoftware UnReal und kann durch Vorgabe der Denavit-Hartenberg-Parameter leicht auf unterschiedliche Kinematiken angepasst werden. Nach erfolgreicher virtueller Inbetriebnahme wird der Roboter durch Einzelachsen ebenso modular zusammengesetzt wie die Steuerungssoftware. Je nach Anwendung können Achsen hinzugefügt oder weggelassen werden. Der Ansatz ermöglicht einen schnellen und einfachen Entwurf des Robotersystems, seiner Steuerungssoftware und der Simulation für unterschiedliche Bewegungsaufgaben in der digitalen Fabrik.

Der Einsatz vollautonomer Systeme ist aufgrund variabler Systemumgebungen oder geringer Stückzahlen nicht in allen Anwendungsfeldern wirtschaftlich. Semi-autonome Systeme können hier helfen, den Menschen zu entlasten, da ein Bediener jederzeit die Kontrolle über das System übernehmen kann. Dieser Beitrag stellt einen neuartigen, auf dem digitalen Zwilling aufbauenden, Ansatz für die Mensch-Technik-Interaktion (MTI) mittels adaptiver Automation vor. An einem Fallbeispiel wird gezeigt, wie der Bediener eines Cyber-Physischen Systems (CPS) in spezifischen Aufgaben durch einen modularen digitalen Zwilling (mDT) unterstützt werden kann. Dies erlaubt die Unterscheidung zwischen kurzfristigen Signaländerungen und langfristiger Verhaltensmodifikation. Mit dem vorgestellten Konzept können semi-autonome Systeme für Anwendungsgebiete entwickelt werden, in denen der Einsatz autonomer Systeme aufgrund komplexer und variabler Systemumgebungen oder geringer Stückzahlen bisher nicht gegeben ...

Auch wenn die Aufmerksamkeit der Massenmedien sich längst anderen Technologien zugewandt hat, die Bedeutung der Blockchain-Technologie kristallisiert sich immer deutlicher heraus. Dieser Beitrag beschreibt in Kurzform die Technologie und zeigt an einem Anwendungsbeispiel, wie der Einsatz der Blockchain-Technologie in der Telekommunikations-Industrie zum Vorteil aller miteinander verknüpft werden könnte. Die Tatsache, dass unser Internet in seiner existierenden Struktur durch die steigende Anzahl an Zugriffen über mobile Endgeräte immer langsamer wird, ist u. a. an den Streamingdienstleistungen zu beobachten. Die fortschreitende Digitalisierung produziert digitale Daten in einem ungeahnten Ausmaß. Die Sicherung dieser Daten in stabilen Netzwerken bei gleichzeitig hoher Übertragungsgeschwindigkeit ist die Herausforderung.

Derzeit existieren viele optimistische Erwartungen an die neue, wenig verstandene Technologie „Blockchain“. In diesem Beitrag wird das Einsatzpotenzial von Blockchains im Supply Chain Management (SCM) kritisch analysiert. Im Kontext des SCM versprechen Blockchains insbesondere Transparenz und Rückverfolgbarkeit. Es zeigt sich, dass die Erwartungen nicht immer erfüllt werden können, da Blockchains viele ihrer originär positiven Eigenschaften verlieren, wenn sie im Bereich des SCM eingesetzt werden. Dies liegt insbesondere daran, dass in Supply Chains (SC) sowohl eine digitale Ebene (Informationen) als auch eine physikalische Ebene (Waren) existiert. Im originalen Einsatzgebiet von Blockchains - den Kryptowährungen - existiert lediglich die digitale Ebene. Auch die Blockchaintechnologie wird die Koordinierungsprobleme innerhalb von Wertschöpfungsnetzwerken nicht lösen, ohne dass die einzelnen Unternehmen bereit sind, teure IT-Schnittstellen zu implementieren und sensible ...

Die Rolle der Finanzfunktion eines Unternehmens wird generell als nicht besonders innovativ angesehen. Viele assoziieren diese Unternehmensfunktion mit Bilanzen, Cashflow-Analysen und Excel-Tabellen. Mit dem Aufkommen der Blockchain-Technologie könnte sich diese Auffassung jedoch grundlegend verändern und neben der Finanzfunktion auch zahlreiche weitere Unternehmensdomänen zu strategisch agierenden Treibern von Innovation verlagern. Dies gilt insbesondere für Unternehmen, die im industriellen Umfeld tätig und von der Maschine Economy beeinflusst sind. Mit dem Aufkommen von Big Data und anderer Technologien wie dem Internet of Things (IoT) oder Artificial Intelligence (AI) begann die vierte industrielle Revolution, die auch als Industrie 4.0 bezeichnet wird.

Die digitale Transformation schreitet immer weiter voran. Sie wird als „vierte industrielle Revolution“ betitelt und hat eine umfassende Vernetzung aller Lebens- und Wirtschaftsbereiche zur Folge. Sie ist der Haupttreiber des sozialen, wirtschaftlichen und ökologischen Wandels. Im Zuge dieses Wandels werden immer wieder neue Technologien entwickelt und Themen wie Künstliche Intelligenz, Big Data Analytics oder Blockchain rücken in den Fokus von Unternehmen und der breiten Öffentlichkeit. Ein Beispiel dieser schnellen Entwicklung stellt die Blockchain-Technologie und ihr erster Anwendungsfall Bitcoin dar. Dies ist die Fortsetzung eines zweiteiligen Beitrages, dessen erster Teil in der Ausgabe 6/2019 von Industrie 4.0 Management erschienen ist.