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Der Entwurf und die Simulation komplexer mechatronischer und verteilter intelligenter Systeme erfordern eine einheitliche Systemmodellierungs- und Programmiersprache. Dieser Beitrag stellt JavaScript als eine vereinheitlichte Modellierungs- und Programmiersprache vor, indem JavaScript mit einem semantischen Typsystem JST erweitert wird, um die Lücke zwischen Modellen und Implementierungen zu schließen. Daraus resultiert die JS+ Superset-Sprache, die Typisierung, Modellierung und Programmierung kombiniert. Es werden verschiedene Modelldomänen und ihre Beziehung zum JS+-Programmierungsmodell einschließlich einiger generischer Transformationsregeln am Beispiel eines sensorischen Materials gezeigt. Schließlich wird das Multidomain-Simulationswerkzeug SEJAM eingeführt, das physikalische und datenverarbeitende Simulation mit Agenten kombiniert.

Im Rahmen der Digitalisierung als Basis der Industrie 4.0 stehen insbesondere kleine und mittlere Unternehmen (KMU) vor der Herausforderung der vertikalen und horizontalen Datenintegration. Diese gelingt mittels der Vernetzung der Unternehmensleitebene mit der Produktionsebene. Die bislang hierfür genutzten Systeme wie Enterprise Resource Planning (ERP) oder selbstentwickelte Softwarelösungen werden dafür immer häufiger durch Manufacturing Execution Systeme (MES) abgelöst. Diese ermöglichen aufgrund ihrer direkten Anbindung an die Produktion deren zeitnahe Kontrolle und Steuerung. MES gelten als Brückentechnologie, die unternehmerische Planungssysteme mit der Fertigung verbinden und so das Postulat der vertikalen und horizontalen Datenintegration erfüllen. Diese Datenintegration ist Basis für ein automatisiertes Risikomanagement in der Produktion. Im Forschungsprojekt quadrika wird ein MES-Modul entwickelt, um Risiken in der Fertigung frühzeitig zu erkennen und zu vermeiden.

Eine funktionierende Zusammenarbeit spielt in einem Logistiknetzwerk eine wichtige Rolle und wird auch zukünftig ein entscheidender Wettbewerbsfaktor bleiben. Eine effiziente und vertrauensvolle Zusammenarbeit sollte nicht nur mit bekannten Partnern, sondern auch mit unbekannten Unternehmen möglich sein. Doch wie kann die Blockchain-Technologie ein Netzwerk aus verschiedenen Partnern abbilden? Wie können verschiedene Partner vertrauensvoll zusammenarbeiten, auch ohne sich bereits zu kennen? All diese Fragen können beantwortet werden und sind nun keine Zukunftsmusik mehr. Auf Basis des Blockchain-Ökosystems evan.network werden im Folgenden verschiedene Anwendungsfälle erörtert.

Die fortschreitende Digitalisierung verändert etablierte Wertschöpfungssysteme der industriellen Produktion bereits heute massiv. Es wird aber mehr und mehr offensichtlich, dass die Einführung von Cyber-Physischen Systemen zur Vernetzung industrieller Produktionsressourcen nicht ausreicht, um essenzielle Herausforderungen der Gesellschaft zu meistern. Die Ressourcenverknappung, der Klimawandel, die veränderte Rolle des Menschen in der Gesellschaft und am Arbeitsplatz, aber auch die Komplexität in Unternehmen mit neuen Geschäftsmodellen erfordern die ergänzende systematische Anwendung von Wissen über natürliche Prozesse. Die Natur kann bei der Optimierung der industriellen Leistungserstellung Pate stehen. Die sogenannte Biologische Transformation der industriellen Wertschöpfung, ein neues Paradigma, das die Digitale Transformation im Rahmen von Industrie 4.0 ergänzen soll, wird Biointelligente Systeme erfordern. Die Fraunhofer Gesellschaft hat, gefördert vom ...

Das selektive Laserschmelzen ist zu einem der aktuellsten und neusten Technologien zur Herstellung komplexer Bauteile im Vergleich zu konventionellen Fertigungstechnologien geworden. Insbesondere bestehende selektive Laserschmelzmaschinen sind nicht mit Analysewerkzeugen ausgestattet, welche Sensordaten auswerten. Dieser Beitrag beschreibt einen Ansatz zur Analyse und zur Visualisierung von Offline-Daten aus verschiedenen Quellen, basierend auf maschinellen Lernalgorithmen. Daten von drei Sensoren wurden verwendet, um Cluster zu identifizieren. Sie veranschaulichen den normalen Betrieb der Werkzeugmaschine und drei fehlerhafte Zustände. Mit diesen Ergebnissen kann ein Zustandsüberwachungssystem implementiert werden, das diesen Werkzeugmaschinen vorausschauende Instandhaltungslösungen ermöglicht.

In den vergangenen Jahren konnte weltweit eine kontinuierliche Steigerung der Fertigfahrzeugumschlagsmengen beobachtet werden. Im Zuge der globalen Vernetzung der Fahrzeugdistributionsnetzwerke spielen Seehäfen für den Umschlag von Fertigfahrzeugen als Knotenpunkte der Logistikkette eine entscheidende Rolle. Auf Autoterminals werden neben dem reinen Umschlag der einzelnen Verkehrsträger (Seeschiff, Bahn und LKW) und der Lagerung von Fahrzeugen auch zusätzliche wertschöpfende Tätigkeiten in Form von technischen Bearbeitungen zur Anpassung an die Bedürfnisse der jeweiligen Zielmärkte vorgenommen. Aus dem Zusammenspiel dieser Prozesse resultiert ein komplexes Prozessgeflecht mit vielfältigen Planungs- und Steuerungsaufgaben, welches einer starken systeminhärenten Komplexität und Dynamik unterliegen kann [1]. Bestehende Planungsansätze können diese volatilen Rahmenbedingungen oftmals nicht adäquat berücksichtigen und weisen folglich Effizienzsteigerungspotenziale auf. Dieser ...

Kurze Produktlebenszyklen, kundenindividuelle Produkte, große Variantenvielfalt und hohe Flexibilität: Produzierende Unternehmen stehen vor der Herausforderung, dass ihre Produktionssysteme stetig steigenden Anforderungen genügen und die Unternehmen gleichzeitig die resultierende, gestiegene Komplexität beherrschen müssen. Klassische, verkettete Produktionssysteme stoßen dabei zunehmend an ihre Grenzen. Das Fraunhofer IPT und das WZL der RWTH Aachen erforschen und entwickeln daher im Forschungsprojekt freeMoVe gemeinsam mit der ZF Friedrichshafen AG und weiteren führenden Industrieunternehmen eine neue Montageorganisationsform, die sogenannte frei verkettete Montage. Der Beitrag beschreibt die lang- und mittelfristige Auftragsplanung sowie die kurzfristige Informationsbereitstellung innerhalb der neuen Montageorganisationsform.

Die Weltraumrobotik eröffnet faszinierende Möglichkeiten in der Exploration und Entdeckung anderer Planeten und Himmelskörper oder bei der Untersuchung von terrestrischen Vorgängen wie z. B. dem Klima. Die Entwicklung solcher Systeme ist geprägt durch eine hohe technologische Komplexität der zu entwickelnden Systeme. Eine wesentliche Herausforderung stellt die Absicherung dieser Systeme vor dem Hintergrund „Right the First Time“ dar. Absicherung am realen Prototypen ist zum einen kostspielig und zum anderen können die Versuche die realen Umgebungsbedingungen, wie Mikrogravitation, nur eingeschränkt abbilden. Die durchgehende virtuelle Absicherung dieser Systeme beginnend in der Konzeptphase bis hin zur Inbetriebnahme nimmt daher eine Schlüsselrolle bei der erfolgreichen Entwicklung ein. Das Forschungsprojekt INVIRTES stellt dabei eine integrierte Entwicklungsumgebung zur durchgehenden System- und Testspezifikation, Detailentwicklung und Simulation dieser Systeme bereit. ...

Fahrerlose Transportsysteme (FTS) versprechen in Kombination mit einer frei verketteten Montage eine hohe Flexibilität und Wandlungsfähigkeit des Produktions- und Logistiksystems, um der zunehmenden Dynamik und Komplexität des unternehmerischen Umfelds zu begegnen. Bisherige Systematiken zur Planung von FTS berücksichtigen jedoch nicht die Wandlungsfähigkeit des Transportsystems und agieren auf einer zu hohen technischen Aggregationsebene. Daher wird in diesem Beitrag eine Planungssystematik vorgestellt, die explizit die Wandlungsfähigkeit eines FTS adressiert und mithilfe eines Baukastensystems eine Planung auf Komponentenebene ermöglicht. Die Anwendung der entwickelten Planungssystematik wird am Beispiel eines Greenfield-Projekts des weltweit tätigen Pumpenherstellers WILO SE aufgezeigt.

Neue technische Möglichkeiten (Stichwort Industrie 4.0) führen dazu, dass Unternehmen vermehrt in die Anschaffung neuer Technologien investieren, um qualitativ hochwertiger und effizienter zu arbeiten. Zu diesen Technologien zählen beispielsweise Augmented Reality-Assistenzsysteme [1] und kollaborative Roboter [2]. Jede Technologieeinführung stellt auch einen Veränderungsprozess im Unternehmen dar. Ihn gilt es optimal zu begleiten, da die Beschäftigten und ihre Arbeitsbedingungen betroffen sind. In diesem Beitrag wird aufgezeigt, warum im Veränderungsprozess zunächst konkrete Ziele formuliert werden sollten und es wird eine Checkliste mit 81 Zielen vorgestellt, die diesen Prozess unterstützen soll. Die Checkliste wurde auf Basis wissenschaftlicher Literatur und praxisbezogener Instrumente entwickelt und kann u. a. von Projektteams genutzt werden, um die Aktivitäten im Veränderungsprozess zu fokussieren, Zielfortschritte nachzuverfolgen, alle Stakeholder einzubinden und ...