Wandlungsfähigkeit

Die Informations- und Kommunikationstechnik prägt den modernen Maschinen- und Fahrzeugbau. Der Begriff Mechatronik bringt dies zum Ausdruck. Aus der sich abzeichnenden Entwicklung der Informations- und Kommunikationstechnik eröffnen sich weitere faszinierende Perspektiven, die über die Mechatronik hinaus gehen: mechatronische Systeme mit inhärenter Teilintelligenz. Der Begriff Selbstoptimierung charakterisiert diese Perspektive. Selbstoptimierende Systeme sind in der Lage, eigenständig auf veränderte Betriebsbedingungen zu reagieren und ihr Verhalten optimal anzupassen. Dieser Beitrag stellt das Paradigma der Selbstoptimierung vor. Die Nutzenpotentiale der Selbstoptimierung werden anhand zweier Anwendungsbeispiele erläutert.

Die industrielle Produktion ist stets den Auswirkungen von internen und externen Turbulenzen ausgesetzt, auf die sie sich einstellen muss. Die Wandlungsfähigkeit der Produktion ist daher vor allem im Bereich der variantenreichen Serienproduktion von entscheidender Bedeutung. Wandlungsfähigkeit wird in Fabriken mittels einer schnell agierenden und reagierenden Planung erreicht, die sowohl die klassischen Methoden einer strukturierten Fabrikplanung als auch modernste digitale Werkzeuge beinhaltet. Hierbei wird die Planung auf einer gemeinsamen Datenbasis erstellt und kann sowohl Ergebnisse von vorherigen Planungen als auch von Simulationen übernehmen und erreicht damit eine höhere Qualität in kürzerer Zeit. Neben der Planung muss aber auch die reale Fabrik schnell rekonfigurierbar sein, um eine stetige Adaption der Produktion zu ermöglichen. Um das hierfür fehlende Wissen der Industrie bereitzustellen wurde mit der Lernfabrik aIE eine spezifische Schulungseinrichtung aufgebaut.

Ausgehend von den Planungs- und Steuerungsprozessen konventioneller Produktionssysteme und den veränderten Zielsetzungen werden mit Komplexitätsbeherrschung, Wandlungsfähigkeit und Robustheit Gestaltungsanforderungen für marktorientierte Produktionssysteme formuliert. Die Paradigmen bionischer, holonischer und fraktaler Systeme erscheinen geeignet, zukünftige Produktionssysteme entsprechend diesen Anforderungen zu gestalten.

Die Märkte stellen immer höhere Anforderungen an die Flexibilität. In diesem Artikel wird ein pragmatischer kundenorientierter Ansatz zur Planung und Steuerung der bereitzustellenden Kapazität beschrieben. Konkret werden Werkzeuge vorgestellt, die Kapazitätsschwankungen reduzieren, die die Bestimmung erforderlicher Bandbreiten für die Kapazität und deren Flexibilitätsanforderungen unterstützen sowie ein operatives Werkzeug zur kurzfristigen Anpassung der Kapazität sind.

In vielen Fällen ist das digitale Engineering die einzig realistische Antwort auf wichtige Trends in der Industrie, etwa auf zunehmend individualisierte Produkte, stärker dezentralisierte Wertschöpfungsketten, höhere Produktkomplexität und -funktionalität sowie die notwendige Zeiteinsparung bis zur Markteinführung von Produkten. Das digitale Engineering hat bereits zu enormen technologiegetriebenen Veränderungen in der Produktentwicklung geführt. Iterationszyklen aus Entwicklung und Test können für spezialisierte Aufgabenstellungen bereits komplett in der virtuellen Welt durchgeführt werden. Weitere Fortschritte sind hier nur durch ein Zusammenspiel von Werkzeugen aus unterschiedlichen Domänen (z.B. mechanischer Konstruktion, Physiksimulation und Softwareentwicklung) zu erreichen. Der Beitrag stellt aktuelle Fragestellungen in der Forschung auf dem Weg zu verteilten, interoperablen Testumgebungen dar und belegt an zwei Anwendungsbeispielen aus den Bereichen der virtuellen ...

Digitale Wasserzeichen wurden zum Schutz digitaler Medien Urheberrechtsverstöße entwickelt. Durch die immer besser werdende Robustheit gegenüber analogen Übertragungen wie dem Drucken von Bildern oder dem Wiedergeben von Videos und Musik eröffnen sich aber auch Anwendungen bei herkömmlichen Gütern. Informationen können nicht wahrnehmbar mit den Gütern verknüpft werden und so einen kaum zu fälschenden und schwer entfernbaren Schutz bieten. Wir stellen am Beispiel von Bildwasserzeichen den Stand der Technik von Verfahren und deren Eigenschaften vor. Besonders eingegangen wird dabei auf dessen Verhalten beim Markieren analog verbreiteter Bilder.

Komplexität entsteht nicht am Reißbrett. Komplexität entsteht durch den permanenten Ver­such einer Organisation, sich im Wettbewerb zu behaupten. Sie dringt an vielen Stellen ins Unternehmen ein. Daher kann auch der Kampf, teure Komplexität zu kontrollieren und wenn möglich auch zu reduzieren, nicht durch Konzepte allein gewonnen werden. Denn was nützt das beste Konzept, wenn es der Unternehmensleitung nicht gelingt, ihre Ideen auf den Boden zu bringen. Das beobachten wir in der Realität. Vielen Führungskräften, die wir in der betrieb­lichen Praxis erleben, fehlt die Bodenhaftung. Das ist den wenigsten Verantwortlichen bewusst. Aus unserer Erfahrung sind nur durchgängige, zeitnahe und maßnahmenorientierte Systeme in der Lage, Initiativen zur Komplexitäts­reduktion erfolgreich und nachhaltig umzusetzen. Das klingt nicht revolutionär, ist aber sehr effektiv. Warum sind gute Systeme dann in der Realität so selten anzutreffen?

Hunderttausende von Sachnummern, nicht überschaubare teilweise sich wi-dersprechende Zielvorgaben, komplexe nicht durchschaubare Abläufe und der Hang zur detaillierten deterministischen Abbildung der stochastischen Realität verdecken die Sicht auf das Wesentliche der Produktion. In diesem Beitrag werden Wege aufgezeigt, die für die Produktion wesentlichen Elemente aus der komplexen Realität herauszufiltern, um eine möglichst einfache, nachvoll-ziehbare und transparente Produktion zu gewährleisten.

Bei der Planung und Steuerung logistischer Prozesse treten zunehmend die Komplexität der Logistiknetzwerke und ihre Dynamik in den Vordergrund. Jedoch fehlen in der Praxis vielfach die geeigneten Werkzeuge und Methoden für eine ganzheitliche Analyse und Beherrschung der entstandenen großskaligen dynamischen Logistiknetzwerke. Diese Problematik greift das von der VolkswagenStiftung geförderte neue Forschungsprojekt „Stabilität, Robustheit und Approximation dynamischer großskaliger Netzwerke - Theorie und Anwendung in Logistiknetzwerken“ auf. Im Rahmen der Durchführung dieses Projekts kooperieren Wissenschaftler der Universitäten Bremen und Würzburg aus den Fachbereichen der Ingenieurwissenschaften und der Mathematik.

Die Wandlungsfähigkeit von Informationssystemen hilft, den notwendigen Wandel bei der Ausrichtung der IT-Architektur an das Geschäftsmodell zu bewältigen. Der Beitrag stellt das Konzept der Wandlungsfähigkeit vor und beschreibt, wann Unternehmen Wandlungsfähigkeit brauchen und wie diese Wandlungsfähigkeit gemessen wird.