Branche: Erneuerbare Energien

Schwerelos produzieren – nur Science-Fiction oder bereits Realität? Dank neuer Raumfahrttechnologien entstehen heute erste Produktionsprozesse im All, die Materialien und Strukturen ermöglichen, die auf der Erde kaum herstellbar sind. Von ultrapuren Fasern bis zum 3D-Druck von Organen: Die Schwerelosigkeit eröffnet Industrien völlig neue Perspektiven – und bringt die Raumfertigung näher an die Gegenwart, als viele denken.

Elektrisch betriebene Lastkraftwagen (E-Lkw) spielen eine wichtige Rolle bei der Reduktion von CO₂-Emissionen, vor allem auf kurzen Strecken im Vor- und Nachlauf im Kombinierten Straßen-/Schienengüterverkehr (KV). Dieser Artikel zeigt am Beispiel eines KV-Terminals die logistischen und energetischen Herausforderungen beim Einsatz von E-Lkw für den Aufbau geeigneter Ladeinfrastrukturen sowie für die Sicherstellung der Stromversorgung.

Machine Learning hebt die Automatisierung auf ein neues Level. Doch was bedeutet das für die Rolle des Menschen? Die Entwicklung energieeffizienter und fairer Algorithmen sowie die Optimierung der Datenqualität sind entscheidend für die Zukunftsfähigkeit von Machine Learning und Künstlicher Intelligenz. Die Beiträge in dieser Ausgabe untersuchen die entscheidenden Potenziale und Anwendungsgebiete der Technologie.

Unternehmen müssen sich verändern, wenn sie wettbewerbsfähig bleiben wollen – sowohl digital als auch ökologisch. Trotz Unterstützung von außen muss der Anstoß dafür von den Betrieben selbst kommen. In dieser Ausgabe von Industry 4.0 Science erörtern Experten der Akademischen Gesellschaft für Arbeits- und Industrieorganisation, wie die reale Anwendung innovativer Technologien zu einer nachhaltigen Fertigung beitragen kann.

Die Ausgabe beleuchtet zukunftsweisende Energiekonzepte für Lehr- und Forschungseinrichtungen, die Bedeutung von Nachhaltigkeit in der Industrie und die Auswirkungen von Industrie 4.0 auf Ökonomie, Ökologie und Gesellschaft. Die Beiträge untersuchen die Kreislaufwirtschaft, das Störungsmanagement, ökologische Potenziale digitaler Technologien sowie die Transformation der Arbeitswelt im digitalen Zeitalter.

Die Digitalisierung der Arbeitswelt führt zu dem Bedarf und zugleich zu der Möglichkeit, Mitarbeiter kontextorientiert, individuell und arbeitsprozessnah zu qualifizieren. Die Herausforderung in diesem Zusammenhang stellt der ziel-orientierte und abgestimmte Einsatz von unterschiedlichen Lernformen und -systemen dar. Der vorliegende Beitrag liefert einen Ansatz zur Verbindung von inhaltlicher und struktureller Gamification im E-Learning und der Motivationssteigerungen für das E-Learning sowie der Wissensverstetigung durch mobiles Lernen mittels einer auf die Branche des Anwendungsfalls zugeschnittenen Spieleapplikation. Hierzu werden zu Beginn der Anpassungsbedarf der Bildung auf den digitalen Wandel beschrieben, die Pfeiler des avisierten Konzepts (Gamification, E-Learning und mobiles Lernen) eingeordnet, eine Umsetzung am Anwendungsfall der Instandhaltung von Windenergieanlagen geliefert und abschließend die Ergebnisse der Evaluation sowie des Mehrwerts dieses Beitrags ...

In vielen Einsatzbereichen müssen Menschen auf die Sicherheit von Drahtseilen vertrauen, weshalb mögliche Schäden zuverlässig und rechtzeitig erkannt werden müssen. Die hierfür notwendigen Überprüfungen werden von Sachverständigen durchgeführt, was das Risiko nicht erkannter Schäden beinhaltet. Damit diese keine Unfälle verschulden, werden Drahtseile oft verfrüht getauscht, was vermeidbare Kosten erzeugt. Das in diesem Beitrag vorgestellte Projekt MOBISTAR soll Fehler im Prozess der Instandhaltung und Überprüfung weiter reduzieren. Das System nutzt zwei unterschiedliche Messarten, die mit einer selbstlernenden Convolutional Neural Networks (CNN) Auswertungssoftware gekoppelt sind, um so zuverlässiger und genauer die Ablegereife von Seilen beurteilen zu können.

Die allumfassende Digitalisierung der Arbeitswelt schafft große Herausforderungen im Umgang mit neuen Medien im Hinblick auf eine erweiterte Mensch-Technik-Interaktion. Dabei hat sich die Instandhaltung als ein wesentliches Anwendungsfeld für diese Form von Industrie 4.0 herauskristallisiert. Trotz hoher Prozessanforderungen aufgrund von kurzfristigen Störungen, teilweise rauen Umgebungsbedingungen und engen Zeitkorridoren muss die korrekte Prozessdurchführung und auch -dokumentation sichergestellt werden. Diese Anforderungen sowie die zunehmende Digitalisierung begünstigen die Anwendung von Augmented Reality-Lösungen in diesem Bereich. Mit Schwerpunkt der Windenergie widmet sich dieser Beitrag dem Stand der Technik mit Bezug auf aktuelle Lösungsansätze sowie Entwicklungsbedarfen im Hinblick auf den prozessnahen Einsatz von Augmented Reality. Hierzu werden neben bestehenden, auf dem Markt befindlichen Lösungen auch Ergebnisse aus dem Verbundprojekt „AR Maintenance System“ ...

Insbesondere in den ressourcenintensiven Sektoren wird ökologische Nachhaltigkeit immer wichtiger. Beispielhafte politische Maßnahmen hierfür sind der Emissionshandel, die Ökosteuer und der einheitliche CO 2-Fußabdruck. Der Bedarf nach Energie- und Ressourceneffizienz wird immer größer. Für produzierende Unternehmen birgt sie ein großes Potenzial an Kostensenkung und gute Chancen zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit.