Open-Access-Beiträge

Wie können Organisationen erfolgreich an interoperablen und dezentralen Datenökosystemen teilnehmen? In diesem Beitrag wird ein Vorgehensmodell am Beispiel der Transportlogistikbranche vorgestellt, welches methodisch die gemeinsame und interdisziplinäre Entwicklung von Services im dezentralen föderierten Datenökosystem Gaia-X [6] beschreibt.

Der Blockchain werden große Potenziale zugesprochen um den Informationsaustausch in den Lieferketten effizienter, transparenter und sicherer zu gestalten. Ein wichtiges Anwendungsgebiet stellt dabei die maritime Logistik dar, da durch die Blockchain Dokumente digitalisiert und Prozesse effizienter gestaltet werden können. Im Rahmen dieses Beitrags stellen wir am Beispiel temperaturgeführter Containertransporte einerseits die Potenziale für den Einsatz der Blockchain und andererseits die zu berücksichtigenden Anforderungen aus dem technologischen und organisatorischen Umfeld vor.

Die Potenziale plattformbasierter Geschäftsmodelle im Kontext von Industrie 4.0 sind bisher nicht vollständig erschlossen. Ansatzpunkte für Plattformen und ökosystem-basierte Wertschöpfung variieren zwischen Industrien. Die Kunststoffindustrie ist dahingehend bisher weitestgehend unberücksichtigt. Aufgrund der Industriestruktur, insb. der einheitlichen Wertschöpfungsstrukturen eignet sich die Kunststoffindustrie für den Einsatz digitaler Plattformen. Neben Ansätzen für Plattformen in der Spritzgussindustrie bietet der Beitrag ein Vorgehensmodell für die Erweiterung etablierte Geschäftsmodelle. Somit kann der Einstieg in plattformbasierte Geschäftsmodelle für KMUs erleichtert werden.

Neue Wertschöpfungsprozesse und Geschäftsmodelle, die durch umfangrei- che Datennutzung und überbetriebliches Datenteilen geprägt sind, werden für Unternehmen immer wichtiger. Viele Barrieren und Hemmnisse verlang- samen jedoch vor allem für den Mittelstand den Weg zu einer datenbasierten Wertschöpfung. Den Unternehmen fehlt es an konkreten Datennutzungs- und Umsetzungsideen und/oder an Digitalisierungs- und Datenanalysekompe- tenzen. Dadurch bestehen ungenutzte Wertschöpfungspotenziale in Unter- nehmen - selbst wenn bereits Daten vorhanden sind. Mit diesem Beitrag werden durch die Beschreibung eines Reallabors mit Realexperimenten Un- terstützungsmöglichkeiten für Unternehmen aufgezeigt, um den eigenen „Datenschatz“ zu identifizieren und zu heben.

Produkt-Service-Systeme (PSS) und Big Data bieten Wettbewerbsvorteile. Doch hierfür sind neue innovative Geschäftsmodelle und eine Neupositionierung der Unternehmen unabdingbar, was gerade für den mittelständisch geprägten Maschinen- und Anlagenbau häufig eine Herausforderung darstellt.

Ein zentrales Element der Energiewende in Deutschland liegt in grünem Wasserstoff. Wasser-Elektrolyseure wandeln durch die Erzeugung von Wasserstoff elektrische Energie in chemische Energie um. Die aktuelle Produktion von Elektrolyseuren erfolgt meist manufakturähnlich. Im H2Giga-Projekt HyPLANT100 werden die Standardisierung der Montageprozesse sowie die Automatisierbarkeit der Anlagenmontage betrachtet. Durch eine digitale Planung und Vorbereitung einer Montage mit automatisierten, manuellen und kollaborativen Elementen, lässt sich die Herstellung von Wasser-Elektrolyseuren wirtschaftlich skalieren. In diesem Beitrag wird ein Referenzprozess aus der Elektrolyseur-Montage ausgewählt und für die vollständige Abbildung einer Datenstruktur analysiert. Die ermittelte Datenstruktur kann als Basis für einen digitalen Zwilling verwendet werden.

Die Nutzung Digitaler Zwillinge birgt vielfältige Anwendungsfälle und Chancen zur Optimierung von Prozessen entlang des gesamten Lebenszyklus technischer Systeme. Jedoch trifft das Konzept im Anlagenbau auf spezifische Besonderheiten innerhalb der Entwicklung, der Errichtung sowie dem Betrieb der Anlagen. Dieser Beitrag erläutert diese Besonderheit und die daraus folgenden Herausforderungen für die Erstellung und die Anwendung Digitaler Zwillinge im Anlagenbau. Als Lösungsansatz wird das Digitale Abbild als Grundlage Digitaler Zwillinge sowie dessen Konzept, Voraussetzungen und Potenziale vorgestellt.

Die additive Fertigung, d. h. der Druck von dreidimensionalen Werkstücken aus unterschiedlichen Materialien, bietet die Möglichkeit schnell funktionsfähige Prototypen herzustellen. Einen wichtigen Baustein zur schnellen Umsetzung funktionaler Produktideen bietet die digitale Optimierung. Basierend auf digitalen Modellen wird das Produkt virtuell optimiert und immer weiter verbessert. Ist das Produkt digital hinsichtlich seiner Eigenschaften optimiert, erfolgt eine Überprüfung und ggf. einer Anpassung hinsichtlich der additiven Fertigung. Im Anschluss wird das Produkt gefertigt, nachbearbeitet und abschließend getestet. Der Beitrag zeigt die Optimierungsmöglichkeiten am Beispiel eines Dispensers aus der Lebensmittelindustrie. Ein bestehendes Bauteil wird digitalisiert, an dem digitalen Modell eine Strömungsoptimierung durchgeführt und das verbesserte Produkt additiv gefertigt.

Der Lebensmittelsektor steht vor zahlreichen Herausforderungen: die Auswirkungen des Klimawandels, die Notwendigkeit, eine wachsende Bevölkerung zu ernähren, Lebensmittelverluste und -verschwendung sowie ineffiziente Produktionssysteme. Ein vielversprechender Ansatz zur Bewältigung dieser Herausforderungen sind digitale Zwillinge, die durch die Integration von Echtzeit- und realen Daten ein digitales Abbild physischer Einheiten schaffen. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über Anwendungen des digitalen Zwillings in der Lebensmittelindustrie und analysiert deren Herausforderungen und Potenziale auf der Grundlage einer Literaturübersicht zur Untersuchung von Anwendungen des digitalen Zwillings in der Lebensmittel-Lieferkette.

Industrieroboter finden zunehmend Anwendung bei Bearbeitungsprozessen. Hier weisen die Roboter bedingt durch ihre vergleichsweise geringe Steifigkeit eine deutlich höhere Abdrängung des Endeffektors, als herkömmliche CNC-Maschinen, auf. Dieser Beitrag stellt einen Ansatz zur Minimierung solcher Abdrängungen des Werkzeugs durch die Ausnutzung der rotatorischen Freiheitsgrade an der Frässpindel vor. Hierzu wurde die Abdrängung des Endeffektors bei unterschiedlichsten Orientierungen der Frässpindel mittels eines Strukturmodells untersucht.