Smart Factory

In Zeiten fortschreitender Globalisierung nehmen die internationalen Investitions- und Konsumgütermärkte zunehmend dynamischere Formen an. Die Märkte sind im Wandel und Kunden der Industrie verlangen nach qualitativer und zeitgleich flexibler Produktfertigung. Um weiterhin marktbeständig zu bleiben, müssen die Unternehmen auf die neuen Anforderungen reagieren und sich von herkömmlichen Produktionskonzepten lösen. Als Reaktion bietet die Digitalisierung unterschiedliche Technologien und Methoden zur Abhilfe. Der folgende Beitrag beschreibt den derzeitigen Stand und die zukünftige Umsetzung der virtuellen Produktion in Unternehmen und fokussiert sich im Speziellen auf das Potenzial der Augmented Reality im Produktionsumfeld. Es entsteht ein umfassendes Gesamtbild der aktuellen Marktsituation und erleichtert entsprechende investitionsstrategische Entscheidungen.

Komponenten in industriellen Anlagen stehen miteinander in einer Vielzahl von physischen und virtuellen Abhängigkeiten. Wir stellen ein System vor, welches diese Abhängigkeiten - physischer, funktionaler, virtueller und regulativer Natur sowie bezüglich des Laufzeitverhaltens einer Komponente - für Anwender intuitiv sichtbar macht und ihnen ermöglicht, Abfragen zu den Komponenten und ihren Interaktionen und Interdependenzen zu stellen. Die vorgestellte Herangehensweise und unsere Prototypen basieren auf relationalen Informationsmodellen, die diese Informationen für Nutzerschnittstellen aufbereiten und einfach zugänglich machen sowie einer Mixed Reality Schnittstelle, um Abhängigkeiten zwischen Komponenten sowie Abfrageresultate zu visualisieren. Dabei eignet sich unser Ansatz nicht nur für bereits digitalisierte „schlaue“ Komponenten, sondern auch für „dumme“ Gegenstände wie Böden, Ablageplatten und -fächer, ihren Materialien und die bearbeiteten Werkstücke ...

Die zunehmende Digitalisierung zwingt Unternehmen, sich mit deren Chancen und Herausforderungen auseinanderzusetzen. Die diesem Beitrag zugrunde liegende Studie identifiziert die wirtschaftlichen Potenziale technologischer Trends und liefert eine Bestandsaufnahme der aktuellen Situation in der Industrie 4.0. Hierzu haben insgesamt 106 Industrieunternehmen eine Selbsteinschätzung der aktuellen Reifegrade von verschiedenen Technologien in ihrem Unternehmen und deren aktueller und zukünftiger wirtschaftlicher Bedeutung abgegeben. Daraus resultieren wertvolle Erkenntnisse für Unternehmen der produzierenden Industrie, damit sich diese im Spektrum der unterschiedlichen Ansätze und Konzepte zur Industrie 4.0 besser zurechtfinden können.

Im Zuge der Industrie 4.0 wird auch die Gestaltung der zukünftigen Produktionslandschaften weiter vorangetrieben. Der Aufbau von resilienten Produktionssystemen stellt hierbei ein Kernelement dar, ist in den verschiedenen Branchen jedoch unterschiedlich weit entwickelt. Während die Automobilbranche Vorreiter ist, bedarf es in der mittelständisch geprägten Textilbranche noch einiger Anstrengungen. Da auch hier die Anforderungen an Individualisierung sowie Reaktionsfähigkeit steigen, wird ein für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) tragfähiges Konzept benötigt. Daher arbeitet das futureTEX Basisvorhaben Smart Factory an der Beschreibung der Entwicklungsstufen der textilen Smart Factory. Im Beitrag werden die bisher beschriebenen Entwicklungsstufen der textilen Smart Factory vorgestellt.

Die Produktion der Zukunft findet in einer Umgebung statt, in der intelligente Cyber-Physische Systeme (CPS) das technologische Fundament zur Realisierung einer effizienten und damit wettbewerbsfähigen Produktion bilden. In Verbindung mit dieser Zukunftsvision fehlt es Entscheidungsträgern aus der Industrie, insbesondere des Mittelstands, jedoch an initialen Angriffspunkten für die Implementierung von CPS und der damit verbundenen nachhaltigen Migration zur Smart Factory. Es wird eine Methodik vorgestellt, mit welcher aus unternehmensstrategischer Sicht potenzielle CPS-Einsatzfelder identifiziert werden können und eine damit verbundene Investitionsentscheidung unterstützt werden kann. Das Ziel liegt in der Befähigung eines Entscheidungsträgers zu einer strategischen Auswahl von CPS-Anwendungslösungen im Rahmen von beispielhaften Gestaltungsmöglichkeiten.

Aufgrund der schnellen Entwicklungen im Bereich der Informationstechnik wächst sowohl die Informationsmenge, mit denen Produktionsmitarbeiter umgehen müssen, als auch der Anspruch an die Dynamik von Steuerungssystemen. Dies führt zu einer stetig wachsenden Komplexität im Umgang mit Informationen. Durch die konsequente Vermeidung überflüssiger informationslogistischer Prozesse soll diese Komplexität gesenkt und das Informationsmanagement erleichtert werden.

Aus der aktuellen Diskussion verfestigt sich mit der Smart Factory ein Konzept, welches die intelligent vernetzte Fertigung der Zukunft beschreibt. Diese wird sich auf den gesamten Lebenszyklus einer Fabrik, im Schwerpunkt aber auf die Fabrikplanung sowie den -betrieb, auswirken. Klassische wie auch aktuellere Fabrikplanungsansätze stoßen durch die neuartigen Anforderungen an ihre Grenzen. Besonders die Individualisierung von Produkten sowie die freie Vernetzung und Selbstorganisation der Cyber-Physischen Fabrikobjekte tragen dazu bei, dass die Gültigkeit bestehender Planungsprinzipien angezweifelt werden kann. Dieser Beitrag identifiziert die inhaltlichen Anforderungen, welche für die zukünftige Fabrikstrukturplanung von Bedeutung sind, und stellt anhand einer Betrachtung von Planung und Betrieb vor, weshalb der Bedarf nach einer ganzheitlichen virtuellen Absicherung der Fabrikstruktur besteht. Weiterhin wird ein methodischer Ansatzpunkt für die Lösung der Herausforderungen ...