Thema: Industrie 4.0

Um dem starken Zeitdruck bei der Entwicklung eines Schiffs zu begegnen, werden Prozesse parallelisiert. Der eigentliche Fertigungsstart liegt aufgrund dessen, wie in der Unikatfertigung üblich, vor der finalisierten Produktdefinition und der Fertigstellung aller Produktionsinformationen. Simultaneous Engineering bedingt einen hohen Grad an Kommunikation und einen stetigen Informationsfluss. Diese Datenrückführung aus der laufenden Produktion gilt es durch eine kontinuierliche, produkt- sowie prozessbezogene Datenerfassung zu befriedigen. Es ist daher notwendig, eine Methode zu entwickeln, die trotz Losgröße 1 den Bedarf an prozessbegleitenden Daten deckt. Eine große Herausforderung stellen dabei gering automatisierte oder gänzlich manuelle Prozesse wie die Ausrüstung von Schiffen dar, die einen zeitlichen Mehraufwand bei der Datenerfassung bedingen.

intelligent production systems, lifecycle monitoring, cyber physical systems, industrial internet of things, smart maintenanceUm eine effiziente Fertigung zu gewährleisten, müssen Produktionssysteme die Fähigkeiten besitzen, mit Maschinen und Menschen in einer verteilten Umgebung zu kommunizieren und zu interagieren, den Verschleißzustand von funktionsrelevanten Komponenten zu überwachen und ihr Verhalten situationsbezogen selbst anzupassen. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die historische Entwicklung intelligenter Produktionssysteme. Des Weiteren werden technische und organisatorische Voraussetzungen für die Implementierung intelligenter Produktionssysteme mit dem Fokus auf Smart Maintenance in einem verfügbarkeitsorientierten Geschäftsmodell vorgestellt und kritisch diskutiert.

Üblicherweise wird der Begriff «Digital Twin» im Zusammenhang mit der getreuen, digitalen Abbildung eines Objekts aus dem Internet der Dinge (IoT) verwendet. Das von der Gartner Group [2] 2018 vorgestellte Konzept [3] eines Digital Twin für Organisationen (DTO) geht wesentlich weiter. Ein DTO verspricht eine optimale und umfassende Planung aller Prozesse im Unternehmen. Software-Lösungen, die aus der Cloud bezogen werden, liefern schon heute wichtige Bausteine für die Verwirklichung dieser Vision.

Aufgrund des Wandels der Arbeit in der Produktion infolge der Einführung Cyber-Physischer Systeme besteht ein Bedarf an adäquaten Gestaltungsprinzipien für Benutzerschnittstellen zwischen Menschen und Maschinen. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurde eine Methode zur Bestimmung und Evaluation von derartigen Gestaltungsprinzipien entwickelt, die Gegenstand dieses Beitrags ist. Die Methode kann dazu verwendet werden, einen Regelkatalog für eine erfolgreiche Integration der Human Factors in Cyber-Physische Produktionssysteme zu erstellen sowie Gestaltungsprinzipien zu evaluieren.

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.

Die Digitalisierung der Produktion im Rahmen der Industrie 4.0 erfordert von produzierenden Unternehmen umfangreiche Investitionen in neue Technologien, um im globalen Wettbewerb konkurrenzfähig zu bleiben. Dies stellt die Entscheider in den Unternehmen vor die Herausforderung abzuwägen, welche Schritte auf dem Weg zum digitalisierten Cyber-Physischen Produktionssystem (CPPS) für das jeweilige Unternehmen unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten den größten Nutzen bringen. Aufgrund der rasanten technologischen Entwicklung der letzten Jahre ist die Fülle an neuen technischen Lösungen, die es dabei zu betrachten gilt, enorm angewachsen. Zusätzlich gilt es, die mit der Digitalisierung einhergehenden Veränderungen für die organisatorische Implementierung und die Einbindung des Personals zu berücksichtigen. Nachfolgend wird ein Ansatz vorgestellt, der die Bewertung der Wirtschaftlichkeit von Maßnahmen auf dem Weg zum CPPS durch einen ganzheitlichen Simulationsansatz unterstützt. ...