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.

Der von der Politik beschlossene Ausstieg aus der Kernenergie und das Ziel, den Energiemix erheblich auf erneuerbare Energien auszurichten, beschert der Branche großes Wachstumspotenzial. Die Digitalisierung und die Technologien, die sich daraus ergeben, wie Sensorik, Robotik und Assistenzsysteme, künstliche Intelligenz sowie Virtual- und Augmented Reality unterstützen die Unternehmen dabei, das Potenzial zu realisieren. In der Studie „Industrialisierung der Windindustrie“ der TU München hat sich herausgestellt, dass die Digitalisierung auf den „Levelized Cost of Energy“ (LCOE) einen positiven Effekt haben wird.

Derzeit sind in ca. 90 % der produzierenden Unternehmen Ganzheitliche Produktionssysteme (GPS) eingeführt [1, 2] und haben sich in den letzten Jahren als Industriestandard etabliert [3]. Augenblicklich stehen Unternehmen vor den Herausforderungen der digitalen Transformation der Produktion, subsumiert unter dem Begriff „Industrie 4.0“. Die Industrie 4.0 soll weitere auf dem Ganzheitlichen Produktionssystem basierende Produktivitätssteigerungen erzielen. Um das Potenzial der Industrie 4.0 zu nutzen, müssen Unternehmen zunächst Lösungsalternativen und Handlungsräume durch die Industrie 4.0 identifizieren und anschließend das Potenzial anhand der individuellen Rahmenbedingungen aufzeigen und bewerten. Dieser Beitrag beschreibt eine retrospektivische, quantitative Analyse der Wechselwirkungen von GPS und Industrie 4.0, basierend auf 260 praxisorientierten Industrie 4.0 Use Cases, in denen erfolgreich Industrie 4.0 umgesetzt wurde. Somit werden Unternehmen dabei unterstützt, ...

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.