Thema: Industrie 4.0

Neben Themen wie Kreislaufwirtschaft oder Energieeffizienz hat auch die softwaregestützte Prozessverbesserung enormes Potenzial beim Entwickeln schlanker, effizienter Abläufe. Welche Ansätze besonders vielversprechend sind, erfahren Sie in dieser Ausgabe von Industry 4.0 Science –ob digitale Entscheidungshilfe, die Definition eines Unternehmenszwecks, intelligentes Recycling oder innovative Ressourceneffizienz dank 3D-Druck-Verfahrens.

Das fachgerechte Recycling von ausgedienten Kühlgeräten spielt eine wichtige Rolle beim Schutz der Umwelt und des Klimas. Recyclinganlagen unterliegen regelmäßigen Audits, um die Einhaltung strenger Umweltvorschriften zu gewährleisten. Die Erhebung von prüfungsrelevanten Daten stellt jedoch eine anspruchsvolle und zeitaufwändige Aufgabe dar, da sie überwiegend manuell erfolgt und fehleranfällig ist. Ein Lösungsansatz für eine nachhaltigere und effizientere Überwachung ist die automatisierte digitale Datenerfassung mithilfe von Sensoren und Künstlicher Intelligenz. Dies ermöglicht eine direkte Schätzung vom erwarteten Umfang der enthaltenen Schadstoffe. Damit ebnet sie den Weg für eine kontinuierliche Leistungsüberwachung und ein effizientes Management von Kühlgeräte-Recyclinganlagen.

Gibt es Faktoren, die das Entstehen von Innovationen wahrscheinlicher machen? Damit Innovationen entstehen können, braucht es Ressourcen, Motivation und Mut. Agile Prozesse und störungsarme Wissenstransfers sind darüber hinaus nur zwei von einer Vielzahl an Techniken, mit denen gerade kleine und mittlere Unternehmen die Potenziale digitaler Technologien besser ausschöpfen können.

Die Patientenversorgung nach Fingerbrüchen erfolgt häufig noch durch Fixierung mittels Gipsbandagen. Um eine Versteifung der Fingergelenke zu verhindern, ist jedoch eine gewisse Beweglichkeit förderlich. Weitere Nachteile einer Gipsbandage sind: geringe Atmungsaktivität und Wasserunbeständigkeit, hohes Gewicht sowie die Abformung am Patienten. Nachfolgend wird gezeigt, wie mithilfe von Scannern und Computerprogrammen individuell an Patienten angepasste Handorthesen modelliert werden können, die diese Nachteile nicht aufweisen. Durch additive Fertigungsverfahren können überdies komplex geformte und leichte Strukturen realisiert werden. Im Gegensatz zur rein handwerklichen Tätigkeit des Eingipsens erfordern individuelle Orthesen Kompetenzen in der Datenverarbeitung und der additiven Fertigung. Dies übersteigt zwar häufig die Möglichkeiten medizinischer Einrichtungen, eröffnet dadurch aber Tätigkeitsfelder für spezialisierte Dienstleister.

Die Beschaffung hat im industriellen Management in den letzten drei Jahrzehnten kontinuierlich an Bedeutung gewonnen. Aktuelle Krisen wie die globale Corona-Pandemie und der Russland-Ukraine-Krieg haben diesen Effekt noch verstärkt. Dies macht eine stärkere strategische Ausrichtung notwendig, um der gestiegenen Relevanz der Beschaffung für den Unternehmenserfolg gerecht zu werden. Zukunftsorientierung ist dabei zentral, um verstärkt Innovationen aus den Beschaffungsmärkten beizusteuern. Dafür müssen Zukunftsthemen identifiziert, Herausforderungen auf dem Weg dorthin antizipiert und Lösungsansätze herausgearbeitet werden. Auf Basis einer umfassenden Delphi-Studie mit Einkaufsverantwortlichen hat dieser Beitrag zum Ziel, hierfür das Zukunftsbild einer „Innovativen Beschaffung 2030“ zu entwickeln und entsprechende Gestaltungsimpulse zu geben.

Modellierung und Simulation bieten zahlreiche Vorteile, insbesondere in der Produkt- und Prozessentwicklung. Grafische Modelle etwa erleichtern die Darstellung von Sachverhalten und verdeutlichen Schwachstellen oder Potenziale. Erklärungsmodelle wiederum schaffen Klarheit über bestimmte Ereignisse. Insbesondere Digitale Zwillinge, IoT und Big Data als Konzepte und Technologien haben sich in den vergangenen Jahren stark entwickelt.

Industrie 4.0 und die zugehörigen Technologien werden für Unternehmen immer wichtiger - nicht nur, um Produktivitäts- und Umsatzwachstum realisieren zu können [1]. Eine der Schlüsseltechnologien, die Industrie 4.0 vorantreiben, ist das Industrial Internet of Things (IIoT) [1-3]. Die zugehörigen Software-Plattformen und -lösungen sind von entscheidender Bedeutung, um physische Anlagen miteinander zu vernetzen und Daten zu übermitteln, zu überwachen, zu kombinieren und zu verarbeiten [2, 4]. Auch kleine und mittlere Unternehmen (KMU) sind zunehmend auf solche Softwarelösungen angewiesen; ihnen mangelt es aber häufig an Fähigkeiten, Wissen und anderen Ressourcen [5]. Um eine effiziente Aufwands-Nutzenabschätzung treffen zu können, werden in diesem Beitrag gängige IIoT-Anwendungen unter diesem Gesichtspunkt in einer praxisnahen Forschungsumgebung analysiert.