Simulation

Leistungsoptimierte Trocknung und Sauberkeit

Leistungsoptimierte Trocknung und Sauberkeit

Projekt LoTuS: Ansätze zur energetischen Optimierung von Reinigungsanlagen mit integrierter Trocknung
Ghada Elserafi, Adrian von Hayn, Matthias Weigold ORCID Icon
Die Bedeutung der Bauteiltrocknung wächst mit steigenden Qualitätsanforderungen im metallverarbeitenden Gewerbe. Damit wächst das Erfordernis, den Energiebedarf von Trocknungsprozessen zu reduzieren. Im Forschungsprojekt LoTuS wird mit verschiedenen Ansätzen die Gestaltung einer Durchlaufreinigungsanlage mit energieeffizientem Trocknungsprozess angestrebt. Neben dem Einsatz alternativer Trocknungstechnologien soll eine Prozessdigitalisierung für einen bauteilspezifischen Prozess Transparenz bieten. Hier kommen, neben umfassender Sensorik, auch Methoden der künstlichen Intelligenz zum Einsatz, um eine praxistaugliche Prozessüberwachung zu entwickeln. Mithilfe eines intelligenten Lastmanagements sollen Lastspitzen der gesamten Anlage weiter gesenkt werden.
Industrie 4.0 Management | 37. Jahrgang | 2021 | Ausgabe 4 | Seite 8-11 | DOI 10.30844/I40M_21-4_S8-11
Iterative optimierungsbasierte Simulation

Iterative optimierungsbasierte Simulation

Entscheidungsunterstützung in der Planung komplexer Produktions- und Logistiksysteme
Patrick Oetjegerdes ORCID Icon, Christian Weckenborg ORCID Icon, Thomas S. Spengler
Werden Anpassungen von Produktionssystemen geplant, beispielsweise der Bau einer neuen Anlage, werden häufig Simulationen für die Prognose der damit verbundenen Auswirkungen genutzt. So wird die Basis für eine betriebswirtschaftliche Bewertung geschaffen. Für die Erstellung der Modelle werden Entscheidungsprozesse der Produktionsplanung und -steuerung in der Simulation dargestellt, beispielsweise die Reihenfolgenplanung einer Anlage. Diese Übertragung der Entscheidungsprozesse in die Simulation führt zu einem hohen Aufwand für die Erstellung von Simulationsmodellen. Dieser Aufwand kann durch die Nutzung iterativer optimierungsbasierter Simulationen verringert werden, da hier auf bereits existierende Prozesse zurückgegriffen wird. Statt Entscheidungsprozesse in der Simulation neu zu modellieren und lösen, wird die Simulation mit Optimierungsverfahren gekoppelt, die auch im realen System zur Entscheidungsfindung genutzt werden. Dieses Konzept wird bei einem Stahlhersteller ...
Industrie 4.0 Management | 37. Jahrgang | 2021 | Ausgabe 1 | Seite 63-66 | DOI 10.30844/I40M_21-1_S63-66
Selbsteinlastende Arbeitsplatz-systeme in der Logistik

Selbsteinlastende Arbeitsplatz-systeme in der Logistik

Vernetztes Arbeitsplatzsystem zur proaktiven Engpassvermeidung innerhalb anspruchsvoller Intralogistikprozesse
Patrick Adler, Holger Dander ORCID Icon, Gerd Witt
Logistische Prozesse, insbesondere sogenannte Mehrwertdienste, sind auch heute noch geprägt von variantenreicher manueller Tätigkeit. Ergänzende Dienstleistungen kurz vor dem Versenden der Ware werden als Mehrwertdienste bezeichnet. Gemeinhin werden zur Durchführung dieser Tätigkeiten vornehmlich un- oder niedrigqualifizierte Mitarbeitende eingesetzt. Zur Unterstützung dieses Personenkreises sowie zur wirtschaftlichen Gestaltung von Mehrwertdiensten wird ein System entwickelt, welches Mitarbeiterkompetenzen und technische Arbeitsplatzausstattung aufgrund der individuellen Auslastung vernetzt. Die bislang zufällige Verteilung auf die Arbeitsplatzsysteme stellt hohe Ansprüche an Qualifikation der Mitarbeitenden sowie Ausstattung am Logistikarbeitsplatz. Die erstmalige Berücksichtigung des Arbeitsplatzsystems bei der Vernetzung soll eine proaktive Engpassvermeidung durch algorithmenbasierte Einsatzplanung sowie eine durchgängig digitale Prozesskette sicherstellen. Die ...
Industrie 4.0 Management | 36. Jahrgang | 2020 | Ausgabe 5 | Seite 29-32
Höchstleistungstechnologie für KMU

Höchstleistungstechnologie für KMU

Wie auch kleine und mittlere Unternehmen Simulationstechnologien nutzen können
Andreas Wierse
Eine effiziente Produktentwicklung kann im Unternehmenswettstreit entscheidend sein - da gerät schnell ins Hintertreffen, wer ohne Simulationstechnologien zurechtkommen muss. Für Großunternehmen längst Alltag, bleiben diese für kleine und mittlere Unternehmen aus Kapazitäts- und Know-How-Gründen oft Wunschdenken. Dabei können auch sie mit der richtigen Hilfestellung und passenden Weiterbildungsprogrammen von den Vorteilen der Simulation profitieren.
Industrie 4.0 Management | 36. Jahrgang | 2020 | Ausgabe 3 | Seite 61-64
Modellierung und Simulation komplexer Systeme mit annotiertem JavaScript

Modellierung und Simulation komplexer Systeme mit annotiertem JavaScript

Stefan Bosse
Der Entwurf und die Simulation komplexer mechatronischer und verteilter intelligenter Systeme erfordern eine einheitliche Systemmodellierungs- und Programmiersprache. Dieser Beitrag stellt JavaScript als eine vereinheitlichte Modellierungs- und Programmiersprache vor, indem JavaScript mit einem semantischen Typsystem JST erweitert wird, um die Lücke zwischen Modellen und Implementierungen zu schließen. Daraus resultiert die JS+ Superset-Sprache, die Typisierung, Modellierung und Programmierung kombiniert. Es werden verschiedene Modelldomänen und ihre Beziehung zum JS+-Programmierungsmodell einschließlich einiger generischer Transformationsregeln am Beispiel eines sensorischen Materials gezeigt. Schließlich wird das Multidomain-Simulationswerkzeug SEJAM eingeführt, das physikalische und datenverarbeitende Simulation mit Agenten kombiniert.
Industrie 4.0 Management | 35. Jahrgang | 2019 | Ausgabe 1 | Seite 47-52
The Digital Twin Theory

The Digital Twin Theory

Eine neue Sicht auf ein Modewort
Andreas Deuter, Florian Pethig
Im digitalen Zwilling wird ein wesentliches Mittel für Produktivitätssteigerungen im Zeitalter der industriellen Digitalisierung gesehen. Daher beschäftigen sich zahlreiche Publikationen mit diesem Begriff. Dieser Beitrag zeigt zunächst die Ursprünge des Begriffs und setzt sich mit ausgewählten Definitionen auseinander. Diese unterstützen allerdings wenig bei der praktischen Implementierung von digitalen Zwillingen, da sich die Definitionen zum Teil stark unterscheiden. Als Alternative zu einer klassischen Definition wird daher ein Theoriemodell vorgeschlagen, das Annahmen über den digitalen Zwilling enthält. Dieser neuartige Denkansatz soll helfen, das Management von digitalen Zwillingen in der Praxis zu verbessern.
Industrie 4.0 Management | 35. Jahrgang | 2019 | Ausgabe 1 | Seite 27-30 | DOI 10.30844/I40M_19-1_S27-30
Automatisierung von Containerterminals

Automatisierung von Containerterminals

Aufbau einer Pilotanlage für automatisierte Straddle Carrier
Sebastian Eberlein, Stephan Oelker, Joy Schumacher, Michael Freitag ORCID Icon
Deutsche See- und Binnenhäfen sind von herausragender Bedeutung für den Produktions und Logistikstandort Deutschland. Die Hafenbranche durchlief in den vergangenen Jahrzehnten verschiedene strukturelle Veränderungen. Aktuell stellt die erwartete Autonomisierung und Digitalisierung der gesamten Lieferkette die Häfen vor neue Herausforderungen. In diesem Kontext beschreibt der vorliegende Beitrag einen Planungsansatz zur Automatisierung von Portalhubwagen (Straddle Carrier) in den spezifischen Umgebungsbedingungen norddeutscher Seehäfen. Um sowohl die Zuverlässigkeit als auch die Wirtschaftlichkeit eines solchen automatisierten Systems für norddeutsche Megacontainerterminals zu untersuchen, wurde ein prinzipiell aus zwei Schritten bestehender Planungsansatz gewählt: (1) Zunächst soll auf dem Containerterminal Wilhelmshaven (CTW) eine Pilotanlage zur Durchführung prototypischer Experimente unter möglichst realen Umgebungsbedingungen entstehen. Darauf aufbauend wird (2) durch ...
Industrie 4.0 Management | 34. Jahrgang | 2018 | Ausgabe 6 | Seite 25-29
Der angemessene Grad von Autonomie in Cyber-Physischen Produktionssystemen

Der angemessene Grad von Autonomie in Cyber-Physischen Produktionssystemen

Norbert Gronau ORCID Icon
Existierende Fabriken weisen häufig hierarchische Strukturen bei Entscheidungsfindung und Steuerung auf. Cyber-Physische Systeme ermöglichen es prinzipiell, den Grad an Autonomie bei Entscheidungsfindung und Steuerung zu erhöhen. Unklar ist allerdings bisher weitgehend, bis zu welchem Grad Autonomie tatsächlich nützlich ist. Dieser Beitrag differenziert unterschiedliche Definitionen von Autonomie und Ansätze, diese zu erreichen. Erste experimentelle Erkenntnisse in einer Laborumgebung helfen, die aufgestellten Fragen zu beantworten.
Industrie 4.0 Management | 34. Jahrgang | 2018 | Ausgabe 6 | Seite 7-12 | DOI 10.30844/I40M_18-6_7-12
Dispatching in Häfen

Dispatching in Häfen

Eine Gegenüberstellung der Herangehensweisen innerhalb und zwischen Umschlagunternehmen
Ann-Kathrin Lange, Anne Kathrina Schwientek, Carlos Jahn
Die steigenden Herausforderungen beim Horizontaltransport auf Container Terminals und bei Transporten zwischen Umschlagspunkten im Hafen erfordern eine kontinuierliche Verbesserung der Prozesse und Strategien, um den Anforderungen der Kunden und der Gesellschaft gerecht zu werden. Eine risikoarme Methode, mögliche Verbesserungen zu überprüfen, ist die ereignisorientierte diskrete Simulation. In diesem Beitrag werden der Horizontaltransport auf Container Terminals und Umfuhren zwischen verschiedenen Akteuren im Hafen vorgestellt. Anschließend werden Gemeinsamkeiten und Unterschiede gegenübergestellt und so ein möglicher Wissenstransfer zwischen den beiden Einsatzgebieten untersucht.
Industrie 4.0 Management | 34. Jahrgang | 2018 | Ausgabe 5 | Seite 17-20
Ablaufsimulation in Industrie 4.0

Ablaufsimulation in Industrie 4.0

Handlungsfelder für die industrielle digitale Transformation
Sigrid Wenzel ORCID Icon, Jana Stolipin, Ulrich Jessen
Die ereignisdiskrete Simulation von Produktions- und Logistiksystemen (im Folgenden auch Ablaufsimulation genannt) spielt für die Entwicklungen im Kontext der industriellen digitalen Transformation eine wichtige Rolle. Ihre Inte-gration in moderne Planungs- und Steuerungsprozesse wird dringend gefordert, um Industrie 4.0-Konzepte realisieren zu können. Sie erlaubt eine detaillierte Analyse sowie eine transparente Planung von Produktions- und Logistikprozessen im Hinblick auf Flexibilitäts- und Effizienzsteigerungen. Zudem bildet sie zukünftig bei der Planung und dem Betrieb von modernen Systemen einen wichtigen Bestandteil des sogenannten Digitalen Zwillings als System- und Verhaltensmodell der betrachteten Realität. Allerdings sind hierzu die Anforderungen an die Ablaufsimulation noch nicht umfassend definiert und technische Lösungen nicht hinreichend umgesetzt. Der folgende Beitrag skizziert die Rolle der Ablaufsimulation in Industrie 4.0 und formuliert notwendige ...
Industrie 4.0 Management | 34. Jahrgang | 2018 | Ausgabe 3 | Seite 29-32
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