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In diesem Doktorvortrag wird die Vision von Metropolitan Cities vorgestellt und warum dazu zentrale Datenplattformen benötigt werden. Es werden technische Bausteine wie Data-Lake, Data-Warehouse, Open Data und Smart City vorgestellt sowie die Herausforderung bei der Gestaltung einer zentralen Datenplattform erarbeitet. Als Lösung wird eine Verbindung von Data-Lake und Data-Warehouse mit dem Konzept des Industrial Data Space vorgeschlagen.
Die Metropolregion Rhein-Ruhr zeigt beispielhaft, wie sich Regionen in Deutschland wandeln: Wo einst Kohlebergwerke und die Montanindustrie die Landschaft prägten, entstehen heute langsam neue Industrien; aus alten Tagebauen wird langsam eine Seenlandschaft. Allerdings wächst die Wirtschaft im Ruhrgebiet noch immer langsamer als im Rest Deutschlands. Es benötigt neue Impulse, um Regionen wie diese wirtschaftlich zu unterstützen und zusammenzuführen.
Ein solcher Impuls ist eine zentrale Datenplattform, in der nicht nur einzelne Städte, sondern die gesamte Metropolregion vernetzt werden. Genau wie die Grenzen zwischen Städten wie Essen, Bochum und Dortmund bei der Durchfahrt verschwinden, sollen damit auch bestehende digitale Grenzen der Vergangenheit angehören. Als digitale Infrastruktur ermöglichen solche Plattformen neue digitale Geschäftsmodelle für Unternehmen der Region auf Basis von datenbasierten Anwendungsfällen und bilden so die Basis für eine vernetzte Region.
Eine Untersuchung des Status Quo in Bezug auf digitale Plattformen und die Datenbereitstellung aus den Kommunen in der Metropolregion Rhein-Ruhr ergibt, dass noch umfangreicher Handlungsbedarf besteht: So besteht weder eine einheitliche Strategie zur Bereitstellung von Daten, noch werden von einzelnen Kommunen relevante Live-Daten auf bestehenden Plattformen veröffentlicht. Auch innerhalb der Kommunen ist die bestehende Sensorbasis und deren Konnektivität nicht ausreichend für die Befüllung einer zentralen Datenplattform - allenfalls bestehen im Kontext von Smart-City-Initiativen Leuchtturmprojekte.
Der vorliegende Artikel stellt daher eine IoT-gestützte Architektur für eine zentrale, metropolregionsübergreifende Datenplattform auf Basis des International Data Space, Data Lakes und IoT-Vernetzungstechnologien vor. Er zeigt außerdem auf, wie durch die technische und organisatorische Einbindung von Unternehmen der Wirtschaft ein skalierbares Ökosystem geschaffen werden kann. Anhand von konkreten Beispielen wird erklärt, wie die Umsetzung der Architektur begonnen hat und wie die weitere Implementierung geplant ist.
Das Projekt "Rezept ECM" verfolgte das Ziel, Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus zu einem ganzheitlichen ECM-Konzept zu verhelfen, um den aktuellen Anforderungen an die Digitalisierung gerecht zu werden. Als Orientierungshilfe bei der Etablierung eines unternehmensweiten ECM-Konzepts wurde ein anwendungsnahes Modell entwickelt, welches die bestehende IT-Landschaft und die betrieblichen Abläufe berücksichtigt.
In der Smart-Service-Welt-Veröffentlichung der acatech von 2015 wird beschrieben, dass „Deutschland nur mit führenden softwaredefinierten Plattformen und Serviceplattformen zum digitalen Marktführer bei Smart Services aufsteigen kann". Mit diesen Plattformen können auf Datenanalysen basierende Services neu erstellt oder Produkte für den Kunden automatisiert individualisiert werden, wie zum Beispiel eine prädiktive Überwachung der Produkte oder die Einführung eines Software-Marktplatzes. Um dieses Ziel zu erreichen, haben Unternehmen eigene Softwarelösungen entwickelt. Der Betrieb solcher Software erfordert jedoch einen hohen Aufwand in der Pflege.
Lernen aus Daten
(2019)
Die Verfügbarkeit von Daten in Unternehmen ist in den vergangenen Jahren stark angestiegen und wird aufgrund der vernetzten Digitalisierung immer weiterwachsen. Unternehmensintern werden Daten in verschiedensten Abteilungen für die verschiedensten Prozesse in unterschiedlichsten Formaten und Qualitäten erzeugt: Klickdaten im Marketing, Testdaten in der Entwicklung, Maschinendaten in der Produktion oder Kundennutzungsdaten der eigenen Produkte und Services. Die Verwertung der Daten beschränkt sich heute oft auf abteilungsinterne Fälle. Das liegt daran, dass andere Abteilungen weder Transparenz über verfügbare Daten haben noch diese erhalten. Eine zusätzliche Herausforderung besteht darin, dass einige Anwendungssysteme eine übergreifende Datennutzung nicht zulassen, weil sie Daten in proprietären Formaten anbieten. Unternehmen fehlen damit die Voraussetzungen für optimierte Prozesse, moderne Kundenkommunikation und durchgängig datenbasierte Services. Es muss daher eine unternehmenseinheitliche Strukturierung der Datenverwaltung geschaffen werden.
Nowadays manufacturing companies are facing many different challenges as they are finding themselves in a dynamic and complex environment. Industrie 4.0 and its principles can help to manage these challenges. For example, companies should follow a principle called continuity of engineering. This continuity enables parallel development and production planning. One important measure to allow a continuity of engineering is the appropriate integration of IT (Information Technology) and OT (Operational Technology) within the company as well as along the whole value chain. Meant is the networking of machines and plant equipment with IT systems. The management of information resources for example allows data based decisions. Therefore, companies need to have a profound knowledge about the relationship between the integration and information processing of information systems.
There is a common understanding that a certain degree of IT and OT integration highly depends on the company’s typology, which we found out can be represented by the company’s business model. Therefore, we developed a methodology to identify the company’s business model and to derive relevant success factors, both based on a workshop-concept. Based on expert interviews, this enabled us to link the business model or company’s typology with the most important information management principles.
Especially in SMEs of the manufacturing industry, data is not sufficiently used to optimize processes. Some companies have implemented lighthouse “Industrie 4.0 projects”, but struggle with a broader approach. We present the results of a survey we performed that underlines that statement. There are approaches in the literature that propose generic architecture frameworks tackling the mentioned challenge. Still, most of them do not include the existing IT architecture of a company and fail to propose a comprehensive solution delivering a real benefit to companies. Therefore, companies cannot easily use them. For that reason, we developed and tested an Industrie 4.0 software platform architecture companies can use as a blueprint for their own implementation. This architecture is presented in this paper as well as the structured VDI 2221 approach we used to develop it.
People’s (and goods’) transport will fundamentally change due to autonomous driving and emission-reduced drives. This enables new mobility concepts, especially for inner-city transport of people. An example for such autonomous vehicles are so-called people-movers: small electrically powered busses carrying up to 15 passengers from individual departure points to individual destinations. Next to the research regarding autonomous driving and alternative types of drives, it is also necessary to study and research how future users are willing to use new types of inner-city transport. Such transport needs specific information platforms organizing the trips and routing the people mover. Those platforms do not yet exist.
As part of our research, we developed an exemplary people-mover platform architecture. We were using methods from agile software development to gather customer requirements, as well as an information logistics concept as a validated link between user requirements and the architecture. We designed the architecture using microservices to enable growth and adaptability at the same time. As the research is still going on, these characteristics are necessary in order to keep building a customer-focused platform for the inner-city mobility of the future.
Assessment of IS Integration Efforts to Implement the Internet of Production Reference Architecture
(2018)
As part of a collaborative network, manufacturing companies are required to be agile and accelerate their decision making. To do so, a high amount of data is available and needs to be utilized. To enable this from a company internal information system perspective, the Internet of Production (IoP) describes a future information system (IS) architecture. Core element of the IoP is a digital platform building the basis for a network of cognitive systems. To implement and continuously further develop the IoP, manufacturing companies need to make architecture-related decisions concerning the accessibility of data, the processing of the data as well as the visualization of the information. The goal of this research is the development of a decision-support methodology to make those decisions, taking under consideration the evaluated IS integration effort. Therefore, this paper describes the allocation of IS functions and identifies the effort drivers for the respective IS integration by analyzing the integration possibilities. Conclusively this approach will be validated in a case study.