FIR e. V. an der RWTH Aachen
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Reifegradmodell zur Bestimmung der Auswirkungen von Industrie 4.0 auf den industriellen Service
(2019)
Due to Digital Transformation, also called Industry 4.0 or the Industrial Internet of Things, the barrier for implementing data collecting technology on the shop floor has decreased dramatically in the past years – leading to an increasingly growing amount of data from a multitude of IT systems in production companies worldwide. Despite that, the production controller still relies heavily on intrinsic knowledge and intuition for the management of disruptions in production. Thanks to advances in the fields of production control and artificial intelligence, potentials for the collected data for disruption management arise. However, in order to transform data into usable information and allow drawing conclusions for disruption management in production, the relevant data-objects, disturbances and alternative actions must be known. Thus, the decision-making can be supported, reducing the decision latency and increasing benefit of alternative actions. Therefore, the goal of this paper is to discuss the prerequisites necessary to perform a data based disruption management and the methodology itself, serving as an approach to allow companies to build a data basis, classify disruptions and alternative actions in order to improve decision making in the future. [https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-28464-0_13]
Smart-Service-Plattformen
(2019)
Smart-Service-Plattformen können einen Lösungsbaustein darstellen, um die steigende Weltbevölkerung ressourcenschonend zu ernähren. Durch die Aggregation von Daten und kontextsensitive datenbasierte Dienstleistungen können Landwirte präzise während der gesamten landwirtschaftlichen Produktion unterstützt werden, um bei gleichbleibender Versorgungsfläche den steigenden Nahrungsmittelbedarf zu decken. Die Entwicklung und der erfolgreiche Betrieb einer Smart-Service-Plattform stellen viele Unternehmen, nicht nur in der Landwirtschaft, jedoch vor große Herausforderungen, da sich die Geschäftsmodelle und -logiken einer Plattform grundlegend von herkömmlichen Produkten unterscheiden. Um Unternehmen praxisnahe Gestaltungsempfehlungen für den Erfolg einer Smart-Service-Plattforum zu geben, wurden für diesen Beitrag insgesamt 25 bereits bestehende Plattformen aus den Bereichen Smart Farming und Smart Production sowie branchenübergreifende Plattformen mittels einer Case-Study-Research hinsichtlich ihres Geschäftsmodells und ihrer jeweiligen Erfolgskriterien untersucht. Basierend auf den Ergebnissen der unterschiedlichen Case-Studys werden insgesamt neun Gestaltungsempfehlungen für den erfolgreichen Betrieb einer Smart-Service-Plattform vorgestellt, die jeweils auf die Besonderheiten der Branche eingehen und so ein umfassendes Bild für den Erfolg einer Smart-Service-Plattform geben. [https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-662-59517-6_29]
Unternehmen, die ihre Prozesse durch maschinelles Lernen unterstützen wollen und hierfür auf externe Dienstleister und Produkte zurückgreifen müssen, fehlen die qualifizierten Anhaltspunkte für die Auswahl eines Machine-Learning-Anbieters.
Aus dieser Motivation heraus ist die vorliegende Marktstudie Industrial Machine Learning entstanden. Sie bietet Unternehmen die Grundlage, eine fundierte Entscheidung für oder gegen den Einsatz von Machine Learning im Unternehmen zu
treffen.
Die Darstellung von realen Usecases in der vorliegenden Marktstudie veranschaulicht die konkrete Anwendbarkeit. Insbesondere damit leistet die Studie ihren Beitrag, das Thema Maschine Learning verständlich und anschaulich darzustellen.
Die Marktstudie bietet einen umfassenden Überblick über unterschiedliche Arten von Anbietern und Lösungsmöglichkeiten.
Ein Anspruch auf Vollständigkeit wird dabei nicht erhoben und wäre für die Zielsetzung nicht angebracht.
[CIRP Encyclopedia of Production Engineering:]
This high quality reference work has been written and reviewed by members of The International Academy for Production Engineering, also known as CIRP. This Academy is recognized worldwide to represent the highest standards in research on production engineering, which includes design, optimization, control, management of processes, machines, and systems. One key concept behind this Encyclopedia is that apart from covering fundamental concepts in the field of production engineering, it also closely follows recent developments and emerging concepts. In particular this renewed print edition covers a wide range of new topical entries such as Hybrid Processes, High Performance Grinding, Biomimetic Design, Cold Spray, Sheet-bulk Metal Forming, Ecodesign, Cyber Physical System, Nano Technology, or Geometrical Product Specification. The second edition also comprises reviewed entries from the first version, which have been updated to reflect new standards or developments. The target audience primarily comprises researchers, engineers, managers, graduate students, and many others whose day-to-day work gravitates around production engineering technologies in the global market.
Patterns of Digitization
(2019)
This article describes the results of a survey designed to assess how companies are implementing digital transformation, including the various strategies they employ and the actions they take to achieve large-scale transformations. While a few companies seem to reach front-runner status, the majority seem to lag behind. This phenomenon is a top concern of boardrooms worldwide and motivated the development of this study. To help these organizations, we highlight differentiated strategic principles and characteristics of the companies' design processes digitally mature companies undertake to transform their businesses. These insights should help lagging companies understand what is involved in implementing a digital transformation and what they need to do to enforce this transformation.
Current supply chain structures in the spare parts logistics are changing profoundly due to the influence of digitalization and additive manufacturing (AM). In particular the Logistics Service Provider (LSP) is influenced by the change, as the physical transport of goods could become redundant due to the digital transmission of production data. This leads to a reduction of the LSP’s share in the value chain. Conceptualizing a new role for the LSP for additively manufactured spare parts is necessary. Therefore, five different scenarios are identified in which the LSP serves as a transport carrier, digital distributor, an AM decision maker, a selector of the manufacturer and as an AM service provider.
Smart Service Engineering
(2019)
In our digitalized economy, many traditional service engineering models lack flexibility, efficiency and adaptability. As today’s market differs significantly from the market of the late 20th century, service engineering models must meet different requirements today than they had to meet in the past. The present paper starts off by providing an overview of the requirements that modern service engineering models need to fulfill in order to succeed in today’s economic environment. Afterwards, three promising models that meet several of these requirements will be introduced.
Many industrial companies face their digital transformation. In addition to an existing portfolio of products and services, new digital services are being developed to offer a portfolio of smart product service systems (Smart PSS). While the development of new digital services is rarely a problem for the companies, the organization of sales and distribution of Smart PSS in particular is a key issue. The sales of Smart PSS differs considerably from the sales of only products or services and must therefore be designed differently in order to meet customer requirements and successfully commercialize the developed Smart PSS. This paper therefore describes how the sales organization of Smart PSS should be designed successfully in various forms. The network thinking methodology is used in combination with a case study research approach to describe the connection between the offered portfolio, the customer requirements and the different elements of a sales organization. Furthermore, four different types of a sales organization for Smart PSS are described. This paper gives a recommendation for companies on a design of their sales organizations on which practical implications may be developed.
Service Engineering Models
(2019)
Since the field of service engineering emerged in the late 20th century, the service industry has undergone drastic changes. Among the reasons for these changes is the increasing digitalization, which has made it difficult for companies to successfully develop new service offerings. While numerous service engineering models are available to provide guidance during the design of new services, many of them cannot keep up with the requirements of today’s economic environment. The present paper examines the requirements that service engineering models need to meet in order to be suitable guidelines for the digital age. To this end, the introduction illustrates how digitalization has changed the service industry. Afterwards, selected service engineering models and related norms are presented. Finally, a set of requirements for modern service engineering models derived from best practices from recent years is introduced.
Digitale Technologien gewinnen für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) des Maschinenbaus zunehmend an Bedeutung, da durch deren Einsatz bestehende Ressourcenengpässe minimiert und ungenutzte Potenziale aufgedeckt werden können. Besonders relevant ist der Einsatz digitaler Technologien zum Ausbau von After-Sales-Dienstleistungen, da bedingt durch sinkende Margen im Neumaschinengeschäft Dienstleistungen zunehmend zum entscheidenden Faktor zur Realisierung von Umsatzpotenzialen werden. Trotz der wachsenden Bedeutung von After-Sales-Dienstleistungen im Maschinenbau sind insbesondere KMU oftmals nicht in der Lage, ihr Kerngeschäft durch Dienstleistungen auszubauen. Grund hierfür sind vorrangig mangelnde Ressourcen wie beispielsweise Personalengpässe, begrenzte finanzielle Möglichkeiten sowie fehlendes Know-how. Damit Unternehmen des Maschinenbaus, die zum größten Teil KMU darstellen, die Potenziale im Dienstleistungsgeschäft voll ausschöpfen und somit ihre Wettbewerbsfähigkeit langfristig sichern können, bedarf es KMU-gerechter Methoden und Lösungen zur Auswahl sowie Bewertung und Implementierung digitaler Technologien. Das Forschungsprojekt ScaleUp liefert als Kernergebnis einen dreimoduligen Softwaredemonstrator, der es KMU ermöglicht, digitale Technologien für die Digitalisierung ihrer After-Sales-Dienstleistungsprozesse zu identifizieren (1. Modul) und im Hinblick auf Kosten und Nutzen (2. Modul) sowie des zur Nutzung notwendigen Kompetenzprofils der Mitarbeiter (3. Modul) zu bewerten. Im Rahmen des ersten Moduls findet eine Bewertung von Schwachstellen im Leistungserbringungs- bzw. Kommunikationsprozess statt. Anhand der Bewertung können schwachstellenspezifisch digitale Technologien ausgewählt und mittels dreier Bewertungskriterien miteinander verglichen werden. Zusätzlich werden weiterführende Informationen zu Stärken/Schwächen sowie Anbietern dieser Technologien bereitgestellt. Für das zweite Modul liefert der Demonstrator ein Modell, dass es ermöglicht, digitale Technologien aus Kosten- und Nutzensicht zu bewerten. Zur vereinfachten Anwendung werden sowohl eine schriftliche als auch eine visuelle Anleitung zu Verfügung gestellt. In letzter Instanz können im dritten Modul aktuelle Mitarbeiterkompetenzen ermittelt und Soll-Profile für die erfolgreiche Nutzung der ausgewählten digitalen Technologien gegenübergestellt werden. Mittels eines bereitgestellten Entwicklungsplans können diese Lücken zielgerichtet geschlossen werden. ScaleUp gibt somit KMU einen Leitfaden an die Hand, den diese nutzen können, um ihre eigenen After-Sales-Prozesse effizienter zu gestalten und somit ihren Ressourceneinsatz zu optimieren und ihre Wettbewerbssituation langfristig zu verbessern.
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.
Industrial Smart Services: Types of Smart Service Business Models in the Digitalized Agriculture
(2019)
Due to lack of experience of companies with digital business models, agricultural machinery manufacturers and agricultural service companies are facing a positioning problem in their ecosystem. Smart services are getting more important for these companies and they have issues to define a matching business model for their newly developed smart services. The lack of a framework for smart service business models makes it even harder for companies to successfully develop new services. This paper contributes to a better understanding of business models for smart services and establishes a common morphological framework to define different types of business models for smart services. Six types of business models of industrial smart services were identified during the research based, which was based on a literature review and interviews with leading experts in the field of smart services. The validation of the developed types and its practical application was carried out as part of the German research project Smart-Farming-World and its four developed use cases. This paper gives a detailed description of the application of the framework on the use case nPotato.
Der Marktspiegel "Business Software ERP/PPS 2019/2020" ist ein Werk, welches einen schnellen Überblick über den Markt für ERP/PPS-Software vermittelt. Der einführende Teil schafft Transparenz hinsichtlich des Begriffs ERP/PPS und hinsichtlich der Struktur von Planungsaufgaben innerhalb des Begriffs ERP/PPS. Es folgt eine grundlegende Bewertung der untersuchten ERP/PPS-Software im Hinblick auf die Aufgabenunterstützung. Anschließend werden konkrete Hilfestellungen für die Durchführung eines Projektes zur Auswahl eines ERP/PPS-Systems gegeben. Schließlich bietet der Marktspiegel eine Übersicht über die relevanten ERP/PPS-Anbieter, deren Software-Angebot und typische Implementierungsprojekte.
Smart Operations
(2019)
Ohne Umwege zum Go-Live
(2019)
Projektziel war die Entwicklung einer Entscheidungsunterstützung für den Fertigungssteuerer, die eine differenziertere Betrachtung von Abweichungen in der Fertigung ermöglicht. Des Weiteren soll die Entscheidungsunterstützung dazu dienen, durch die Bewertung von Abweichungen transparent zu machen, bei welchen Abweichungen dringender Handlungsbedarf besteht und in welcher Art und Weise interveniert werden muss. Durch die Berücksichtigung von Entscheidungen bzgl. Abweichungssituationen aus der Vergangenheit werden zukünftige Abweichungen so besser bewertet werden können.
Metropolitan Cities
(2019)
Durch die Vernetzung und Mobilisierung von geografisch verteilten Orten soll eine europäische Modellmetropole mit einzigartigem Charakter entstehen. Dies haben sich zahlreiche Unternehmen, Forschungseinrichtungen und die öffentliche Hand für die Entwicklung der fünftgrößten Metropolregion Europas zum Ziel gesetzt.
The acquisition, processing and analysis of internal and external data is one of the key competitive factors for corporate innovation and competitive advantage. Many firms invest a significant amount of resources to take advantage of advanced analytics methods. Machine learning methods are used to identify patterns in structured and unstructured data and increase predictive capabilities. The related methods are of particular interest when previously undiscovered and unknown structures are discovered in comprehensive data sets in order to more accurately predict the outcome of manufacturing or production processes based on a multitude of parameter settings. So far, this knowledge is often part of the individual or collective knowledge of experts and expert teams, but rarely explicit and therefore not replicable for future applications. On the one hand, it is demonstrated in this paper how different machine learning algorithms have been applied to better predict the output quality in the process industry. On the other hand, it is explained how the application of machine learning methods could contribute to making previously not accessible process knowledge explicit. In order to increase the prognostic accuracy of the model diferrent methods were combined, later on compared and evaluated within an industrial case. In this paper a comprehensive approach to knowledge-based process engineering is being presented.
Produzierende Unternehmen stehen unter großem Veränderungsdruck, der durch wachsende Produktkomplexität, steigende Kundenanforderungen und digitale Geschäftsmodelle induziert wird. Vorherrschende Trends wie Industrie 4.0 und Digitalisierung müssen genutzt werden, um nicht nur die Produktion effizienter zu gestalten, sondern auch innovative Geschäftsmodelle zu entwickeln. Diese gewährleisten, dass Unternehmen neue Märkte erschließen und neue Kunden gewinnen.
Die von Unternehmen in der Vergangenheit fokussierten produktzentrierten Geschäftsmodelle werden durch die Digitalisierung in nutzerzentrierte Geschäftsmodelle transformiert. Zudem ist gerade eine Veränderung im Verhalten der Kunden zu beobachten, die sich zunehmend gezielt für Produkte mit höherem Leistungsumfang in Bezug auf digitale Fähigkeiten entscheiden, sodass sich die Digitalisierung ebenfalls in den Produkten wiederfindet. Dauerhafte Wettbewerbsfähigkeit bedarf folglich erweiterter digitaler Leistungen in Produkten.
Die Bewertung der bestehenden IT-Infrastruktur und die Auswahl eines geeigneten, zukunftsorientierten ERP-/PPS-Systems stellen Unternehmen vor eine komplexe, aber nicht unlösbare Herausforderung. Die Software und der Entscheidungsprozess betreffen nahezu alle betrieblichen Abteilungen vom Vertrieb über die Konstruktion, die Produktion und den Versand. Zudem ist die Einführung einer neuen ERP-PPS-Software mit hohen Investitionen und einem beträchtlichen internen Personalaufwand verbunden. Für die systematische Vorgehensweise wurde das 3PhasenKonzept am FIR entwickelt.
Im B2B-Bereich werden die sich daraus ergebenden Potenziale bisweilen kaum genutzt oder sind noch gänzlich unbekannt. Experten sind sich einig, dass zügiges Handeln und die Umsetzung immer neuer Kundenanforderungen vonnöten sind, wenn ein Unternehmen nicht vom Wettbewerb überrannt oder gar von Mitbewerbern übernommen werden will. Angesichts dieser Entwicklungen hatten sich die Veranstalter der „CDO Aachen“ unter dem Titel „Chancen digitaler Plattformen ergreifen!“ zum Ziel gesetzt, CIOs, CDOs, innovationstreibenden Projektmanagern und impulsgebenden Führungskräften mit ausgeprägter Technologiebegeisterung Impulse und Handlungsempfehlungen zu liefern, wie sie in ihrem Unternehmen wichtige Voraussetzungen schaffen und Fähigkeiten aufbauen können, um am Mehrwert digitaler Plattformen zu partizipieren.
IT-Strategien gestalten
(2019)
Oft scheitert jene aber schon an einer fehlenden Ausrichtung an der Unternehmensstrategie und an der IT-Komplexität, die Effizienz verhindert und mitunter hohe Kosten verursacht. Um diese Herausforderungen meistern zu können, ist es unabdingbar, eine unternehmensindividuelle IT-Strategie zu entwickeln. Damit dieses Vorhaben leichter und besser gelingen kann, hat das FIR ein Whitepaper zu diesem Thema veröffentlicht.
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.
In order to achieve a holistic cost management approach, the maintenance and service costs should already be assessed during the development of machines and equipment. The required information in the company, like PLM, process and test data, are commonly not available or vague, especially in early development phases. This paper introduces a feasible method for an early assessment of maintenance and service costs during product development. In doing so, appropriate cost assessment methods are selected, based on the availability and quality of the existing information in the individual development phases. The evaluations of these methods are aggregated in a software tool, so that the respective cost information is displayed with a maximum, minimum and most probable value. The developed software tool was validated in cooperation with a new electric vehicle manufacturer.
Die Kopplung von ERP- und Real-Time-Location-System (RTLS) ermöglicht ein effizientes Tracking und Tracing in der Produktion von morgen. Wie dies genau aussehen kann, welche technischen Grundlagen dazu geschaffen werden müssen und welche Vorteile sich daraus für Unternehmen ergeben, wurde im Konsortialprojekt "RTLS3.0" am Cluster Smart Logistik untersucht. Dazu wurde ein Living Demonstrator entwickelt, der sich nun in der dritten Ausbaustufe befindet. Das Projekt "RTLS3.0" ermöglicht einen Zugang für produzierende Unternehmen zur digitalen Welt. Durch echtzeitfähige, präzise Lokalisierungs- und Rückmeldemechanismen kann der Herausforderung des Tracking und Tracing effektiv und effizient entgegengetreten werden.
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.
Management of information and the IT systems it is stored in becomes a crucial capability for the industry. However, companies are struggling with the management of the various requirements and frequent changes of technology. Thus, IT complexity has become a major challenge for companies. At the same time, especially manufacturing companies are striving to implement Industrie 4.0 concepts. Many of these even have developed an Industrie 4.0 roadmap including various projects to change the company. Companies can develop such roadmaps by applying the Industrie 4.0 Maturity Index that gives a broad view on necessary capabilities for Industrie 4.0.
In our research, we analyzed data sets from over 10 manufacturing companies that have performed an Industrie 4.0 maturity assessment. Our hypothesis was that IT complexity challenges are hindering the implementation of Industrie 4.0 roadmaps significantly. We could prove this hypothesis at least for the companies analyzed and give insights on the specific challenges. Based on our analysis, we conclude our article by giving concrete recommendations on how to tackle IT complexity.
Anpassungsfähigkeit und Agilität sind Kernkompetenzen, welehe den Erfolg von Unternehmen im Kontext der Digitalisierung maßgeblich beeinflussen. Die Schlüsselressourcen für diese Kernkompetenzen sind neben geeigneten Unternehmensstrukturen und Prozessen insbesondere die eigenen motivierten Mitarbeiter. Somit wundert es nicht, dass Maßnahmen und Ansätze in den Vordergrund rücken, die den Mitarbeiter fokussieren. Die ,New Work' - Bewegung möchte mit genau solchen Ansätzen, die Potenzialentfaltung eines jeden Mitarbeiters in den Mittelpunkt stellen.
Die vorliegende Publikation beinhaltet die Projektergebnisse des Forschungsprojekts „FlAixEnergy – Innovative Energieflexibilitätsplattform zur Synchronisation und Vermarktung des regionalen Stromverbrauchs industrieller Anwender mit dezentraler Energieerzeugung in der Modellregion Aachen“ (Förderkennzeichen 0325819A-I). Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert und vom Projektträger Jülich (PTJ) betreut. Die Autoren sind für den Inhalt der Veröffentlichung verantwortlich.
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.
Instandhaltungs-Roadmap
(2019)
Die Instandhaltung unterliegt, bedingt durch ein sich permanent veränderndes Umfeld, einem anhaltenden Wandel. Neue, vielversprechende digitale Technologien, wie z. B. Predictive Maintenance oder Data-Analytics, prallen auf gewachsene Organisationsstrukturen und Unternehmenskulturen. Die Transformation zur Smart Maintenance, bei der Wissen datenbasiert und bedarfsgerecht zur Verfügung steht, wird damit zu einer wichtigen Aufgabe, um das volle Potential einer intelligenten Instandhaltungsorganisation ausschöpfen zu können. Die Experten des VDI Fachausschusses Instandhaltung setzen sich im Rahmen ihrer Richtlinienarbeit kontinuierlich mit diesen Entwicklungen auseinander und tauschen Erfahrungen über Aktivitäten zu aktuellen Themenstellungen aus. Anlässlich der fortschreitenden Erfahrungen, die auf diesem Weg gesammelt werden, haben die Experten des VDI-Fachausschusses Instandhaltung die bisherige Instandhaltungsroadmap auf den Prüfstand gestellt. Neben einem neuen Ordnungsrahmen wurden aktuelle Themen hinsichtlich ihrer Implikationen auf die Aufgaben einer Instandhaltungsorganisation ergänzt. Die überarbeitete Instandhaltungsroadmap des VDI-Fachausschusses Instandhaltung dient somit als Orientierungshilfe für Unternehmen auf dem Weg zur Smart Maintenance und wurde bereits im Rahmen des 40. VDI-Forums Instandhaltung am 04.06.2019 in Duisburg dem Fachpublikum vorgestellt.
ERP-Implementierung
(2019)
Das Whitepaper gibt einen Überblick über aktuelle Praxis in den Unternehmen, Herausforderungen und Vorgehensweisen bei der Implementierung von ERP-Lösungen. Neben den Auslösern, Zielen und Kosten von ERP-Projekten werden die häufigsten Probleme sowie die Herausforderungen Personalaufwand und Dauer der ERP-Implementierung aufgezeigt. Anschließend werden Vorgehensweisen zur erfolgreichen ERP-Implementierung in Unternehmen beschrieben. Teil des Whitepapers ist eine umfassende ERP-Marktübersicht, die angebotene Dienstleistungen der ERP-Anbieter zur Implementierung und Betrieb beinhaltet.
Zielsetzung des Forschungsvorhabens WertGeiD war es, kleine und mittlere industrielle Dienstleister dabei zu unterstützen, die Wirkung der Gestaltungsprinzipien des Lean Managements auf den Wertbeitrag des Dienstleistungserstellungsprozesses zu verstehen und die nötige Expertise zur erfolgreichen Implementierung der Gestaltungsprinzipien aufzubauen.
Forschungsziel ist die Entwicklung eines ganzheitlichen Ansatzes zur Implementierung von additiver Fertigungstechnologie in KMU. Zunächst wird eine grundlegende Analyse der gesamten Wertschöpfungskette durchgeführt. Hierbei werden die Teilprozesse mit dem Fokus der Qualitätssteigerung und der für KMU optimierten Implementierung detailliert betrachtet und optimiert. Es wird eine allgemeine und folgend dann spezifizierte Kosten-Nutzen-Methode zur Entscheidungsunterstützung, ein Produkt durch additive Fertigungstechnologien herzustellen, erstellt. Parallel werden Konstruktions- und Optimierungsaspekte prozesskettenübergreifend betrachtet. Zudem wird die Weiterentwicklung bestimmter additiver Fertigungsverfahren behandelt. Die Validierung findet innerhalb jedes Arbeitspaketes anhand von projektübergreifenden Use Cases statt, welche durch den projektbegleitenden Ausschuss definiert werden. Im Projekt weden folgende zentrale Ergebnisse angestrebt:
1. Übergreifendes Implementationsmodell inklusive Fertigungstechnologien
2. Kosten-Nutzen-Modell zur Entscheidungsunterstützung
3. Erarbeitung von Richtlinien für die Fertigung von optimiert gekühlten Werkzeugeinsätzen für Spritzgussanlagen
4. Erweiterung der Einsetzbarkeit von additiv gefertigten Komponenten aus Keramikwerkstoffen.
Der Nutzen kann insbesondere für KMU in der Fertigungsindustrie aufgezeigt werden. Zunächst unterstützt das Kosten-Nutzen-Modell bei der Entscheidung für welche Teile ein Technologiewechsel wirtschaftlich sinnvoll ist. Des Weiteren ermöglicht der prozessübergreifende Ansatz eine erleichterte Implementierung in die Produktion und somit die vereinfachte Realisierung von kundenspezifischer Produktion oder die Erschließung neuer Märkte. Hierdurch kann die Wirtschaftlichkeit der Unternehmen gesteigert werden.
Ziel des Forschungsvorhabens war die Erhöhung der Effizienz und Effektivität von Suchanfragen in ERP-Systemen. Dabei sollte der Aufwand für den Nutzer reduziert und die Qualität der Ergebnisse verbessert werden. Die Erreichung der Ziele wurde durch die Entwicklung einer selbstlernenden, kontextbasierten Suchmaschine für ERP-Systeme realisiert. Mit der Berücksichtigung des Kontexts einer Suchanfrage, des Benutzerverhaltens und einer Ergebnisbewertung durch den Anwender wurde die Ergebnisqualität von Suchanfragen kontinuierlich gesteigert. Durch die Entwicklung eines Demonstrators wurde der Nutzen des Konzepts nachgewiesen, indem dieser in verschiedenen Szenarien erprobt und anhand einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung bewertet wurde.
Mehr Power für die Windkraft
(2019)
Durch eine verbesserte Datenintegration von Stamm- und Bewegungsdaten, prädiktiven Analysen und einem Echtzeitdatenaustausch können bisherige träge Kommunikationsstrukturen und Regeln innerhalb und zwischen kleinen und mittelständischen Unternehmen abgelöst und durch flexible und automatisierte Lösungen ersetzt werden. Das Resultat ist eine bessere Ausschöpfung teurer, personengebundener Ressourcen. Abstimmungsbedarfe zwischen dem produzierenden Unternehmen und Logistikdienstleistern werden mittels Bereitstellung aktueller Soll-/Ist-Informationen reduziert, indem Logistikinformationen bereits auf Shopfloor-Ebene integriert werden.
Die Potenziale einer Smart Maintenance sind vielseitig und reichen von der Bereitstellung bzw. Steigerung der Produktivität und Qualität bis hin zur langfristigen Sicherung interner Kompetenzen. Im Zuge dieser Entwicklung versteht sich die Instandhaltungsorganisation zunehmend als Inkubator interner, digitaler Transformationsprozesse und wird so zu einem essenziellen Wertschöpfungspartner innerhalb des Unternehmens. Mit Hilfe der Smart Maintenance Roadmap wird dieser Weg für produzierende Unternehmen aufgezeigt und umgesetzt. Nach der Bestimmung des Zielsystems und der Positionsbestimmung mit Hilfe des adaptierten Industrie 4.0 Maturity Index werden in der Roadmap alle Projekte entlang der dafür notwendigen Fähigkeiten verortet und umgesetzt.
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.
Die durch eine Geschäftsmodellinnovation initiierte Transformation stellt heute für Unternehmen vielfach eine Notwendigkeit wie auch eine besondere Herausforderung dar. Zur Bewertung des Transformationsaufwands ist es dabei erforderlich, eine interne wie externe Perspektive einzunehmen. Die interne Perspektive verdeutlicht die Fähigkeit eines Unternehmens, ein neues Geschäftsmodell zu implementieren. Die externe Perspektive zeigt die objektive Andersartigkeit des zukünftigen Geschäftsmodells im Vergleich zum aktuellen Modell auf. Zur Integration beider Perspektiven werden zwei Modelle entwickelt, die Unternehmen ermöglichen, einerseits die individuelle Transformationsreife und andererseits den Transformationsaufwand zur Implementierung eines neuen Geschäftsmodells einzuschätzen. Mithilfe dieser Modelle wird eine realistische Auswahl geeigneter zukünftiger Geschäftsmodellmuster gewährleistet.
Ziel des Forschungsvorhabens CSS 2.0 war es, kleine und mittlere Unternehmen (KMU) dabei zu unterstützen, die Effizienz und Effektivität ihres Kundenservices durch den Einsatz von Social Media zu verbessern. Hierfür wurde ein Self-Assessment-Tool zur Bewertung und Prognose des Nutzenbeitrags des Social-Media-Einsatzes im Kundenservice entwickelt. Der Fokus des Forschungsvorhabens lag auf der Betrachtung des externen Social-Media-Einsatzes an der Schnittstelle zwischen Unternehmen und Kunden.
Nach zahlreichen Projekten und Analysen der FIR-Solution-Group lässt sich häufig ein Bestandssenkungspotenzial von 20 Prozent und mehr bei den Anwenderunternehmen konstatieren, bei zugleich besserem Lieferservice. Zentraler Ansatz zur Optimierung ist die
Verbesserung der Planungsqualität. Mit leistungsfähigen Lösungen lassen sich über Advanced Planning reproduzierbar gute Planungsergebnisse einfach in die Praxis umsetzen. Dessen ungeachtet, behandelt der weitaus überwiegende Teil der Unternehmen das betriebliche Bestandsmanagement eher stiefmütterlich, oft fragmentiert und nicht selten weitestgehend ziellos. Bei einem durch zunehmende Globalisierung steigendem Kostendruck avanciert logistische Leistungsfähigkeit zu einem entscheidenden Differenzierungskriterium im Wettbewerb.
Kostenführerschaft ist aufgrund struktureller Nachteile im Vergleich zu Konkurrenten aus Mittel- und Osteuropa sowie Asien nur schwierig zu erreichen, aber Logistikleistung in Form von Liefertreue, Lieferfähigkeit und kurzen Lieferzeiten wird kundenseitig zum kaufentscheidenden Kriterium.
Im vorliegenden Positionspapier wird das Konzept einer Produktionsregelung beschrieben. Zunächst wird der Begriff der Produktionsregelung erläutert. Durch die kontinuierliche Erfassung und Überwachung des Ist-Zustands und den Abgleich mit den Soll-Werten werden Anpassungen am Produktionssystem möglich.
Zur erfolgreichen Einführung dieses Konzepts sind zwei Dimensionen in folgenden vier Handlungsfeldern zu entwickeln:
• Hochauflösende Auftragsüberwachung,
• datengestützte Produktionssteuerung,
• Production-Analytics,
• Produktionsregelung.
Für produzierende Unternehmen ergeben sich hieraus folgende Vorteile:
• Höhere Transparenz über betriebliche Abläufe
auf dem Shopfloor,
• Erhöhung der Reaktionsfähigkeit (geringe Reaktionszeit, bessere Lösungsqualität) der Fertigungssteuerung,
• Steigerung der Stamm- und Plandatenqualität durch kontinuierlichen Abgleich,
• Steigerung der logistischen Leistungsfähigkeit des Produktionssystems.
Today, maintenance exceeds this definition, it is significantly more.
In many companies, it plays the role of an incubator for development
and drives digital transformation forward. The very essence of
Industrie 4.0 is the optimisation of the flow of information within as
well as outside of a company to accelerate the adjustment of company
organisations in the context of increasing competitive pressure.
Because of the variety of interfaces, information and data that
is available as well as its service character, maintenance lends itself easily as the area of choice for a company to make Industrie 4.0 real. Whilst doing so, the aim is not to equip employees with the
latest “gimmick“ for order processment or to be the company with
the highest number of lighthouse projects. Instead, maintenance
ensures reliable and cost-efficient production and, consequently,
the primary creation of added value of the manufacturing company.
Those who were identified as top performers during the “Smart
Maintenance“ consortium benchmarking by FIR at RWTH Aachen
University gain particular useful ideas twice as often as other follower companies directly from staff, thus releasing the right potential.
Information and data help to reach these goals and transfer the
vision of smart maintenance into actual pratice. But what is smart
maintenance exactly and how far along are you in the development
of your individual smart maintenance concept?
[Study] Blockchain
(2019)
Distributed ledger technologies, of which the best known example is blockchain, were expected to make their big breakthrough in 2018. Instead, the opposite happened. Cryptocurrency price slumps and delays in promising projects became symptoms of a new sense of caution. Organizations tried to use blockchain in unsuitable applications, and underestimated implementation hurdles. Despite this, the need for effective data exchange and data management in today's connected world remains high. Decentralized solutions, intelligent sensors, global supply chains and vast quantities of customer data will further stimulate demand for specialized and powerful data management systems. Blockchain therefore remains one option to enable a secure and interconnected world. The following five-step approach will help you harness blockchain's potential, avoiding common mistakes and overcoming implementation hurdles on your way.
In the age of digitalization, IT strategies are becoming increasingly important. This is due to the fact that corporate IT is the key enabler of digitalization. In many companies, however, corporate IT is not well-aligned with the overall organizational strategy, preventing it from providing the best possible value for the different organizational units. A major challenge is posed by what we term IT complexity, which reduces efficiency and generates high costs for the corporate IT department.
This white paper outlines solutions for companies facing this issue. First, we provide an overview of the relevant terms and highlight the challenges confronting enterprises today. Central to this paper, we describe a four-step approach for the design development of an IT strategy. We introduce various tools with which to assess the current situation and identify relevant aspects of the business environment. Subsequently we outline an approach to strategy formulation and describe tools for strategy implementation and monitoring. Finally, an outlook into the future highlights what companies need to do to thrive into the future.
IT-Strategien werden im Digitalisierungszeitalter immer wichtiger, da die Unternehmens-IT die Unternehmen erst für die Digitalisierung befähigt. In vielen Unternehmen steht die Unternehmens-IT jedoch nicht mit der Unternehmensstrategie im Einklang und kann so den Fachbereichen keinen optimalen Mehrwert liefern. Eine große Herausforderung dabei ist die IT-Komplexität, welche Effizienz verhindert und in der Unternehmens-IT mitunter hohe Kosten verursacht.
Dieses Whitepaper enthält hierzu konkrete Lösungen für Unternehmen. Dazu geben wir zuerst einen Überblick über die relevanten Begriffe und legen dar, vor welchen Herausforderungen Unternehmen heute stehen. Zentraler Teil des Whitepapers ist die Beschreibung eines vierschrittigen Vorgehens zur Gestaltung einer IT-Strategie. Wir stellen verschiedene Werkzeuge vor, mit denen der Ist-Stand und relevante Aspekte des Umfeldes erhoben werden können. Es wird ein Vorgehen zur Formulierung der Strategie und Werkzeuge zur Umsetzung der Strategie und Überwachung dieser Umsetzung beschrieben. Ein Blick in die Zukunft zeigt auf, worauf Unternehmen künftig achten müssen.
Industrie 4.0 bringt enorme Veränderungen und bietet große Verbesserungspotenziale für die Produktionsplanung und -steuerung. Aufbauend auf dem Aachener PPS-Modell wird in diesem Beitrag in Anlehnung an den Industrie-4.0-Maturity-Index der acatech eine reifegradbasierte Untersuchung der Entwicklung der Produktionsplanung und -steuerung im Kontext von Industrie 4.0 präsentiert.
Blockchain as Middleware+
(2019)
In supporting decision making of manufacturing companies, the added value of cross-domain data exchange for aggregating information is well established in enterprise organization research and is represented, for example, in the reference model “Internet of Production” (IoP). Currently, there is little research regarding the role of Blockchain technology in such a reference model and how specifically the IoP needs to be expanded to address cross-company data exchange. This paper presents a proposal for such an extension to outline the use of Blockchain technology and to elaborate the open research demands for implementation. In particular, desk research and the development of concrete use cases for cross-company data exchange between business application systems were carried out. The results are, on the one hand, extending the IoP by a third dimension, which corresponds to the supply chain, and, on the other hand clarification of the role Blockchain technology can take in this context.
This paper won the John Burbidge Best Paper Award (see Attachment 2).
Mit dem Internet of Production kann gemäß den spezifischen Bedürfnissen und komplexen Anforderungen von produzierenden Unternehmen eine systemübergreifende Informationsverfügbarkeit erreicht und somit systemweit Prozesse beschleunigt werden. Zur Implementierung der Idee des Internet of Production bedarf es einer Software-Plattform, welche den hohen Anforderungen an die Verlässlichkeit von bereitgestellten Daten, umfassender Datenintegration und analytischen Features gerecht wird. Unternehmen werden dabei vor die Herausforderung gestellt, aus der stetig wachsenden Anzahl an IoT-Plattformen eine auszuwählen, die den individuellen Anforderungen des Unternehmens gerecht wird. Die vorliegende Plattformstudie bietet deshalb eine Übersicht über die wichtigsten IoT-Plattformen, welche für eine Implementierung der Ansätze des Internet of Production infrage kommen. Sie soll eine Entscheidungsgrundlage für produzierende Unternehmen bilden, anhand derer eine individuelle und qualifizierte Auswahl einer Softwareplattform getroffen werden kann. Für die Studie wurde daher eine Befragung bei IoT-Plattformanbietern durchgeführt. Die Auswertung der Befragung zeigt unterschiedliche Schwerpunkte der Funktionen von IoT-Plattformen.
The shop floor is a dynamic environment, where disturbances to the production plan occur. While there are many tools to support production planning, production control is left unsupported in handling disruptions.The aim of the Cluster of Excellence is to develop an application to support the production controller in his decision process to identify and evaluate the right countermeasures. In this abstract, we present the concept for the application.
S. 133
Das primäre Ziel des Projekts 'AM 4 Industry' bestand darin, ein Modell zu entwickeln, das die Vorteile der Integration von Additiver Fertigung in die Produktionstechnologien eines Unternehmens aufzeigt. Hierzu wurden sowohl die resultierenden Kosten als auch der durch die Produktion mit Additiver Fertigung generierte Benefit identifiziert.
Das Kosten-Nutzen-Modell soll ein für die Industrie praktikables Modell bieten, das den Vergleich verschiedener Produktionsmethoden für bestimmte Teile ermöglicht. Dadurch sollen Unternehmen befähigt werden, fundierte Entscheidungen über die potenzielle Einbeziehung der Additiven Fertigung in ihre Produktion zu treffen. Heutzutage basieren diese Entscheidungen oft auf unvollständigen Informationen, Teilkosten und unsachgemäßem Urteilsvermögen.
Der Einsatz der Additiven Fertigung zur Herstellung von Teilen verändert oft mehr als lediglich einen Einzelaspekt in der Lieferkette. Aus diesem Grund ist es schwierig, einen klaren Überblick über den möglichen Nutzen sowie eventuelle Kosten zu erhalten. Für einen Vergleich, der alle Aspekte berücksichtigt, ist eine ganzheitliche Betrachtung erforderlich. Hierzu müssen alle einflussnehmenden Faktoren betrachtet werden. Dazu zählt insbesondere die fundierte Betrachtung des gesamten Produktlebenszyklus: Produktdesign / Engineering, Produktion / Qualität, Service / After Sales. Die Vorteile der Produktion mit Additiver Fertigung sind zum Beispiel die Funktionsintegration in einzelne Bauteile oder neue Möglichkeiten in der Ersatzteilfertigung. Demgegenüber stehen jedoch u. a. teilweise längere Produktionszeiten und hohe Implementierungskosten der Technologie.
Da es nicht möglich ist, den Nutzen der Additiven Fertigung allein mit einem klassischen Kostenvergleich zu bewerten, musste ein neues generisches Modell entwickelt werden, das die über den gesamten Lebenszyklus entstehenden Kosten mit den technologischen Vorteilen vergleicht. Mit diesem Wissen erhalten Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil, denn anstelle von zeitaufwändigen Trial-and-Error-Tests kann das Modell den Entscheidungsprozess beschleunigen und die Erfolgsrate der Entscheidungen erhöhen.
Darüber hinaus wird ein wirtschaftlicherer Einsatz der Technologie ermöglicht, indem bei der Anwendung des entwickelten Modells neue Vorteile Additiver Fertigung identifiziert und schließlich nutzbar gemacht werden können. Die Anwendbarkeit des Modells in einem frühen Stadium - auch ohne genaue Daten - ermöglicht es Anwendern, sich bei ihren Bemühungen auf erfolgversprechende Anwendungsfälle zu konzentrieren und damit Ressourcen effizienter einzusetzen.
Task-Specific Decision Support Systems in Multi-Level Production Systems based on the digital shadow
(2019)
Due to the increasing spread of Information and Communication Technologies (ICT) suitable for shop floors, the production environment can more easily be digitally connected to the various decision making levels of a production system. This connectivity as well as an increasing availability of high-resolution feedback data, can be used for decision support for all levels of the company and supply chain. To enable data driven decision support, different data sources were structured and linked. The data was combined in task-specific digital shadows, selecting clustering and aggregation rules to gain information. Visual interfaces for task-specific decision support systems (DSS) were developed and evaluated positively by domain experts. The complexity of decision making on different levels was successfully reduced as an effect of the processed amounts of data. These interfaces support decision making, but can additionally be improved if DSS are extended with smart agents as proposed in the Internet of Production.
Monetizing Industry 4.0: Design Principles for Subscription Business in the Manufacturing Industry
(2019)
Subscription business models have a major role for monetizing products and services for manufacturing companies in the age of Industry 4.0. As the manufacturing industry has difficulties generating revenues through digitalization, the implementation of innovative business models are essential to remain successful. Physical assets are often capital-intensive and require a more complex manufacturing process than subscription business models. Moreover, subscription models can focus on the individual customer benefit and a consistent service transformation, constituting a unique selling proposition and a competitive advantage. Hence, the following paper provides a management model that enables manufacturing companies to successfully realize the transformation towards a subscription business model. The management model presents four major fields of action, each matched with one design principle that must be considered when dealing with subscription models in the manufacturing industry. These principles were determined by an in-depth case study analysis among various manufacturing companies. Opportunities, challenges and recommendations for action were then systematically derived and integrated into the management model.
Manufacturing-Execution-Systeme (MES) bieten durch ihren Funktionsumfang eine gute Möglichkeit, die Digitalisierung des eigenen Produktionsbetriebes voranzutreiben. Die Auswahl, Beschaffung und Einführung von IT-Systemen stellen Unternehmen meist vor große Herausforderungen. In diesem Beitrag werden anhand des 3Phasen-Konzepts Herausforderungen sowohl in zeitlicher Abfolge als auch in Handlungsfelder strukturiert und beschrieben. Ziel ist es, Unternehmen zu befähigen, eine optimale Auswahl durchzuführen, um eine reibungslose und risikoarme Implementierung durchzuführen.
Deutschland als Produktionsstandort befindet sich in einem revolutionären Wandel und sieht sich mit komplexen Anforderungen konfrontiert. Neben kurzen Lieferzeiten und günstigen Preisen fordert der Markt ständig differenziertere und qualitativ hochwertigere Produkte. Gleichzeitig steigt die Marktdynamik aufgrund der starken Kundenorientierung und der damit verbundenen Auftragsschwankungen. Dadurch nimmt die Komplexität von Koordination, Planung und Steuerung der betrieblichen Abläufe zu, wodurch Unternehmen oftmals an ihre Grenzen stoßen. Um den Kundenanforderungen dennoch gerecht zu werden, sehen Unternehmen die Digitalisierung als einen entscheidenden Faktor für den Unternehmenserfolg an. Jedoch stehen die Unternehmen vor der Herausforderung, jene im Rahmen von Industrie 4.0 erfolgreich in ihrem Unternehmen umzusetzen.
Auf dem B2B-Markt steigt das Bewusstsein, Leistungen immer stärker auf die kundenindividuellen Bedürfnisse zuzuschneiden. Vor dem Hintergrund der Digitalisierung besteht nun die Möglichkeit, um die Leistungen günstig auf die Anforderungen der jeweiligen Kunden anzupassen. Wer aber glaubt, das Kundenerlebnis beginnt erst in dem Moment, in dem für den Kunden die Leistung erbracht wird, der sollte einmal darüber nachdenken, wie viele Angebote man allein aufgrund aufdringlicher Spam-Werbung bewusst nicht kaufen wird. Unternehmen wie Amazon zeigen uns hier einen neuen Maßstab, indem sie das Ziel ausgerufen haben, das kundenfreundlichste Unternehmen der Welt sein zu wollen.
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 Forschungsprojekt MeProLI entwickelte während seiner zweijährigen Laufzeit eine Methodik zur effizienten Identifikation relevanter, fehleranfälliger Prozessschritte und zeigt auf, wie mögliche Standardisierungspotenziale ausgeschöpft werden können. Hierdurch können vor allem die in der Industrieservicebranche stark vertretenen kleinen und mittleren Unternehmen entlastet werden. Das Vorgehen zur Standardisierung wird in DIN SPEC 91404 beschrieben. Durch die Verwendung von Beispielen und die Bereitstellung von Vorlagen zur schnellen Implementierung wird für den Anwender von DIN SPEC 91404 ein intuitiver Einstieg ins Thema sichergestellt und ein effizientes Vorgehen gewährleistet.
Vertrieb von Smart Services
(2019)
Durch die Digitalisierung werden die vertriebenen Leistungen und somit auch die Aufgaben für die Vertriebs- und Servicemitarbeiter komplexer. Zunehmend werden Produkte, Dienstleistungen und Software nicht mehr isoliert, sondern als integrierte Leistung-as-a-Service angeboten. Dieser Wandel betrifft das gesamte Unternehmen und die Art und Weise wie das Unternehmen agiert und hat großen Einfluss auf die Vertriebsorganisation. Der Kunde und dessen Nutzen rückt immer stärker in den Fokus der Aktivitäten von Unternehmen und sowohl Kundenkontakt als auch langfristige Kundenbindung werden zu einem zentralen Wettbewerbsfaktor.
Die beschriebenen unterschiedlichen Ausprägungen der sechs Gestaltungsfelder im Rahmen der Smart-Maintenance-Roadmap stellen Meilensteine dar, die Unternehmen bei der eigenen Transformationen ihrer Instandhaltungsorganisation unterstützen. Smart Maintenance sollte jedoch nicht als eine endgültige Entwicklungsstufe betrachtet werden. Vielmehr beschreibt Smart Maintenance das Verständnis um den dazugehörigen Transformationsprozess selbst: erfolgreiche Smart-Maintenance-Unternehmen kennen also die Zusammenhänge, die zwischen den jeweiligen Entwicklungsphasen bestehen und können diese für die Umsetzung der folgenden Transformationsschritte ihrer Instandhaltung aber auch angrenzender Organisationseinheiten nutzen. Dabei hilft eine zyklische Betrachtung der nachfolgenden vier Schritte, um den Weg zur Smart Maintenance aktiv und zielgerichtet zu gestalten:
1. Entwicklung eines gemeinsamen Zielverständnisses
2. Regelmäßige Bestimmung der eigenen Position im Smart-Maintenance-Transformationsprozess
3. Ableitung und Sortierung der Entwicklungsschritte in einer individuellen Roadmap
4. Umsetzung der nächsten Entwicklungsschritte auf Basis der zuvor erledigten "Hausaufgaben"
Smart-Service-Engineering
(2019)
Die Industrie 4.0 hält viele Möglichkeiten für produzierende Unternehmen bereit, während sie zeitgleich eine Menge Herausforderungen kreiert. In diesem digitalisierten
und globalisierten Marktplatz kommen viele Unternehmen unter Druck, serviceorientierter zu werden und innovative Dienstleistungen wie Smart Services anzubieten. Die digitalen Services schaffen ihren Wert durch die Erweiterung von physischen Produkten. Jedoch haben sich die klassischen Methoden des Service-Engineerings (SE) nicht in ausreichendem Tempo an die digitalisierten Komponenten und veränderten Voraussetzungen angepasst. Hier wird das Smart-Service-Engineering (SSE) als neuer Ansatz für industrielle Smart Services vorgestellt. Smart-Service-Engineering basiert auf einem iterativen Entwicklungsmodell, das agile und kundenorientierte Methoden zur Verringerung der Entwicklungszeit implementiert, um einen frühen Markterfolg zu erreichen. Dabei liegt der Fokus auf den Service-Entwicklungsstufen und der Interaktion dieser Elemente des Smart Service. Schlussendlich illustriert der Beitrag die erfolgreiche Umsetzung des Smart-Service-Engineering-Ansatzes auf ein deutsches mittelständisches Unternehmen der Textilindustrie.
Zielsetzung dieser Arbeit ist es die notwendigen wissenschaftlichen und methodischen Rahmenbedingungen zu erarbeiten, die zum einen zur Erweiterung des aktuellen wissenschaftlichen Diskussionsstands beitragen sollen und zum anderen der Praxis ganz konkret zur systematischen Gestaltung von entscheidungsorientierten Engergieinformationssystemen für ganzheitliches betriebliches Energiemanagement. Dem Lösungsweg zur Erreichung der Zielsetzung liegt in vorliegender Arbeit ein iterativer, operationsanalytischer Forschungsprozess mit expliziter Beteiligung verschiedenster Experten aus Wissenschaft und Praxis zugrunde der schließlich in drei aufeinander aufbauenden Partialmodelle resultiert.
Gestaltung des Digitalen Schattens für Instandhaltungsdienstleistungen im Maschinen- und Anlagenbau
(2019)
Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus sind mit der Herausforderung konfrontiert, die digitale Transformation ihres Unternehmens zu gestalten. Eines der zentralen Konzepte der Industrie 4.0 ist der Digitale Schatten. Er fungiert als übergeordnete Datenbank, die alle relevanten Ereignisse im Unternehmen strukturiert aufnimmt. Mit dieser Arbeit wird der Digitale Schatten für den Bereich der Instandhaltungsdienstleistungen definiert und eine Vorgehensweise für dessen Einführung bereitgestellt.
Smart-Farming-Welt
(2019)
Industrie-4.0-Applikationen entwickeln sich gerade von Individuallösungen zur frei zugänglichen Handelsware. Durch diesen Trend, in dem Industrie-4.0-Lösungen zur Commodity werden, werden Unternehmen dazu befähigt, fundamentale Transformationen entlang aller Geschäftsprozesse zu vollziehen. Insbesondere kleine und mittlere Unternehmen (KMU) haben die besten Voraussetzungen dafür, die Einführung von Industrie 4.0 voranzutreiben. Denn KMU verfügen über die notwendige Flexibilität und flache Hierarchien - eine wesentliche Grundlage für die digitale Transformation. Bevor jedoch Industrie-4.0-Projekte initiiert werden, ist aufgrund der personell und finanziell limitierten Kapazitäten von KMU eine intensive Auseinandersetzung über die Bedeutung von Industrie 4.0 für das eigene Unternehmen und seine Produkte unabdingbar.
Unternehmen sind mit einem zunehmend dynamischen Marktumfeld und komplexen Wertschöpfungsbeziehungen konfrontiert. Von besonderer Bedeutung ist die Sicherstellung effizienter und flexibler Prozesse und Abläufe entlang der gesamten Supply-Chain. Gerade im zwischenbetrieblichen Kontext müssen Entscheidungen möglichst schnell und richtig getroffen werden. Die Grundlagen für eine optimierte Entscheidungsfindung stellen die durchgängige Erfassung, Aufbereitung und gezielte Bereitstellung von Daten dar. Derzeit mangelt es innerhalb der Supply-Chains jedoch oft an der notwendigen Transparenz. In diesem Beitrag wird ein Konzept für ein Assistenzsystem zur Entscheidungsunterstützung auf Supply-Chain-Ebene vorgestellt.
KVD-Service-Studie 2020
(2019)
Im Rahmen der Digitalisierung haben viele Serviceanbieter das Leistungsportfolio um innovative Services und Smart Services ergänzt. Für die Anbieter stellen gerade die Markt- einführung und der Vertrieb dieser Leistungen zwei der zentralen Herausforderungen bei der Etablierung dieser Leistungen dar. Neben bestehenden vertrieblichen Herausforderungen beim Servicevertrieb, wie der Aufklärung und Überzeugung von Kunden und der individuellen Anpassung und Erbringung der Leistung für den Kunden, erfordert der Vertrieb von Smart Services zusätzlich die interdisziplinäre Zusammenarbeit von mehreren Bereichen, den Zugang und die Verarbeitung von Daten sowie die permanente Betreuung der Leistung beim Kunden über den Lebenszyklus. Damit Serviceunternehmen auf dem Markt wettbewerbsfähig bleiben, müssen sich Vertriebsorganisationen erfolgreich weiterentwickeln bzw. völlig neu aufstellen. Für die dargestellten Herausforderungen gilt es, Erfolgsfaktoren für den Vertrieb von Services und Smart Services abzuleiten. Der diesjährige Schwerpunkt der Service-Studie 2020, die vom KVD zusammen mit dem FIR durchgeführt wurde, liegt daher auf dem Themenkomplex `Vertrieb von Services und Smart Services`.
Digital in NRW
(2019)
Das Interesse am Themenfeld Industrie 4.0 ist besonders für KMU ungebrochen, weiterhin aber auch unübersichtlich und wenig greifbar. Best practices von Methoden und Technologien sind in der industriellen Praxis nicht oder nur unzureichend vorhanden. In diesem Zusammenhang fehlen passende Angebote, die auf die spezifischen Bedürfnisse von KMU zugeschnitten sind. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (MBWi) hat diese Problemstellung erkannt und gezielte Maßnahmen im Sinne des Aufbaus von Mittelstand 4.0-Kompetenzzentren zur Unterstützung des deutschen Mittelstands ergriffen. Einen großen Beitrag im Kontext dieser Unterstützung leistet das mit dem FIR e.V. an der RWTH Aachen seit 2016 gegründete Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Dortmund "Digital-in-NRW".
Während in Teil I unserer Serie (siehe f+h 7-8/2019) Herausforderungen und Strategien der Urbanen Logistik im Fokus standen, geht der vorliegende zweite und abschließende Teil auf die Potenziale der Urbanen Logistik ein. Außerdem werden konkrete Vorschläge gemacht, wie ein Konzept zur Orchestrierung der Vielzahl an Anbietern mit ihren Einzellösungen aussehen kann.
Im vorliegenden Beitrag wird beschrieben, welche Herausforderungen sich in der Umsetzung einer zukünftigen Urbanen Logistik stellen und welche Strategien große Marktteilnehmer bereits verfolgen. Der abschließende Teil II unserer Serie, der in f+h 9/2019 erscheinen wird, befasst sich mit den Potenzialen, die sich hierdurch erschließen lassen.
Transparenz über die eigene Lieferkette ist die Basis, um Potenziale im Wertschöpfungsnetzwerk zu erkennen und Kosten und Effizienzvorteile zu erzielen. Allein durch die Optimierung des Distributionsnetzwerks können bereits bis zu 20 Prozent der Kosten eingespart werden. Das Design des logistischen Netzwerks und die Optimierung der Lagerstrukturen stehen daher heute bei erfolgreichen Unternehmen auf der Liste der wichtigsten Supply-Chain-Projekte.
Mehrwerte aus Daten
(2019)
Moderne datenbasierte Lösungen können wichtige Bausteine sein, um Prozesse, Produkte und sogar das eigene Geschäftsmodell weiterzuentwickeln oder neu auszurichten. Die Möglichkeiten, die durch die Digitalisierung entstehen, stehen nicht nur großen internationalen Konzernen offen, sondern können auch gerade von kleinen und mittleren Unternehmen gewinnbringend genutzt werden. Diese wichtige Erkenntnis scheint beim Mittelstand in Nordrhein-Westfalen angekommen zu sein. Die Bedeutung und die Potenziale von Mehrwerten aus Daten scheinen mehrheitlich erkannt. Unsere Umfrage hat gezeigt, dass bereits rund die Hälfte der befragten Mittelständler über einen systematischen Umgang mit Daten verfügt. Allerdings ist dieser Umgang meist noch durchschnittlich und ein stärkerer Ausbau zu höheren Reifegraden ist möglich und mit Blick auf die zukunftssichere Weiterentwicklung des Wirtschaftsstandorts Nordrhein-Westfalen auch nötig. Die vorgestellten Leuchttürme machen aber zwei Sachen deutlich: Erstens erzeugen KMU bereits heute in Nordrhein-Westfalen Mehrwerte aus Daten. Zweitens weisen diese Leuchttürme ein enormes Transferpotenzial auf und können vielen KMU in Nordrhein- Westfalen und darüber hinaus Hinweise geben, auf welchen Wegen eine Optimierung der eigenen Wertschöpfung durch Daten möglich ist.
Kleine Losgrößen, kundenindividuelle Fertigung in Verbindung mit kurzen Lieferzeiten und Standardisierungsbemühungen sind nur einige der Herausforderungen, denen sich Unternehmen derzeit stellen müssen. Begegnet werden kann diesen Herausforderungen durch eine fortschreitende IT-Unterstützung in der Produktion, zur Erhöhung der Transparenz als Grundlage für datenbasierte Funktionen einer zukunftsfähigen IT-Systemlandschaft. Hierfür eigenen sich Funktionsmodule von Manufacturing Execution Systems (MES). Die durchgängige Integration in die bestehende betriebliche Anwendungssystemlandschaft ist das Zukunftsbild des "Internet of Production" der RWTH Aachen.
Der Klimawandel ist heute allgegenwärtig. Zugleich werden immer mehr Möglichkeiten aufgezeigt, die CO2-Belastung zu reduzieren. Im industriellen Umfeld bezieht sich dies meist auf die energieeffiziente Nutzung von Maschinen und Anlagen sowie die Nutzung regenerativer Energiequellen. Mithilfe einer Datenauswertung lassen sich ökologische Folgen verschiedener Antriebsarten in Produktionsanlagen exakt berechnen.
Wirtschafts- und Digitalminister Andreas Pinkwart hat sich bei einem Besuch des Kompetenzzentrums 5G.NRW am FIR in Aachen über die neueste Mobilfunkgeneration (5G) informiert: Bis zu 100 Mal schneller als LTE, mit Latenzzeiten von unter 1ms, erhöhter Frequenzkapazität und Echtzeitübertragung, eröffnet 5G, die fünfte Generation des mobilen Internets, gerade im industriellen Bereich enormes Innovations- und Wertschöpfungspotenzial. Für die zunehmende industrielle Digitalisierung realisiert die Technologie die erforderliche Qualität, Geschwindigkeit und Kapazität der Datenübertragung. Im Themenpark des Clusters Smart Logistik und der realen Produktionsumgebung der Demonstrationsfabrik Aachen wurden Professor Andreas Pinkwart ausgesuchte 5G-Anwendungen für die produzierende Industrie gezeigt. An fünf Stationen demonstrierten die Konsortialpartner, die Bergische Universität Wuppertal, das FIR an der RWTH Aachen, die Technische Universität Dortmund und die Universität Duisburg-Essen mit ausgesuchten Anwendungen den Nutzen von 5G für die gesamte Wertschöpfungskette produzierender Unternehmen - von der Planung bis zur Auslieferung.
Über die Hälfte der KMU des Maschinenbaus passen ihre am Markt angebotenen AS-DL nicht oder unstrukturiert an, indem sie ad hoc auf Kundenanliegen reagieren (KAMPKER 2015). Es existiert kein standardisiertes Vorgehen zur systematischen Identifikation und Umsetzung notwendiger Änderungen von AS-DL. Hierbei entstehen Ineffizienzen in der Nutzung vorhandener Ressourcen (z.B. Personalkapazität). Dies ist insbesondere ein Problem in der Kleinserienfertigung des Maschinenbaus, da grundsätzlich eine hohe Variantenvielfalt und Kundenindividualisierung besteht. Dies erhöht massiv die Komplexität der Dienstleistungserbringung, da sich Maschinen aber auch Kundenwünsche viel häufiger ändern als in der Großserienfertigung. Ein Service-Release-Management trägt dazu bei, die Effizienz der Ressourcen im Bereich AS-DL zu steigern.
Aus wissenschaftlich-technischer Sicht fehlt ein Vorgehen, um notwendige Änderungen von AS-DL systematisch zu identifizieren und effizient in ein Service-Release umzusetzen. Hierfür ist ein spezifisches Service-Release-Management notwendig. Dieses soll es KMU ermöglichen, notwendige Änderungen an AS-DL systematisch zu identifizieren, Service-Releases zu gestalten, deren Durchführbarkeit und Wirtschaftlichkeit zu bewerten sowie Service-Releases umzusetzen (RANA ET AL. 2014). Die Forschungsfrage des Vorhabens lautet:
Wie ist ein Service-Release-Management zu gestalten, damit KMU in der Kleinserienfertigung des Maschinenbaus notwendige Änderungen an ihren AS-DL systematisch identifizieren, daraus Service-Releases gestalten und diese Service-Releases effizient umsetzen können?
- Wie können Auslöser identifiziert werden, die dazu führen, dass eine AS-DL geändert werden muss?
- Wie ist ein Service-Release in Abhängigkeit der Auslöser zu gestalten?
- Wie können Service-Releases (unter Berücksichtigung der Strategie des AS-DLGeschäfts) hinsichtlich ihrer technischen, rechtlichen und kompetenzbasierten Durchführbarkeit geprüft werden?
- Wie können Service-Releases hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit bewertet werden?
- Wie wird ein Service-Release erfolgreich eingeführt?
Industrial 5G applications
(2019)
In der Demonstrationsfabrik werden 3 exemplarische 5G-Anwendungsfälle entlang der gesamten Wertschöpfungskette eines produzierenden Unternehmens vorgestellt. Das Future Warehouse ermöglicht neben der Datenerfassung und -verfolgung in Echtzeit auch die einfache Nachrüstung von Technologie-Upgrades. 5G-Intralogistik zeichnet sich durch autonome Antriebssysteme aus, die durch niedrige Latenzen und Netzwerk-Slicing in Echtzeit steuerbar und zuverlässig sind. Die 5G-Montage umfasst die vollständige drahtlose Vernetzung von Montagelinien und ermöglicht eine kontinuierliche und kurzzyklische Optimierung des Montageprozesses.
Smart Service Engineering
(2019)
Industry 4.0 has provided vast opportunities for manufacturing companies whilst simultaneously creating multiple challenges. In this new highly digitized globalized marketplace, manufacturing companies find themselves under pressure to become more service oriented and offer new innovative value offerings such as smart services. These are digital data-driven services that, generally, add value in conjunction with a physical product. However, classical methods of service engineering have not adapted sufficiently to the increasing digital components and requirements of smart services. This paper presents Smart Service Engineering as a novel service-engineering approach for industrial smart services. Smart Service Engineering draws from iterative development models and implements agile and customer-centric methods to decrease the overall development time and achieve an early market success. The paper focuses on the service development steps and presents the interaction and interconnection of different elements of smart services based on a case study research. Finally the paper illustrates the successful application of the Smart Service Engineering approach and its impact on a German medium-sized company in the textile machine industry.
Development of sales strategies for a service platform for diesel generator control solutions
(2019)
Implementation and Validation of NLPP tool to identify potential savings for Commodity Fasteners
(2019)
The Mexican automotive sector is growing so rapidly that the existing system for education and continued training is already unable to meet the demand without the effects of digitalisation. New, technology-supported forms of learning can offer advantageous developmental possibilities in this area, as can classic work-related forms of learning. Work-related learning presupposes that work is designed to promote learning. This means that working conditions must be created to enable learning at work. Work-oriented learning processes and the design of productive and health-promoting work processes can contribute significantly to a positive development of the Mexican automotive sector.
Systeme (ERP/Enterprise-Resource-Planning) stellen in produzierenden Unternehmen das Rückgrat für die Auftragsabwicklung dar. Sie bilden den betrieblichen Informationsfluss vom Eingang der Kundenanfrage bis zum Versand des Produkts an den Kunden ab. Damit ein Unternehmen sämtliche Funktionalitäten nutzen kann, muss das ERP-System über die benötigten Funktionsmodule und die dazugehörigen Lizenzen verfügen. Viele kleine und mittlere Unternehmen besitzen nicht die nötigen personellen und finanziellen Ressourcen, um ihr ERP-System vollständig zu nutzen. Im schlimmsten Fall kommt das System dort lediglich zum Drucken von Belegen, wie Rechnungen, Lieferscheinen oder Auftragsbestätigungen zum Einsatz. Statt die Funktionalitäten etwa zur Bedarfsplanung in der Disposition anzuwenden, greifen manche Mitarbeiter lieber auf Microsoft-Excel-Tabellen zurück. Das erhöht die Systemkomplexität und macht zusätzliche Schnittstellen nötig.