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Der Industrie-4.0-Maturity-Index identifiziert für produzierende Unternehmen in den vier Gestaltungsfeldern diejenigen Fähigkeiten, die für eine erfolgreiche Transformation notwendig sind. Die umfangreiche Bewertung der Fähigkeiten im Rahmen der Anwendung des Industrie-4.0-Maturity-Index zeigt Unternehmen aktuelle Schwachstellen auf und ermöglicht eine individuelle Roadmap zur Erreichung des Zielzustands zu entwickeln.
Mit dem Industrie-4.0-Maturity-Index steht Unternehmen ein Werkzeug zur Verfügung, um die Chancen neuer Technologien strukturiert und investitionssicher zu erschließen. Dazu bricht er die digitale Transformation in die vier Gestaltungsfelder Ressourcen, Informationssysteme, Organisationsstruktur und Kultur herunter. Im dritten Teil unserer Serie zum Maturity-Index berichten wir, wie sich das Modell in der Praxis einsetzen lässt.
Die Energiewende in Deutschland ist bereits in vollem Gange. Trotzdem hakt es aktuell noch bei der Einbindung der Industrie und der Suche nach Ideen zur Vermeidung von Netzausbaukosten. Ein Ansatz, diesen Status zu verändern, ist die Nutzung von Synergien aus den Treibern Energiewende und Industrie 4.0. Im Forschungsprojekt "EWIMA" entwickelt das Konsortium rund um den Konsortialführer FIR e. V. an der RWTH Aachen eine Lösung zur Realisierung regionaler virtueller Kraftwerke. Im Zentrum steht dabei eine IoT-Plattform (IoT: Internet of things, dt. Internet der Dinge), die das industrielle Energiemanagement einzelner Unternehmen erweitert und eine Vernetzung mehrerer Akteure in der Unternehmensnachbarschaft ermöglicht. Dadurch sollen Energieerzeugung, -speicherung und -verbrauch lokal begrenzter Einheiten, wie beispielsweise von Industriegebieten, energieformübergreifend optimiert werden. Die Lösung soll in fünf verschiedenen Anwendungsszenarien, den EWIMA-Hubs, in NRW prototypisch in der Praxis umgesetzt werden. Das Vorhaben wird im Rahmen des Leitmarktwettbewerbs VirtuelleKraftwerke.NRW durch den Europäischen Fonds für regionale Entwickung (EFRE.NRW) und die Landesregierung Nordrhein-Westfalen gefördert.
ECM im Mittelstand
(2017)
Mit der ganzheitlichen Strategie des Enterprise Content Management (ECM) werden alle Dokumente eines Unternehmens verwaltet und organisiert. Durch den Einsatz geeigneter ECM Werkzeuge erhalten Unternehmen zum Beispiel Unterstützung beim effizienten Erfassen, Ablegen und Wiederauffinden von Dokumenten, bei der Abwicklung dokumentenbasierter Prozesse sowie bei der Einhaltung rechtlicher Vorgaben, etwa zur revisionssicheren Archivierung. Damit können ECM-Lösungen einen maßgeblichen Beitrag zur Digitalisierung der Geschäfts- und Arbeitswelt im Sinne des »Digital Office« leisten.
Das Konzept des umfassenden ECM ist mittlerweile in großen Unternehmen etabliert. Wesentliche Treiber sind hier neben offensichtlichen Rationalisierungseffekten und hohen Anforderungen an die Rechtssicherheit im Umgang mit Dokumenten(Compliance) vor allem auch neue Formen der Zusammenarbeit in Teams sowie die Automatisierung und Integration von Geschäftsprozessen. Auch die voranschreitende Digitalisierung von Geschäftsmodellen benötigt eine komplett digitale Unterstützung, zum Beispiel die automatisierte Ablage und Weiterverarbeitung von Verträgen oder Bankgeschäften, die im Internet geschlossen werden. Um Medienbrüche zu vermeiden und damit ein Geschäftsvorfall schnell nach den Compliance-Gesichtspunkten verarbeitet werden kann, ist eine ECM-Strategie, die der Unternehmensstrategie folgt, angeraten.
Vor diesem Hintergrund bietet die Studie »ECM im Mittelstand 2017« anhand der Aussagen von über 600 mittelständischen Unternehmen eine Bestandsaufnahme der ECM-Praxis im Mittelstand. Im Vordergrund stehen Fragen zum Begriffsverständnis, zur Verbreitung, zu Nutzen und zu Kosten von ECM-Software ebenso wie zu zukünftigen Entwicklungen und Trends rund um ECM im Mittelstand. Aufgrund vergleichbarer Fragestellungen sind in weiten Teilen Aussagen zur Entwicklung seit 2013 möglich, die auf entsprechenden Studienergebnissen aus einer Vorgängerstudie basieren.
Industrie 4.0 is hitting the market. The e.GO Life – an electric car for the city – is developed in under three years and only € 30M investment.
RWTH Campus pairs research and industry partners to pursue innovative ideas and yield cutting-edge products and services to face next-level digitization.
Digital, agile businesses outperform traditional businesses because of lower latencies in the entire reaction chain
acatech Industrie 4.0 Maturity Index:Helping established companies to build the development path to Industrie 4.0
The Maturity Index is offered to the Plattform Industrie 4.0 for transferring the approach to industry and defining Industrie 4.0 performance levels
Wachsende Informationssysteme (IS) gehen oft einher mit einer wachsenden IT-Komplexität, weil sich heterogene IT-Landschaften über Jahre hinweg zu einem Flickenteppich entwickeln. Diese Entwicklung bringt steigende IT-Kosten und Abhängigkeiten mit sich, die die Wartung und Entwicklung der IT-Landschaften behindern. Der Artikel beleuchtet die aktuelle Literatur über Methoden zum Management von IT-Komplexität mit der Methodik eines Literaturreviews. Da die Definitionen von IT-Komplexität in der Literatur weit auseinandergehen, wird eine Herleitung und eine Definition aufgestellt. Außerdem werden die Ergebnisse des Literatur-Suchprozesses vorgestellt. Danach folgt eine Diskussion und Synthese der Literatur sowie ein Ausblick auf weitere Forschungsfelder.
Derzeit prägen viele unterschiedliche Begriffe die Zukunftsdiskussionen in den Tages- und Fachzeitungen. Bislang gelingt es wenigen Unternehmen, diese Visionen auf ihre Problemstellungen und Herausforderungen zu übertragen und für sich zu nutzen. Dem können wir abhelfen - mit unserem Rapid-CPS-Workshop, speziell für interessierte Fachkräfte und Unternehmen entwickelt.
Datenbasierte Services rücken durch die Vernetzung zunehmend in den Fokus von Unternehmen. Für produzierende Unternehmen jeder Größe ist es immanent, die eigenen Daten stärker zu nutzen. Durch ein historisches Wachstum des Unternehmens sind IT-Lösungen oftmals über das Unternehmen verteilt und Daten werden mehrfach gehalten. Mithilfe des Konzepts eines digitalen Schattens können die aufgezeigten Herausforderungen gelöst werden. Dessen Umsetzung erfolgt über software-definierte Plattformen. Diese ermöglichen ein Abbild der relevanten Unternehmensdaten und schaffen Transparenz über aktuelle und vergangene Ereignisse. Unter Nutzung von Datenanalyseverfahren und Visualisierungssystemen tragen sie zur Entscheidungsunterstützung im Unternehmen bei. Dieser Beitrag enthält eine Definition dieses Plattformtyps und eine Morphologie zur Einordnung verschiedener Plattformen vor. Anhand des morphologischen Kastens werden die zentralen, notwendigen Merkmale einer software-definierten Plattform herausgearbeitet und beschrieben. Integrationsanforderungen zur Einführung in Unternehmen werden in den vier Dimensionen Technik, Organisation, Prozesse sowie Anforderungen zur Datenintegration dargestellt.
Ergänzt wird diese Betrachtung um Praxiserfahrungen bei der Umsetzung einer software-definierten Plattform. Damit liefert der Artikel einen Beitrag zur Diskussion um software-definierte Plattformen und unterstützt Unternehmen bei der Einführung einer solchen.
Bedingt durch den Ausbau der dezentralen Energieversorgung steigen die Redispatch-Maßnahmen durch die Übertragungsnetzbetreiber zur Netzstabilisierung. Je nach Szenario werden in 2030 allerdings 62 - 82 % der Bruttostromnachfrage direkt in das Verteilnetz eingespeist, sodass die Verteilnetzbetreiber die Netzbilanz bereits auf NS- und MS-Ebene ausgleichen müssen. Eine Lösungskomponente dazu ist das Industrial Smart Grid; dazu sind tiefere Einblicke in die Produktionsplanung von Industrieunternehmen nötig, um das Netz proaktiv zu regeln. Die Grundlage für diese nötige Transparenz wird unternehmensintern durch die Etablierung von Energiemanagement und dazu nötigen Energieinformationssystemen geschaffen. Um eine zielgerichtete Systemauswahl für produzierende Unternehmen zu ermöglichen, ist ein grundlegender Funktionskatalog eines Energieinformationssystems zu erstellen. Dieses Paper beschreibt die Erstellung eines solchen Funktionskatalogs in Form eines übersichtlichen Funktionsbaums und einer exemplarischen Funktionsdarstellung in einem Use-Case-Diagramm.
Im Strommarkt 2.0 wird ein Paradigmenwechsel von einer verbrauchsorientierten Erzeugung zu einem erzeugungsorientierten Verbrauch durchlaufen. Dies erfordert in Zukunft ein gesteigertes Angebot von Flexibilität. Die Idee und die für das Energiesystem dienlichen Potentiale eines Flexibilitätsmarktes für die Industrie sind bekannt, dennoch werden diese Möglichkeiten zurzeit nur eingeschränkt genutzt. Es stellt sich somit die Frage, durch welche Anreize und Dienstleistungen es gelingen kann, Unternehmen zur Bereitstellung von Flexibilität zu motivieren. Hierfür werden im vorliegenden Paper die bestehenden Energiedienstleistungen und neue Flexibilitätsdienstleistungen strukturiert beschrieben und Potenziale herausgestellt.
Cyberphysische Systeme von kleinen und mittleren Unternehmen für kleine und mittlere Unternehmen
(2017)
Bisherige Ergebnisse der Plattformentwicklung beziehen sich auf die Referenzanwendungsfälle der Konsortialpartner des zugrundeliegenden Forschungsprojekts. Um mit dem CPS-Matchmaker eine mögl ichst große Anzahl von Anwendungsfällen und Technologien akkurat abzubilden, gilt es im nächsten Schritt, die Zuordnungen von Technologiemerkmalen zu den Anforderungen vollständig zu realisieren sowie den Fragenkatalog unter Hinzunahme weiterer Anwendungsfälle auszubauen. Des Weiteren sollen neben technischen Merkmalen ebenfalls wirtschaftliche Fragestellungen, wie beispielsweise das vom Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen entwickelte Return-on-
Investment-Modell zur Betrachtung der Wirtschaftlichkeit des Technologieeinsatzes, in die Bewertung der Matchingqualität einer Technologie zu einem Anwendungsfall einbezogen werden.
Ein erster Demonstrator wurde dieses Jahr auf der 8. Aachener Informationsmanagement-Tagung im November 2017 vorgestellt. Dieser veranschaulicht das Funktionsprinzip der Plattform. Die Fertigstellung der Plattform soll zum Projektende Mitte 2019 erfolgen.
Heutzutage werden Konstruktionsprojekte von großen, interdisziplinären und meist räumlich getrennt arbeitenden Teams geplant und durchgeführt. Dabei haben Projektmitarbeiter unterschiedliche Datensätze, die oft über einen komplexen und fehleranfälligen E-Mail-Verkehr ausgetauscht werden. Dies führt zu einer schwerfälligen und meist chaotischen Datenspeicherung. Im Folgenden wird eine dreistufige hybride Cloudspeicherungslösung beschrieben, die den Datenaustausch durch vorausplanende Datensynchronisation verbessern soll. Anschließend wird, mit Blick auf die Verwendbarkeit des Systems, ein Kommunikationsmodell zur effizienten Zusammenarbeit vorgestellt. Ziel des Projekts ist es, eine cloudbasierte Collaboration-Software für die Baubranche zu entwickeln, die die Qualität und Geschwindigkeit von Konstruktionsprozessen nachhaltig erhöht und Fehler durch alte oder falsche Daten reduziert. Das Projekt wird mit Mitteln der Europäischen Union (EU) gefördert.
Failure management in the production area has been intensely analyzed in the research community. Although several efficient methods have been developed and partially successfully implemented, producing companies still face a lot of challenges. The resulting main question is how manufacturers can be assisted by a sustainable approach enabling them to proactively detect and prevent failures before they occur. A high-resolution production system based on analyzed real-time data enables manufacturers to find an answer to the main question. In this context, Big Data technologies have gained importance since the critical success factor is not only to collect real-time data in the production but also to structure the data. Therefore, we present in this paper the implementation of Big Data technologies in the production area using the example of an actual research project. After the literature review, we describe a Big Data based approach to prevent failures in the production area. This approach mainly includes a real-time capable platform including complex event processing algorithms to define appropriate improvement measures.
Thanks to the challenges of the imminent energy turnaround, the power market faces a revolution regarding the energy distribution. In future, energy will not only be distributed from a limited number of large, centralized power plants but also from small, decentralized power generators, e.g. households. This also affects manufacturing companies, which are confronted with developing an energy management strategy. As those companies usually have not set high priorities on their energy management, there is a lack of a structured procedure to build an energy management strategy. Consequently, this creates the need for supporting methods to develop and implement an energy management strategy. This paper tackles the first step in the development of an energy management strategy. For this purpose, a target map is developed and possible use cases are systematized. The next steps of the implementation are presented using the example of load management.
Chatbot statt Berater?
(2018)
Im Silicon Valley wird deutlich, dass sich etablierte Technologien und Berufsbilder durch Kollaborationsplattformen ersetzen lassen. Können so selbst Beratungen für Industrie-4.0-Systeme effizienter und effektiver ausfallen? Wie solche Plattformlösungen aussehen können, zeigt der CPS-Matchmaker, der gerade in Aachen entwickelt wird.
Das Projektvorhaben 'eStep Mittelstand - Modulare Lösungen für den Mittelstand zur Stärkung der eigenständigen Integration von eBusiness-Standards in komplexen Lieferkettenprozessen' zielt darauf ab, die Nutzung von eBusiness-Standards zu erleichtern und das unternehmersiche Risiko für KMU zu reduzieren. In seinem Arbeitsplan stellte das Projekt in einem ersten Schritt eine grundlegende Analyse der Ausgangssituation und die Erhebung von Anforderungen an den Einsatz von eBusiness-Standards in KMU seinen Folgearbeiten im Projekt als Basis für die Lösungsentwicklung im weiteren Verlauf voran.
eStep Mittelstand: Analyse der Nutzung und Verbreitung von E-Business-Standards bei Unternehmen
(2016)
Im Forschungsprojekt »eStep Mittelstand – Modulare Lösungen für den Mittelstand zur Stärkung der eigenständigen Integration von E-Business-Standards in komplexe Lieferkettenprozesse« (im Folgenden kurz „eStep Mittelstand“ genannt) werden Lösungen erarbeitet, um den Einsatz von E-Business-Standards in den Geschäftsprozessen von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) zu stärken und auszubauen. Dazu werden geeignete Methoden und Modelle entwickelt, welche es KMU erlauben, E-Business-Projekte trotz hoher Komplexität erfolgreich umzusetzen. Die Umstellung auf standardbasierte, elektronische Geschäftsprozesse wird durch das Self-Assessment-Tool
(SAT), den Entscheidungsbaum (EB) und die Middleware (MW) erheblich erleichtert. Eine DIN SPEC, welche in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Institut für Normung (DIN) e. V. erarbeitet wurde, stellt nun auch einen Leitfaden zur Weiterentwicklung und zum Ausbau der Funktionalität des SATs und des EBs bereit. Das Förderprojekt "eStep Mittelstand" ist Teil der Förderinitiative "eStandards: Geschäftsprozesse standardisieren, Erfolg sichern", die im Rahmen des Förderschwerpunkts "Mittelstand-Digital – IKT-Anwendungen in der Wirtschaft" vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wird.
Da die heutigen Logistiknetzwerke den Anforderungen nicht mehr gerecht werden, rückt das Supply-Chain-Risk-Management von Wertschöfungsketten zunehmend in den Mittelpunkt unternehmerischer Überlegungen. Störungen in Logistiknetzwerken treten wegen unzureichender Datenmengen, -qualität und -integration der realen Welt nicht in den Informationssystemen auf. Eine echtzeitfähige Reaktion auf diese Störungen und proaktive Korrekturmaßnahmen innerhalb der Logistikprozesse sind folglich unmöglich. Daher kann ein erhöhter Bedarf an ganzheitlicher Transparenz innnerhalb der Logistiknetzwerke abgeleitet werden. Mit diesem Thema beschäftigt sich das Forschungsprojekt Smart-Logistic-Grids.
Smart-Logistic-Grids
(2016)
Ziel des Forschungsvorhabens Smart-Logistic-Grids ist die Entwicklung eines Systems, welches, basierend auf einer erhöhten Informationsverfügbarkeit, Handlungsalternativen aufzeigt und ökonomisch bewertet. Hierfür ist eine barrierefreie Integration unterschiedlicher Akteure innerhalb eines Logistiknetzwerks notwendig. Das Ergebnis dieses Systems eröffnet den Nutzern nicht nur Effizienzsteigerungen und eine erhöhte Robustheit des Gesamtsystems, sondern auch die Reduzierung der CO2 –Emissionen.
Im Forschungsprojekt BigPro wird die Frage beantwortet, wie Big Data aus der Produktion genutzt werden können, um das Störungsmanagement zu unterstützen. Dazu wurde ein Vorgehen entwickelt, das sicherstellt, dass die erforderlichen Informationen in der richtigen Form zu Verfügung stehen und das System zielgerichtet auf- und eingesetzt werden kann. Das Projekt „BigPro“ wird
über das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Förderprogramms IKT 2020 – Forschung für Innovationen mit dem Förderkennzeichen 01IS14011 gefördert
Im Forschungsprojekt „eStep Mittelstand - Modulare Lösungen für den Mittelstand zur Stärkung der eigenständigen Integration von E-Business-Standards in komplexe Lieferketten-Prozesse" wurden Lösungen erarbeitet, um den Einsatz von E-Business-Standards in den Geschäftsprozessen von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) zu stärken und auszubauen. Hierzu wurden geeignete Methoden und Modelle entwickelt, welche es KMU erlauben, E-Business-Projekte trotz hoher Komplexität erfolgreich umzusetzen. Die Umstellung auf standardbasierte, elektronische Geschäftsprozesse wird durch das Self-Assessment-Tool (SAT), den Entscheidungsbaum (EB) und die eStep-Mittelstand-Middleware (eMiMi) erheblich erleichtert. Eine DIN SPEC, welche in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Institut für Normung (DIN) e. V. erarbeitet wurde, stellt darüber hinaus einen Leitfaden zur Weiterentwicklung und zum Ausbau der Funktionalität des SATs und des EBs bereit.
Holistic PLM- Model
(2010)
Product Lifecycle Management (PLM) is a widely discussed topic concerning the increase of efficiency of product development in terms of time to market as well as customizing products to the different needs of customers worldwide adequately. Historically PLM focuses the early phases of the product’s lifecycle, namely the product development phase. Therein the roots of PLM are based in supporting the information logistics of product data: Consistent data sets should be available to all stakeholders in the different departments at all times. Due to the increasing product complexity PLM has to be extended in terms of the temporal dimension (not limited to product development phase) and systemic dimension (not limited to the information logistic aspect). In this paper the authors derive a holistic framework for Product Lifecycle Management by analysing existing integrated management approaches. The framework consists of four dimensions: PLM strategy, PLM process, Product structure and PLM IT-Architecture. The sustainability and benefits of the framework is demonstrated by applying the framework to the communication service provider industry (CSP).
Ziel des Forschungsvorhabens "SurE" ist die Erhöhung der Effizienz und Effektivität von Suchanfragen in ERP-Systemen. Dabei soll der Aufwand für den Nutzer reduziert und die Qualität der Ergebnisse verbessert werden. Die Ziele werden durch die Entwicklung einer selbstlernenden, kontextbasierten Suchmaschine für ERP-Systeme realisiert. Mit der Berücksichtigung des Kontextes einer Suchanfrage, des Benutzerverhaltens und einer Ergebnisbewertung durch den Anwender wird die Ergebnisqualität von Suchanfragen kontinuierlich gesteigert. Durch die Entwicklung eines Demonstrators gegen Ende des Projekts soll der Nutzen des Konzepts veranschaulicht werden. Zudem soll der Demonstrator in verschiedenen Szenarien erprobt und anhand einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung bewertet werden.
Energieflexibilität stellt eine mögliche Lösung dar, um die Herausforderungen der steigenden Volatilität in den Versorgungsnetzen in Deutschland zu beherrschen. Die Bundesregierung gibt den Weg vor: Die Energieversorgung Deutschlands wird in Zukunft verstärkt bis ganzheitlich durch erneuerbaren Energien gedeckt werden. Heute gibt es jedoch wenige innovative Energiedienstleistungen, die dieses Ziel verfolgen und die beschriebene Herausforderung in Zukunft beherrschbar machen.
Im Projekt "FlAixEnergy" wird eine Roadmap innovativer Energiedienstleistungen entwickelt. Diese zeigt auf, welche Smarten Services derzeit im Markt fehlen und in Zukunft erforderlich werden. Das Projekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.
AProSys: Die Energiewende in Ihrer Nachbarschaft/AProSys: The Energy Transition in Your Neighborhood
(2024)
Das deutsche Stromverteilnetz steht vor erheblichen Herausforderungen, die durch den Übergang zu erneuerbaren Energien und die zunehmende Elektrifizierung der Mobilität weiter verstärkt werden. Diese Veränderungen führen zu einer unvorhersehbaren Dynamik in der Belastung der Verteilnetzinfrastruktur. Dabei spielen insbesondere die Ortsnetzstationen und Umspannwerke, die Sie als kleine Häuschen oder Kästen in Ihrer Nachbarschaft kennen, eine besondere Rolle, da deren Ausrüstung oft veraltet und für die aktuellen Anforderungen nicht ausgelegt ist. Mit dem Projekt ‚AProSys – KI-gestützte Assistenz- und Prognosesysteme für den nachhaltigen Einsatz in der intelligenten Verteilnetztechnik‘, gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms, soll diese Problematik adressiert werden.
Ziel ist es, mit minimalem Einsatz von Sensoren und auf Basis von digitalen Zwillingen in der bestehenden Infrastruktur eine umfassende Überwachung und Zustandsbewertung der Energietechnikanlagen zu ermöglichen, Ausfälle vorherzusagen und in Echtzeit Handlungsempfehlungen zu liefern. Dies umfasst auch die Entwicklung eines digitalen Workforcemanagements zur Optimierung von Wartungsprozessen und eine individuelle Kompetenzvermittlung für Fachkräfte durch ein digitales Wissensmanagement. Das Projekt zielt darauf ab, die Resilienz, Effizienz und Adaptivität der Energieinfrastruktur zu verbessern. Damit leisten wir einen wesentlichen Beitrag zur Bewältigung der Herausforderungen der Energiewende in Deutschland.
Im EU-Projekt ‚DATAMITE ‘ werden Lösungen für die Herausforderungen der effektiven Nutzung und Monetarisierung von Daten in der heutigen Unternehmenslandschaft entwickelt. Daten werden entlang des gesamten Wertschöpfungsprozesses erhoben, wobei deren Generierung oft unstrukturiert geschieht. In der Folge sind die Datensätze häufig ungeeignet, um auf ihnen basierende Entscheidungen zu treffen. Darüber hinaus verhindert die unstrukturierte Erhebung der Daten ihre effiziente Analyse und anschließende Monetarisierung. Die im Rahmen des Projekts zu entwickelnden Lösungen werden die Datenmonetarisierung in der produzierenden Industrie Europas beschleunigen. Konkret sollen europäische Unternehmen mittels einer Plattform und Open-Source-Tools dabei unterstützt werden, Daten strukturiert zu erheben und zu analysieren, um sie so nutzbar zu machen. Bei der gleichnamigen Plattform DATAMITE handelt es sich um eine innovative Datenintegrationsplattform, die eine Vielzahl an Datensätzen aus unterschiedlichen Quellen zu einem einzigen, leicht zugänglichen Datensatz konsolidiert. Die Ergebnisse des Projekts werden in drei verschiedenen Anwendungsfällen mit insgesamt sechs Pilotvorhaben validiert. Diese umfassen Bereiche wie Landwirtschaft, Energie, Industrie, Fertigung und Klima.
Das Forschungsprojekt ‚DATAMITE ‘ startete im Januar 2023 und wird während der dreijährigen Laufzeit durch das Horizon-Europe-Programm der Europäischen Kommission gefördert. Das Projekt vereint mit 27 kooperierenden Partnern aus 13 Ländern die Innovationskraft ganz Europas.
Insgesamt wird die Plattform DATAMITE eine innovative Lösung für Unternehmen darstellen, die ihre Daten effektiver nutzen und verwalten möchten. Die Plattform wird zahlreiche Funktionen und Tools bieten, um Datenanalyse und -verarbeitung zu automatisieren, die Datenqualität zu gewährleisten und Daten sicher zu speichern. Unternehmen werden durch die Nutzung von DATAMITE bessere Entscheidungen treffen können, Risiken minimieren können, wertvolle Einblicke in ihre Geschäftsdaten gewinnen und sich dadurch Wettbewerbsvorteile sichern können.
Im Rahmen des Forschungsprojekts "FlAixEnergy" sollen kleine und mittlere Unternehmen (KMU) sowohl als dezentrale Erzeuger von regenerativer Energie als auch als Energieverbraucher (Smart Industrial Customer) zu Flexibilitätsclustern zusammengefasst werden. Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer Plattform zwischen Energieversorgungsunternehmen (EVU) und Unternehmen, mittels derer die bewertete Energieflexibilität der energieverbrauchenden Unternehmen aggregiert und so die Partizipation am Energiemarkt ermöglicht wird. Ein in diesem Kontext relevantes Thema ist die Charakterisierung der eingebundenen industriellen Verbraucher bezüglich ihres Energiebedarfsverhaltens und ihrer Flexibilität. Hierzu soll ein sogenannter "energetischer Fingerabdruck" entwickelt werden, der dazu dient, Flexibilitätspotenziale und Lastprognosen von industriellen Stromverbräuchen systematisch an Energieversorgungsunternehmen zu kommunizieren. Das Projekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.
With big data-technologies on the rise, new fields of application appear in terms of analyzing data to find new relationships for improving process under-standing and stability. Manufacturing companies oftentimes cope with a high number of deviations but struggle to solve them with less effort. The research project BigPro aims to develop a methodology for implementing counter measures to disturbances and deviations derived from big data. This paper proposes a methodology for practitioners to assess predefined counter measures. It consists of a morphology with several criterions that can have a certain characteristic. Those are then combined with a weighting factor to assess the feasibility of the counter measure for prioritization.
Die Herausforderungen der Zukunft werden geprägt durch digital veredelte Produkte von höchster Qualität und hoher Variantenvielfalt bei gleichzeitig kleiner werdenden Losgrößen. Konventionelle Entwicklungsmethoden stoßen aufgrund zunehmender Komplexität und kürzer werdender Lebenszyklen auf Produktebene an ihre Grenzen. Dadurch werden bei kundenindividueller Produktion die Aufwände in der Arbeitsplanung und -vorbereitung überproportional größer. Eine mögliche Lösung stellt die generative Erstellung der Produktionsstückliste während der Montage dar. Durch das eventbasierte „Mitschreiben der Montage“ werden administrative und planungsintensive Prozesse in der Arbeitsvorbereitung überproportional reduziert und die Erstellung der Stückliste in die manuelle Montage transferiert.
Ziel des beantragten Fördervorhabens war es, die kontinuierliche Funktionsüberwachung und insbesondere den heutigen Sensoreinsatz in Verteilnetzen zu revolutionieren, durch Verwendung von Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI), gepaart mit einer Verbesserung der zugehörigen Sensortechnik und eingesetzter digitaler Dienstleistungssysteme. Die integrale Betrachtung der wissenschaftlichen und technischen Herausforderungen und deren Bewältigung führten zu den notwendigen Ergebnissen, um den Erfolg der Energie- und Mobilitätswende in Deutschland zu unterstützen.
Mit den Ergebnissen des Vorhabens konnte der heutige Sensoreinsatz in Verteilnetzen durch Verwendung von Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) zusammen mit einer Erweiterung der Sensortechnik grundlegend verbessert werden. Die daraus abgeleiteten Unterziele umfassen alle wichtigen Aspekte des Sensoreinsatzes in elektrischen Betriebsmitteln.
Das (volks-)wirtschaftliche Umfeld produzierender Unternehmen wird aktuell mehr denn je durch unvorhersehbare und tiefgreifende Veränderungen geprägt. Die deutsche Industrie muss die Dynamik zukünftig aus eigener Kraft beherrschen. Teilweise nachteilige Standortfaktoren müssen kompensiert werden, um die Produktion in Deutschland langfristig zu sichern. Wandlungs- und Echtzeitfähigkeit in Prozessen und Strukturen stellen die zentralen Enabler zur Beherrschung des Produkt-Produktionssystems dar.
5G-Technologien bieten ein enormes Potenzial für die Landwirtschaft, sind aber auch durch die Implementierung eines notwendigen 5G-Netzes mit nicht unerheblichen Kosten verbunden.
Dieser Business-Case-Rechner (siehe 1. URL; Repository-Link s. 2. URL) ermöglicht eine erste Übersicht über die Kosten für die Implementierung eines 5G-Netzes für drei 5G-spezifische landwirtschaftliche Anwendungsfälle.
Den Anschaffungskosten wird darüber hinaus der qualitative Nutzen von 5G gegenübergestellt. Der Business-Case-Rechner wendet sich an Landwirte oder Landwirtschaftsmaschinenhersteller, die an 5G-Technologien und deren Einsatz interessiert sind.
Das Forschungsprojekt 5G.NATURAL befasst sich mit der Implementierung eines 5G-Netzes im landwirtschaftlichen Kontext.
Das 5G-Netz hat die Vorteile, dass eine erhebliche Steigerung der Datenübertragungsgeschwindigkeit ermöglicht wird, die Latenzzeiten sehr gering sind und eine größere Anzahl von Geräten besser in einem Netzwerk zusammenarbeiten können.
Somit können Maschinen in Echtzeit miteinander kommunizieren, Daten auswerten und punktgenau individuell nach Bedürfnissen ideal handeln. Im Zuge von 5G.NATURAL werden autonom fahrende Ernteroboter sowie eine Logistikeinheit zu einem Schwarm miteinander vernetzt.
Im Rahmen der vierten industriellen Revolution verstärken Produktionsunternehmen ihre Bemühungen in der Digitalisierung, um Industrie-4.0-Umgebungen zu schaffen und Wettbewerbsvorteile sowie eine bessere Kontrolle über ihr komplexes Umfeld zu erlangen. Diese erhöhte Digitalisierung und Vernetzung von Maschinen, Systemen und Geschäftsprozessen führt jedoch zu gesteigerten Risiken in Bezug auf die Informationssicherheit. Um die Sicherheit zu gewährleisten, müssen die Ziele der Vertraulichkeit, Verfügbarkeit und Integrität verfolgt und kontinuierlich verbessert werden. Insbesondere kleine und mittlere Unternehmen sowie der deutsche Mittelstand stehen jedoch vor Herausforderungen bei der Absicherung ihrer Industrie-4.0-Umgebungen, da vorhandene Standards und Rahmenwerke nicht angemessen angewandt werden können. Es mangelt an einfachen und effizienten Ansätzen, die ohne umfangreiches Fachwissen oder externe Hilfe umsetzbar sind und gleichzeitig ein hohes Sicherheitsniveau gewährleisten. Das sich hieraus ergebende Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Vorgehensmodells, mit dem produzierende Unternehmen basierend auf ihren spezifischen Rahmenbedingungen und unter Berücksichtigung einer Aufwand-Nutzen-Betrachtung ein Informationssicherheitsmanagementsystem aufbauen und implementieren können. Dazu werden Anforderungen abgeleitet und bei dessen Entwicklung berücksichtigt. Unternehmen werden damit in die Lage versetzt, selbstständig Informationssicherheitsschwachstellen und damit potenzielle Risiken in ihren Industrie-4.0-Umgebungen zu identifizieren. Gleichzeitig werden ihnen geeignete Gegenmaßnahmen aufgezeigt, die mit der Umsetzung des Managementsystems implementiert werden können. Das unternehmensspezifisch anwendbare Vorgehensmodell stellt das zentrale Ergebnis dieser Arbeit dar und ermöglicht dem Unternehmen einen systematischen sowie strategischen Aufbau eines Informationssicherheitsmanagementsystems.
[Quelle: https://www.apprimus-verlag.de/gestaltungsmodell-eines-informationssicherheitsmanagementsystems-fur-produzierende-unternehmen-in-industrie-4-0-umgebungen.html ]
Intelligente Produkte werden für produzierende Unternehmen immer mehr zum Bestandteil einer umfassenden Digitalisierungsstrategie. Der Grund liegt darin, dass die Anreicherung eines Produkts mit digitalen Technologien konkrete Mehrwerte für Produzent:in und Kund:in erzeugt, aus denen sich langfristig Wettbewerbsvorteile ergeben. Während große Konzerne diese Strategie bereits für sich realisieren, bedeutet die notwendige Interdisziplinarität aus fachlicher und digitaler Expertise jedoch eine Hürde für KMU, die ihre Digitalisierung mit geringeren Ressourcen verfolgen.
Im EU-Forschungsprojekt ‚BlueSAM‘ hat das FIR mit dem belgischen Partner Sirris eine Methode erarbeitet, die Entwicklung Intelligenter Produkte nutzenorientiert auszurichten und sie architekturell vorzuarbeiten, um KMU einen vereinfachten Einstieg zu bereiten und initiale Aufwände zu reduzieren. Die nun über ein öffentlich verfügbares Webtool nutzbare BlueSAM-Methode hat das FIR dazu genutzt, ein eigenes Intelligentes Produkt als Demonstrator zu entwickeln: eine Espressomaschine, die gelernt hat, Personen bei der Espressozubereitung mit der Maschine zu unterstützen. Aus den Daten erkennt man etwa, wann der Espresso im Brauprozess die ideale Menge erreicht hat oder zu welchen Tageszeiten welche Sorten am beliebtesten sind.
Die rasante Entwicklung der 5G-Kommunikationstechnologie lässt vermuten, die Landwirtschaft in vielfacher Hinsicht zu revolutionieren. Von autonomen Maschinen bis zur Echtzeitüberwachung von Feldern und Tieren bietet 5G ein enormes Potenzial.
In diesem Artikel werden die finanziellen Aspekte der Implementierung von 5G in der Landwirtschaft, einschließlich Investitions- und Betriebskosten, näher beleuchtet. Zudem werden die potenziellen finanziellen Vorteile und Nutzenaspekte untersucht, die durch 5G-fähige Technologien in den Dimensionen Flexibilität, Sicherheit und Qualität erzielt werden können. Im Rahmen des Forschungsprojekts 5G.NATURAL entsteht ein Business-Case-Rechner, der Unternehmen dabei unterstützt, fundierte Entscheidungen zu treffen. Die Veröffentlichung dieses Tools ist für Ende 2023 geplant und verspricht, die Zukunft der Landwirtschaft nachhaltig zu gestalten.
Die wertsteigernde Kreislaufwirtschaft gewinnt in der Industrie angesichts drängender globaler Probleme zunehmend an Bedeutung. Neben der begrenzten Verfügbarkeit von Rohstoffen und steigender Umweltbelastung durch energieintensive Produktionen wachsen auch die Anforderungen der Verbraucher:innen an die Unternehmen.
Zu beobachten ist insbesondere ein gestiegenes Umweltbewusstsein, das sich in einer stärkeren Nachfrage nach nachhaltigen Produkten sowie der Forderung nach transparenten und umweltfreundlichen Produktionsprozessen äußert. Nachhaltigkeit ist zu einem zentralen Element im Wettbewerbsumfeld geworden.
With the development of publicly accessible broker systems within the last decade, the complexity of data-driven ecosystems is expected to become manageable for self-managed digitalisation. Having identified event-driven IT-architectures as a suitable solution for the architectural requirements of Industry 4.0, the producing industry is now offered a relevant alternative to prominent third-party ecosystems. Although the technical components are readily available, the realisation of an event-driven IT-architecture in production is often hindered by a lack of reference projects, and hence uncertainty about its success and risks. The research institute FIR and IT-expert synyx are thus developing an event-driven IT-architecture in the Center Smart Logistics' producing factory, which is designed to be a multi-agent testbed for members of the cluster. With the experience gained in industrial projects, a target IT-architecture was conceptualised that proposes a solution for a self-managed data-ecosystem based on open-source technologies. With the iterative integration of factory-relevant Industry 4.0 use cases, the target is continuously realised and validated. The paper presents the developed solution for a self-managed event-driven IT-architecture and presents the implications of the decisions made. Furthermore, the progress of two use cases, namely an IT-OT-integration and a smart product demonstrator for the research project BlueSAM, are presented to highlight the iterative technical implementability and merits, enabled by the architecture.
Manufacturing companies face the challenge of managing vast amounts of unstructured data generated by various sources such as social media, customer feedback, product reviews, and supplier data. Text-mining technology, a branch of data mining and natural language processing, provides a solution to extract valuable insights from unstructured data, enabling manufacturing companies to make informed decisions and improve their processes. Despite the potential benefits of text mining technology, many manufacturing companies struggle to implement use cases due to various reasons. Therefore, the project VoBAKI (IGF-Project No.: 22009 N) aims to enable manufacturing companies to identify and implement text mining use cases in their processes and decision-making processes. The paper presents an analysis of text mining use cases in manufacturing companies using Mayring's content analysis and case study research. The study aims to explore how text mining technology can be effectively used in improving production processes and decision-making in manufacturing companies.
The agricultural industry is facing unprecedented challenges in meeting the growing demand for food while minimizing its impact on the environment. To address these challenges, the industry is embracing technological advancements such as 5G networks to improve efficiency and productivity. However, the benefits of 5G technology must be weighed against the costs of implementing a suitable network. This paper presents cost-benefit dimensions that are needed to assess the economic feasibility of implementing 5G networks for several agricultural applications. The paper describes the costs of deploying and maintaining a 5G network and the benefits of several 5G-specific use cases, including precision agriculture, livestock monitoring, and swarm robotics. Using industry reports and case studies, the model quantifies the benefits of 5G networks, such as enabling new digital agricultural processes, increased productivity, and improved sustainability. It also considers the costs associated with equipment and infrastructure, as well as the challenges of deploying a network in rural areas. The results demonstrate that 5G networks can provide significant benefits to agricultural businesses and provide an overview about the cost factors. Both benefit and cost dimensions are analyzed for the 5G-specific agricultural use cases.
In dem Vortrag sollen die Projektziele für das gemeinsame Forschungsprojekt FlaixEnergy vorgestellt werden. Das Projekt umfasst die Konzeption, Entwicklung und prototypische Implementierung einer Plattform zur Interaktion zwischen zu Clustern zusammengefassten industriellen Energieverbrauchern und virtuellen Kraftwerken, die dezentrale Erzeuger von regenerative Energie zusammenschalten. Kernelement der Plattform ist ein Mechanismus, der die Flexibilität der industriellen Verbraucher bewertet und ihnen damit eine Möglichkeit zur Partizipation am Energiemarkt ermöglicht. Dabei soll grundsätzlich ein Ausgleich auf lokaler Ebene (Verteilnetz) einem Ausgleich auf überregionaler Ebene (Übertragungsnetz) vorgezogen werden. Das Ziel des Projektes ist die prototypische Umsetzung der Plattform in der Modellregion Aachen.
Durch die Energiewende und Digitalisierung bedingt, ergeben sich neue Anforderungen an das industrielle Energiemanagement, wobei insbesondere die Energieinformationssysteme (EnIS) mehr leisten müssen.
Die zentrale Herausforderung liegt dabei in der Übersetzung der Datenbasis in konkrete Handlungsempfehlungen, was durch die Integration einer Datenanalytik (DA) in ein EnIS realisiert werden soll. In diesem Paper werden die damit verbundenen Anforderungen beschrieben und Lösungsansätze zur Integration einer DA vorgestellt.
Dies ist ein Vortrag zu der Inforamtionstechnologie "Intelligente Produkte" im Rahmen des Rountatbles von der Fachgruppe Informationstechnologiemanagement:
Intelligente Produkte stellen eine wegweisende Entwicklung dar, die unsere Alltagsgegenstände in leistungsstarke, datengetriebene Innovationen verwandelt. Ein spannendes Beispiel ist die intelligente Kaffeemaschine. Diese Maschine nutzt Daten, um den ultimativen Espresso zu zaubern. Sie demonstriert eindrucksvoll die Möglichkeiten personalisierter Produkte, die durch Daten gesteuert werden.
ZIEL DES VORTRAGS
Kennenlernen der Technologie, Erörterung von Potenzialen in Unternehmen und Angebot von Forschungsaktivitäten.
Die Zeiten, in der die Energiewende allein durch den Ausbau erneuerbarer Energien beschrieben werden konnte, sind vorbei und die Industrie wird zunehmend unter dem Begriff der Energieeffizienz in die Energiewende integriert. Energie-Auditierung und ISO-Zertifizierung sind dabei nur der Anfang. In diesem Beitrag wird das Internet der Dinge (IoT) als Lösungsansatz untersucht und dabei die Synergien von Energiewende und Industrie 4.0 betrachtet. Der Fokus liegt auf den mit dem IoT verbundenen Potentialen für Energieinformationssysteme und der darin vorhandenen Datenanalytik.
Der Vortrag behandelt die theoretischen Grundlagen des Dokumentenmanagements. Hierzu wird zunächst die aktuelle Ausgangssituation der Informations- und Applikationsflut durch eine Analogie zur aktuellen Situation der Digitalisierung im Straßenverkehr dargestellt, bevor das Dokumentenmanagement wissenschaftlich beleuchtet wird. Über den Nutzen und die Strukturen von Dokumentenmanagement wird der Zuhörer zu den theoretisch dargestellten Funktionen aktueller Dokumentenmanagementsysteme geleitet, welche Mitarbeiter bei den Aufgaben des Dokumentenmanagements unterstützen.
Der zweite Teil des Vortrags zeigt das 3Phasen-Konzept DMS, welches vom FIR zur individuell optimalen Softwareauswahl als Beratungsprojekt angeboten wird, und stellt hierbei die Methodik sowie detailiert die Phasen der Auswahl vor. Hierbei wird der bewährte und neutrale Charakter dieser Auswahlmehtodik betont, welcher von vielen Beratungsunternehmen nicht gewährleistet werden kann.
Abschließend werden neue Trends und ein Ausblick auf die Zukunft des Dokumentenmanagements präsentiert, wobei der Trend "Simplicity", also die Rückkehr von komplexen Systemen zu Systemen, die nur noch die Grundbedürfnisse erfüllen und damit die Usability steigern, fokussiert wird.
Dieser Vortrag war der erste Teil des Vortragsabends "Wirtschaft digital" der IHK. Im zweiten Teil folgte eine DMS-Live-Demonstration des Partners BCT Deutschland GmbH mit der Lösung "Elemenz", vorgestellt von Romy Farber.
Erlebniswelt
(2016)
Im Zuge der Vernetzung von Industrie und Wirtschaft werden Technologien wie 5G, die nächste kommende Mobilfunkgeneration, als Enabler des Internets der Dinge genannt. Doch welche Anwendungen durch 5G genau realisierbar werden und warum die Entwicklung neuer Netztechnologien erforderlich wird, bleibt häufig unklar. Ebenso mangelt es an der Entwicklung von Standards, damit die neue Technologie schnellstmöglich nach ihrer offiziellen Einführung von bestehenden Systemen genutzt werden kann. Einzig die Aussage, dass neue Informations- und Kommunikationstechnologien wie 5G unseren Informationsaustausch, insbesondere in der Produktion, revolutionieren wird, bleibt beständig.
Informationstechnische Systeme durchdringen alle Bereiche unseres täglichen Lebens. Während Smartphones, Tablets und Smart-TVs den Endanwender bereits erobert haben, stehen Technologien wie Smart Home, Smart Production und Smart Grid kurz davor, weitere wichtige Bereiche des privaten und geschäftlichen Lebens von Grund auf zu erneuern. Eine ernstzunehmende Herausforderung dabei ist die zunehmende Vernetzung der industriellen Produktion durch modernste Informations- und Kommunikationstechnik (Industrie 4.0). Die Hoffnung der Wirtschaft ist groß: Die Technologien sollen neue Geschäftsmodelle und Wertschöpfungsketten erschließen sowie neue Dienstleistungsmodelle erlauben, die zuvor nicht möglich waren.
Eins der größten Hemmnisse dieser positiven Entwicklung ist jedoch der Mangel an IT-Sicherheit. Trotz jahrelanger intensiver Forschung und Entwicklung an sicheren IT-Systemen steigen die Anzahl der erfolgreichen Angriffe, und deren Ausmaß jährlich. Eine Studie des Digitalverbands Bitkom von April 2015 zeigt, dass mehr als die Hälfte (51 Prozent) aller deutschen Unternehmen in den vergangenen zwei Jahren Opfer von digitaler Wirtschaftsspionage, Sabotage oder Datendiebstahl geworden sind. Jährlich entsteht dadurch in Deutschland ein Schaden von rund 51 Milliarden Euro. In den kommenden Jahren wird der Schaden sogar auf rund 306 Milliarden Euro geschätzt. Durch die fortschreitende Digitalisierung bzw. durch technische Entwicklungen wird auch die Angreifbarkeit der verwendeten IT-Systeme in Folge dessen weiter steigen.
Wie ist dies zu erklären und wie können wir diesen Bedrohungen entgegenwirken?
Die Autoren dieser Forschungsagenda haben den Faktor Mensch als eines der Grundprobleme in der IT ausgemacht. Existierende Forschungsvorhaben widmen sich beispielsweise verstärkt der sicheren Entwicklung von Hardware/ Softwaresystemen oder der Erforschung von Prinzipien für Security by Design/Privacy by Design. Weitestgehend unerforscht geblieben ist jedoch bisher die Frage wie Sicherheitsmechanismen auf allen Ebenen der Wertschöpfungskette so gestaltet werden können,
dass sie für die betreffenden Personenkreise auch effektiv anwendbar sind. Für Forschung zum Faktor Mensch sehen wir eine besondere Stärke am Wissenschaftsstandort NRW. Die Problematik ist drängend, denn während die IT-Sicherheitsforschung der letzten Jahre vor allem neue technischen Lösungen hervorgebracht hat, sind es letztendlich Menschen, die diese Lösungen einsetzen und anwenden.
Ziele des Energiemanagements von produzierenden Unternehmen können durch ein IT-gestütztes Energiemanagement erreicht werden. Zukunftsszenarien sagen grundlegende Änderungen im Strommarkt voraus – zusätzliche Herausforderungen an das Energiemanagement prod. Unternehmen entstehen. Zusätzliche Hebel zur Beeinflussung der Energiekosten müssten vom Energiemanagement produzierender Unternehmen berücksichtigt werden. Produzierende Unternehmen sollten sich von Anfang an die richtigen Fragen zur Ausrichtung ihres IT-gestützten Energiemanagements stellen. Produzierende Unternehmen benötigen eine klare Energiemanagementstrategie. Aus den Zielen der Energiemanagementstrategie lassen sich die benötigten Energiemanagementfunktionen ableiten. Aus den Energiemanagementfunktionen lassen sich die Anforderungen an die vorhandene IT-Landschaft ableiten. Vermutlich werden nicht alle Anforderungen erfüllt – es entsteht ein Anpassungsbedarf in der IT-Landschaft. Die nötigen Änderungen in der IT-Landschaft müssen analysiert und in einer IT-Entwicklungsroadmap geplant werden.
Aufwerten statt wegwerfen
(2023)
Die wertsteigernde Kreislaufwirtschaft gewinnt in der Industrie angesichts drängender globaler Probleme zunehmend an Bedeutung. Neben der begrenzten Verfügbarkeit von Rohstoffen und steigender Umweltbelastung durch energieintensive Produktionen wachsen auch die Anforderungen der Verbraucher:innen an die Unternehmen. Zu beobachten ist insbesondere ein gestiegenes Umweltbewusstsein, das sich in einer stärkeren Nachfrage nach nachhaltigen Produkten sowie der Forderung nach transparenten und umweltfreundlichen Produktionsprozessen äußert. Nachhaltigkeit ist zu einem zentralen Element im Wettbewerbsumfeld geworden.
Die EU-Kommission ist dabei, eine Datenökonomie aufzubauen. Diese soll bis 2028 ein zusätzliches Bruttoinlandsprodukt von 270 Milliarden Euro generieren. Speziell für ein Land wie Deutschland, das über keine nennenswerten Bodenschätze verfügt, klingt das zunächst einmal lukrativ. Eine solche Datenökonomie wird aber nicht nur einen neuen Markt, neue Akteure und neue Geschäftsmodelle hervorbringen. Sie greift auch tief in das aktuelle Verständnis der Hersteller von Maschinen und Anlagen ein, wie mit Daten aus ihren Maschinen umgegangen werden soll, und zwingt sie zum Umdenken. Der juristische Hebel zur Schaffung der Datenökonomie, der EU-Data-Act, macht neue und verpflichtende Vorgaben zur technischen Gestaltung von Maschinen und Anlagen und verschafft deren Nutzer:innen ein Zugriffsrecht auf Maschinendaten.
The adoption of artificial intelligence (AI) technologies in manufacturing companies is challenging, particularly for SMEs that lack the necessary skills to develop and integrate AI-based applications (AI applications) into their existing IT system landscape. To address this challenge, the research project VoBAKI (IGF-Project No.: 22009 N) aims to enable SMEs to identify and close skill gaps related to AI application development and implementation using proper sourcing strategies. This paper presents the interim results from the second phase of the project, which involves identifying the tasks in the lifecycle of AI applications and determining the specific skills required for executing these tasks. The presented results provide a detailed lifecycle including the phases for the development and usage of AI applications, as well as the specific tasks that SMEs must consider when implementing an AI application. These results serve as the foundation for future research regarding the required skills to execute the presented tasks and provide a roadmap for SMEs to close skill gaps and successfully implement AI applications.
Crisis situations can lead to extreme consequences for society and the economy, such as the disruption of supply chains and the collapse of critical infrastructure. The challenge for optimal crisis preparation lies in the unpredictability of causes, duration and scope, and severity. AI-based resilience services can aid in crisis preparation by providing software-based warnings, recommendations, and countermeasures. The aim of this paper is to present a method for evaluating such services in terms of their usefulness and acceptance. A questionnaire is presented, and the results of its piloting phase are disseminated. With these results, existing and projected AI-based services for crisis prevention can be evaluated.
Nicht zuletzt als Schlüsseltechnologie der digitalen Transformation, sondern vor allem als Enabler einer digitalisierten Wirtschaft ist das Potenzial von 5G eindeutig. Die im Folgenden vorgestellte 5G-Vision verbindet Informations- sowie Anwendungsbedarfe an industriellen 5G-Schnittstellen mit IoT-Anwendungen und ergänzenden Services. Durch die Einbindung von 5G als Kommunikationsschnittstelle in IoT-Plattformen können erstmals auch Anwendungen mit hohen Anforderungen an Drahtlos-Übertragungstechnologien an eine IoT-Plattform angebunden werden.
Dabei spiegelt der vorliegende Artikel das aktuelle Stimmungsbild der Industrie hinsichtlich der Einbindung von 5G als Katalysator von IoT-Plattformen wider. Es wird analysiert, wie eine 5G-Einbindung in bereits bestehende IoT-Plattformen gelingen kann und welche Möglichkeiten dadurch zukünftig realisierbar werden. Als Ergebnis werden fünf Potenziale zum Einfluss von 5G auf IoT-Plattformen aufgeführt, mithilfe derer eine Vision eines 5G-Plattformkonzepts abgeleitet wird.
Organizations, of all sizes, in every domain and in all geographies, are facing growing challenges to comprehend the scope of social media based technologies for their internal process use and for their networks. To assist the CIO’s and executives, FIR has developed a tool based framework to evaluate the impact of social web based collaborative technologies to support knowledge intensive processes. The FSI framework extends organizational spectrum to three categories of Formal, Semi-formal and Informal. The FSI tool places the emphasis on both business process and IT level.
The FSI framework and approach are validated in conjunction with industrial and research clients as test cases. Initial finding, reflected in this article, show a dire mismatch between the process exploitable potential level and organizational ICT profile. At the end, a set of recommendations are included for the organizational management to consider for organizational transformation.
PLM trifft ERP
(2013)
The main challenge in all application areas of EV usage still is the energy storage within, as well as the energy transmission into an EV. However, this storage and transmission of energy also allows for synergies with a smart grid, if the information is adequately exchanged between roles in the energy and mobility sector. Since the energy transmission is a so called “fixed and intersection point” of E-Mobility, interoperability is required not only on an electrical (e.g. plugs), but also on an informational level. Standardization efforts are currently underway (e.g. IEC 15118), yet a comprehensive, consolidating view on the information system around energy transmission is missing. Therefore, this paper suggests a generic information system architecture for e-mobility (EM-ISA) derived from the Smart Grid Architecture Model (SGAM). EM-ISA shall be a base for companies to develop innovative services for their particular, ICT-enabled E-Mobility application area while at the same time stay at important points informational interoperable at the fixed and intersection point of energy transmission.
Unternehmen aller Branchen sehen sich mit immer neuen Anforderungen an den Produktentstehungsprozess konfrontiert. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen sie ihren Kunden eine höhere Variantenvielfalt bei gleichzeitig geringeren Produktentwicklungs- und Markteinführungszeiten bieten. Zur Realisierung dieser Ziele reagieren sie mit der Einführung von modularen Produktbaukästen und der Etablierung von global verteilten Wertschöpfungsnetzwerken.
Eine effiziente und durchgängige Unterstützung der Unternehmensfunktionen erfordert die Integration und das harmonische Zusammenspiel der IT-Systeme. Eine zwingende Voraussetzung für das Erreichen dieser Integration ist die Vereinheitlichung und Pflege des Fundaments der Systemlandschaft – der Stammdaten.
Das Management des Produktlebenszyklus ist eine komplexe Aufgabe, dessen volles Potenzial erst durch die Integration des gesamten Unternehmens erreicht wird. Um die Einbindung aller Fachabteilungen sicherzustellen, ist eine Potenzialuntersuchung notwendig, bei der Herausforderungen und mögliche Verbesserungen entlang des gesamten Produktlebenszyklus untersucht werden müssen. Der PLM-QuickCheck, den das FIR an der RWTH Aachen und das WZL der RWTH Aachen gemeinsam entwickeln, liefert hier einen möglichen Ansatz.
Systematization models for taylor-made sensor system applications and sensor data fit in production
(2015)
Industrial digitalization to realize smart factories is driven by an informatory base of high-resolution data provided by sensor systems on the shop-floor level. The challenge of technical availability of fitting measurement solutions nowadays turns in a struggle of finding the optimal solution for a specific task in an ever-growing sensor market. This paper analyzes and specifies necessary models to systematically derive and describe organizational, technical and informatory requirements for sensor system applications increasing the technological fit for faster integration and lower misinvestment rates.
Systematization models for taylor-made sensor system applications and sensor data fit in production
(2015)
Industrial digitalization to realize smart factories is driven by an informatory base of high-resolution data provided by sensor systems on the shop-floor level. The challenge of technical availability of fitting measurement solutions nowadays turns in a struggle of finding the optimal solution for a specific task in an ever-growing sensor market. This paper analyzes and specifies necessary models to systematically derive and describe organizational, technical and informatory requirements for sensor system applications increasing the technological fit for faster integration and lower misinvestment rates.
In recent years supply chain participants are increasingly suffering the effects of disturbances in transportation supply chains. Both, dynamics in consumer demands and global supply chains lead to a growth in unplanned supply chain events. These can cause from rather manageable disturbances through to complete break-downs of transportation chains, resulting in high follow-up and penalty costs.
Consequently, concepts for an efficient supply chain disturbance management are needed, preferably with a real-time identification and reaction to disturbance events. Therefore in the following paper the research results of the German research project Smart Logistic Grids with the focus on designing an integrated model for the real-time disturbance management in transportation supply networks are presented. This includes the introduction of elaborated classification models for disturbances and action patterns as well as an associated costs and performance measurement system. Finally, a procedure model for the disturbance management is presented.
Digitale Technologien sind ein wesentlicher Bestandteil der Wertschöpfungskette in der industriellen Praxis geworden. Die Digitalisierung hat die Produktion und den modernen Arbeitsplatz in den vergangenen Jahrzehnten auf eine Art beeinflusst, die mit keiner anderen technischen Entwicklung vergleichbar ist, und die nun der vierten industriellen Revolution den Weg ebnet.
Die Essenz von Industrie 4.0 ist die Vernetzung von Produktionssystemen mithilfe von IT und dem Internet der Dinge, um prognosefähig zu sein und die Produktion effizienter und flexibler zu gestalten. Wesentliche Befähiger dieser Vision sind Daten aus Prozessen, Anlagen und Ressourcen, aus denen für das Unternehmen entscheidungskritische Informationen gewonnen werden. Hieraus lassen sich Erkenntnisse ableiten, die bisher verborgene Wirkungszusammenhänge zutage fördern.
Prognosemodelle errechnen auf der Basis dieser Erkenntnisse mögliche Zukunftsszenarien und belegen sie mit Wahrscheinlichkeitswerten bezüglich ihres Eintritts. Durch die Vernetzung der Informationen unterschiedlicher Aufgaben, Funktionen und Domänen lassen sich Handlungsempfehlungen fundieren, wobei eine unüberschaubare Anzahl relevanter Parameter berücksichtigt wird. Der Produktion wird ähnlich dem Rennsport eine Ideallinie aufgezeigt, an der sie sich orientieren kann, um in kürzester Zeit optimierte Ergebnisse zu erzielen.
Der Begriff „Digitaler Schatten“ steht für ein hinreichend genaues, digitales Abbild der Prozesse, Information und Daten eines Unternehmens. Dieses Abbild wird benötigt, um eine echtzeitfähige Auswertebasis aller relevanten Daten zu schaffen, um hieraus letztendlich Handlungsempfehlungen abzuleiten. Die Bildung des Digitalen Schattens ist damit ein zentrales Handlungsfeld von Industrie 4.0 und stellt die Grundlage für alle weitergehenden Aktivitäten dar.
Im Kontext Industrie 4.0 kommt der Erfassung der anfallenden Daten in der Produktion und deren Nutzung eine zentrale Bedeutung zu. Analysen betrieblicher Daten, welche auf verschiedenen Ebenen generiert werden, lassen Rückschlüsse und Erkenntnisse zur besseren Entscheidungsfindung zu. Die Basis für den Einsatz von Verfahren der Datenanalyse und -auswertung stellt ein hinreichend genaues Abbild der relevanten Daten - der Digitale Schatten - in der Auftragsabwicklung, Produktion, Entwicklung oder angrenzenden Bereichen dar.
Im Rahmen des vorliegenden Beitrages wird ein Modell für den Digitalen Schatten in der Auftragsabwicklung vorgestellt, welches die Basis für die Implementierung von Methoden der Datenanalytik darstellt.
Das Ziel des Forschungsprojekts ‚MarryIT‘ war es, KMU bei der Umsetzung von Industrie-4.0-Anwendungsfällen (sog. Nutzenpotenzialen) zu unterstützen. Sie sollen eine Entscheidungsgrundlage erhalten, die es ihnen ermöglicht, ressourcenschonend die auf Basis ihrer Ausgangssituation am besten geeigneten Nutzenpotenziale auszuwählen. Dies soll durch die gezielte und strukturierte Aufnahme der Ist-Landschaft im Unternehmen geschehen. Diese soll mit den gewählten Nutzenpotenzialen abgeglichen werden. Auf dieser Basis soll den Unternehmen eine Grundlage für eine erfolgreiche Investitionsentscheidung geboten werden, die die Unternehmen benötigen. So erhalten KMU die Möglichkeit, ihre begrenzten finanziellen Mittel unterstützt durch ein methodisches Vorgehen mit Bedacht einzusetzen und das Risiko einer Fehlinvestition zu umgehen.
Diese Zielsetzung wurde konkret durch die Entwicklung einer mobilen Anwendung umgesetzt, die es den Unternehmen ermöglicht, die in ‚MarryIT‘ entwickelte Methode anzuwenden. Dafür werden zunächst Nutzenpotenziale selektiert. Als nächstes wird mithilfe des entwickelten Steckbriefs die Ist-Systemlandschaft, bestehend aus IT-Systemen, Schnittstellen und OTSystemen, aufgenommen. Diese wird dann mit den ausgewählten Nutzenpotenzialen automatisiert abgeglichen. Daraus wird ersichtlich, welche Nutzenpotenziale direkt umsetzbar sind und welche Nutzenpotenziale welchen Übereinstimmungrad mit den anderen selektierten Nutzenpotenzialen aufweisen. Daraufhin wird die Schwierigkeit der Umsetzung für jedes Nutzenpotenzial für die Integration sowie konkrete Handlungsmaßnahmen zur Integration, auf Einzelsystemebene abgeleitet.
Vor sich finden Sie den Leitfaden zur Anwendung der „MarryIT“-Methodik zur Vernetzung der Systeme auf ihrem Shopfloor mit den Systemen auf Ihrem Office-Floor. Bei den Shopfloor-Systemen wird oft von OT-Systemen (Operational Technology) und bei den Office-Floor-Systemen von IT-Systemen gesprochen. Das Ziel ist es, die Anwendungsfälle (auch als Nutzenpotenziale bezeichnet) auszuwählen, die sich für eine Vernetzung eignen und mit der bestehenden Systemlandschaft ermöglicht werden können. Darüber hinaus können Sie mit der vorliegenden Methode gezielt entscheiden, wie Sie Ihre Systemlandschaft zur Realisierung der Anwendungsfälle weiterentwickeln können. Die Methode soll Ihnen helfen, diesen Prozess durch den Einsatz eines strukturierten Vorgehens anzugehen und dabei unterstützen, die für Sie besten Entscheidungen zu treffen. Sie können statt der analogen Variante ebenfalls die mobile Webanwendung zur Durchführung der Methode verwenden: marryit-tool.fir.de
Im Rahmen der vernetzten Digitalisierung stehen insbesondere kleine und mittlere IT-Organisationen und IT-Dienstleister vor der großen Herausforderung, in einem immer dynamischer werdenden Umfeld Leistungen in hoher Qualität zu liefern. Die Verknüpfung dieser Leistungen mit den zu unterstützenden Geschäftsprozessen und Geschäftsmodellen gestaltet sich schwierig und erfordert eine service- und prozessorientierte Denkweise.
Zur Bewältigung dieser Herausforderungen und der Umsetzung des "service- und prozessorientierten Denkens" bietet das IT-Service-Management (ITSM) Methoden und Maßnahmen zur kundenorientierten, prozessgesteuerten und transparenten Erbringung von IT-Services. Trotz bestehender ITSM-spezifischer Referenzmodelle und Regelwerke werden die beschriebenen Methoden von kleinen und mittleren IT-Organisationen und IT-Dienstleistern kaum genutzt. Der Grund hierfür liegt unter anderem in der hohen Komplexität der Regelwerke und dem damit verbundenen großen Implementierungsaufwand. Es fehlt ein Vorgehen, das die Fähigkeiten und Möglichkeiten von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) berücksichtigt, um IT-Prozesse eigenständig hinsichtlich der Serviceorientierung zu bewerten und zu optimieren.
Das Ergebnis des Forschungsvorhabens "GradeIT" ist eine Vorgehensweise, die KMU dabei unterstützt, relevante IT-Service-Prozesse für sich selbst zu identifizieren, um diese dann eigenständig zu bewerten und auf Basis transparent dargestellter Wirkungszusammenhänge zu spezifischen Einflussfaktoren erfolgversprechende Handlungsempfehlungen auszusprechen.
In this paper, an approach towards energy management 4.0 will be presented. Energy management 4.0 is understood as an encompassing energy data based concept for manufacturing companies acting in an flexible energy grid of the future with the final goal of autonomous self-optimization Controlling, supervising and scheduling production and logistic steps based on a reliable communication infrastructure and real time data in accordance to achieve a maximum of profitability with regard to human factor is executed.
Guided by a four maturity levels of the "acatech Industrie 4.0 Maturity Index" developed by the German National Academy of Science and Engineering (acatech) different use cases are presented according to the steps of visibility, transparency, prognostic capacity and self-optimization. The basic idea of energy management 4.0 is described and an outlook of further steps that are needed to be evaluated for an implementation are presented.
Growing information systems (IS) often come along with growing IT complexity, because of emerging rag rug landscapes. This development causes rising IT costs and dependencies, which hinder the maintenance and expansion of the IS landscape. This article outlines the current research on published and presented methods to manage the rising IT complexity in a literature review. Because definitions of “IT complexity” vary a lot in literature, this paper also includes a definition of the term. In addition to that, it delivers a presentation of the used research methodology. Subsequently, it presents the findings in literature, highlights the research gap and – based on the literature analysis – presents the steps that need to be taken. A discussion of the results and a summary complete the article.
Growing information systems (IS) often come along with growing IT complexity, because of emerging rag rug landscapes. This development causes rising IT costs and dependencies, which hinder the maintenance and expansion of the IS landscape. This article outlines the current research on published and presented methods to manage the rising IT complexity in a literature review. Because definitions of “IT complexity” vary a lot in literature, this paper also includes a definition of the term. In addition to that, it delivers a presentation of the used research methodology. Subsequently, it presents the findings in literature, highlights the research gap and – based on the literature analysis – presents, the steps that need to be taken. A discussion of the results and a summary complete the article.
In order to introduce load management in the manufacturing industry, some obstacles need to be pointed out. This paper presents a feasible approach on how to implement load management measures in companies. To do so, load management and energy management are explained and distinguished in a first step. Subsequently, the implementation method is introduced. Therefore, by using this paper, companies will be enabled to use load management measure and reduce their energy costs significantly.
Nowadays, cyber physical systems support the improvement of efficiency in intralogistics by controlling and manipulating the production and logistic environment autonomously. Due to the complexity of the individual production processes, designing suitable cyber-physical systems based on their existing production environment is a challenge for companies.
This paper presents a new methodology on how to design cyber-physical systems conceptually to suit an individual production environment. Compared to existing design approaches, this methodology matches immediately the required functions to existing information and communication technology’s components insisting on the neutral assimilation of requirements.
Therefore, the requirement specification asks for needed functions in relating to offered functions of information and communication technology (ICT) components. The paper focusses the use case of implementing a cutting-edge mobile network technology into an existing tracking and tracing process.
In order to introduce load management in the manufacturing industry, some obstacles need to be pointed out. This paper presents a feasible approach on how to implement load management measures in companies.
To this end, load management and energy management are explained and distinguished in a first step. Subsequently, the implementation method is introduced. Therefore, by means of this paper, companies will be enabled to use load management measures and significantly reduce their energy costs. In the second part of the paper, the introduced approach will be applied.
Hence, a use case of a manufacturing company is described. Alongside energy analyses with consumption data, specific measures are presented.
The manufacturing industry has to exploit trends like “Industrie 4.0” and digitization not only to design production more efficiently, but also to create and develop new and innovative business models. New business models ensure that even SMEs are able to open up new markets and canvass new customers. This means that in order to stay competitive, SMEs must transform their existing business models.
The creation of new business models require smart products. The required data base for new business models cannot be provided by SMEs alone, whereas smart products are able to provide a foundation, given the creation of smart data and smart services they enable. These services then expand functions and functionality of smart products and define new business models.
However, the development of smart products by small and medium-sized enterprises is still lined with obstacles. Regarding the product development process the inclusion of smart products means that new and SME-unknown domains diffuse during the process. Although there are many models regarding this process there appears to be a substantial lack of taking into account the competencies enabled by the implementation of digital technologies. Hence, several SME-supporting approaches fail to address the two major challenges these enterprises are faced with. This paper generally describes valid objectives containing relevant stakeholders and their allocation to the phases of the product life cycle.
Within each objective the potential benefit for customers and producers is analyzed. The model given in this paper helps SMEs in defining the initiation of a product development project more precisely and hence also eases project scoping and targeting for the smartification of an already existing product.
Due to the drastically increasing amount of data, decision making in companies heavily relies on having the right data available. Also because of an increasing complexity of structures and processes, quick and precise flows of information become more important.
This paper introduces a new approach for modelling information flows, creating a basis for an efficient information management. It can be used to structure the information requirements and identify gaps within the information processing.
To display its benefits, the proposed Information Logistics Notation (ILN) is applied to the information logistics of todays and future energy market and grid stability management, both processes of increasing complexity.
"Digitale Transformation" und "Industrie 4.0" sind nur zwei Beispiele für gängige Termini, die sich mittlerweile in irgendeiner Form in den meisten Unternehmensstrategien wiederfinden. Und doch fehlt es häufig an der nötigen Vorstellungskraft, wie diese Themen im eigenen Unternehmen zukünftig auch umgesetzt werden können.
Die am 15. und 16. November 2017 im Cluster Smart Logistik auf dem RWTH Aachen Campus stattgefundene Aachener Informationsmanagement-Tagung hatte zum Ziel, genau an diesen Stellen Licht ins Dunkel zu bringen. Im Fokus stand dabei die Frage, wie das Informationsmanagement, also die Aufgabe, die Ressource "Information" bestmöglich zu nutzen, bei der Entwicklung neuer Geschäftsmodelle, die ein wesentliches Merkmal der digitalen Transformation von Unternehmen darstellen, eingesetzt werden kann.
Bereits Angriffe auf einzelne Unternehmen in der Supply-Chain können eine Kettenreaktion auslösen, die ein ganzes Netz von Partnern gefährden kann. Dieselben Informations- und Kommunikationstechnologien, die einen enormen Beitrag zur Produktivität sowie nationalen und globalen Wettbewerbsfähigkeit von Zuliefernden leisten, vergrößern heute für Unternehmen die mögliche Bedrohungslandschaft. Prominente Ransomware-Angriffe auf die Reederei Maersk und auf den Anbieter für IT-Management-Lösungen Kaseya haben gezeigt, wie anfällig Lieferketten für Cyberkriminelle sind und zu welchen massiven finanziellen Schäden diese führen können. Als Reaktion auf die COVID-19-Pandemie haben viele Unternehmen massiv in ihre digitale Transformation und somit auch in die Digitalisierung der Lieferketten investiert. Dadurch sind Unternehmen nicht nur attraktivere Ziele für Cyberangriffe geworden, sondern bieten den Angreifern mit der digitalisierten Supply-Chain auch einen vielversprechenden neuen Angriffsweg. Derartige Supply-Chain-Attacken greifen ein oder mehrere Unternehmen an und dienen so als trojanisches Pferd, um in letzter Konsequenz ganze Wertschöpfungsnetzwerke zu infiltrieren. Da die Auswirkungen von Angriffen auf die Versorgungsketten zahlreicher Unternehmen nahezu unbegrenzt sind, können Supply-Chain-Attacken nicht als ein isoliertes Problem behandelt werden. Vielmehr müssen diese innerhalb einer ganzheitlichen Cyber-Security-Strategie sowohl beim Zulieferer als auch bei dessen Partnerunternehmen Berücksichtigung finden, um den vielschichtigen Bedrohungen präventiv begegnen zu können. Der folgende Beitrag versteht sich als Überblick bezüglich der aktuellen Bedrohungslandschaft im Bereich Logistik 4.0 und Supply-Chain-Management sowie der möglichen Reaktionsmaßnahmen.
In vielen Unternehmen ist das Thema „Digitalisierung“ direkt beim Top-Management aufgehangen. Während sich viele Führungskräfte bereits intensiv mit dem Thema auseinandergesetzt und richtungsweisende Entscheidungen über die zukünftigen Einsatzgebiete neuer Geschäftsmodelle und digitaler Technologien getroffen haben, kennen die vielen Mitarbeiter in den Fachbereichen das Thema jedoch häufig nur über neueste Meldungen aus dem Intranet oder aus unternehmensinternen Newslettern. Aber auch dort finden sich hauptsächlich interessante Videos von Führungskräften in Workshops und die Beschreibung einiger Leuchtturmprojekte. Die brennendsten Fragen der Mitarbeiter bleiben dort in den meisten Fällen jedoch unbeantwortet:
- Was bedeutet „Digitalisierung“ für mich?
- Sind meine Skills noch ausreichend?
- Welche Auswirkungen hat dieses Thema auf meine Arbeit?
- Was muss ich in Zukunft können?
The integration of renewable energies in a local industrial environment is an urgent task to reduce greenhouse gas emissions. Their energy intensive processes and local energy generation make waste management companies to optimal areas to analyze micro grids. The combination of the main task to process arriving waste and the reaction on micro grid needs without disregarding user preferences is the challenge that is focused with the following approach applying machine learning techniques.
First, the amount of waste is predicted with an artificial neural network. Then, the waste processing is optimized via an augmented Lagrangian algorithm regarding the energy costs that are based on volatile energy prices influenced from renewable energies. In addition, the optimization regards user preferences, which are learned from a user feedback with a support vector machine.
For the user interaction, an active learning paradigm is used. The approach is applied on biological waste treatment process in the waste management company of the district of Warendorf. The results show that the energy consumptions can be controlled in a micro grid context within the frame of user preference.
Der High-Resolution-Supply-Chain-Management-Ansatz erlaubt es Unternehmen, in Echtzeit auf dynamische Einflüsse des Marktes reagieren zu können.
Echtzeitfähige Planungs- und Regelungsprozesse können den Planungsaufwand reduzieren und gleichzeitig mit den zur Verfügung stehenden Echtzeitinformationen die Planungsqualität verbessern.
Planungsprozesse auf Basis von Echtzeitinformationen setzen voraus, dass ein konsistenter Informationsaustausch zwischen den unterschiedlichen Planungsebenen besteht sowie ein hoher Autonomiegrad innerhalb der einzelnen Planungsinstanzen.
Digitalization and Industry 4.0 continue to shape our industrial environment and collaboration. For many enterprises, a key challenge in moving forward in this matter is the integration of their shop-floor systems (hard- and software) with their office-floor systems to harvest the full potential of industry 4.0.
A multitude of different technologies and respective use-cases available on the market leave many companies startled. This paper presents a set of use-cases for IT-OT-Integration to bring transparency into a company’s digital transformation.
Additionally, a technical requirements profile for integrating IT- and OT-Systems based on the use cases is presented. Both, use-cases and their requirements, guide companies in selecting the digitalization measures that fit their current situation and help in identifying technical challenges that need to be addressed in the transformation process.
Im Rahmen des Forschungsprojekts ‚VoBAKI‘ werden die Umsetzung und der Betrieb von Anwendungen der Künstlichen Intelligenz über deren gesamten Lebenszyklus in produzierenden Unternehmen betrachtet. Zu Beginn des Projekts wurden Unternehmensziele identifiziert, die mit dem Einsatz von Künstlicher Intelligenz verfolgt und erreicht werden können. In diesem Artikel werden das Projekt sowie die identifizierten Ziele vorgestellt und der weitere Verlauf des Projekts skizziert.
Increasing the energy efficiency and meanwhile avoiding unplanned maintenance breaks are keys for manufacturing companies to stay competitive in the future. This paper presents an energy saving and maintenance cost reducing approach for manufacturing environments. The approach describes first occurring types of energy wastage within manufacturing and characterizes them in more detail. Including additional external information, the significance of an identified on-going wastage can be determined. Based on the type of wastage and the significance; concrete recommendations for measures to prevent the wastage are delivered. The identified wastage facilitates detecting inefficient operating mode as well as wearing and malfunctioning at machines. By using complex event processing technologies realtime information can forwarded directly to the responsible persons to enable quick reactions to prevent energy wastage and unplanned downtimes. The paper presents an approach to identify detection and propose concepts for manufacturing enterprises. The information processing procedure is used for the implementation of two Use Cases.
Digital technologies such as 5G, augmented reality, and artificial intelligence (AI) are currently being used in various ways by manufacturing companies. As the fourth industrial revolution progresses, it has become apparent that reckless use and inadequate regulation of these technologies have a detrimental effect on the environment in which they are utilized. Therefore, regulation of digital technologies is imperative today to ensure more responsible and sustainable use. While governments usually establish regulations, progress is not keeping pace with the demands and hazards of employing digital technologies. The European AI law serves as an example of the considerable distance yet to be covered before binding guidelines are established. Consequently, companies must take proactive measures today to ensure that they use digital technologies responsibly in their environments. In this context, identifying which digital technologies are pertinent to manufacturing companies in terms of regulation is crucial. Furthermore, a comprehensive approach is required to design compliance holistically for digital technologies and to systematically derive the corresponding guidelines. This paper introduces a set of models that not only determine the importance of
compliance in the application of different technologies but also present a framework for methodically designing compliance. Furthermore, the paper contributes to the development of an AI platform in the German research project PAIRS by investigating the compliance relevance of applications such as artificial intelligence.
Industrie 4.0 is changing the industrial landscape in an unanticipated way. The vision for manufacturing industries is to transform to an agile company, in order to react on occurring events in real-time and make data based decisions. The realization requires also new capabilities for the information management. To achieve this goal agile companies require taking measured data, analyzing it, deriving knowledge out of this and support with the knowledge their employees. This is crucial for a successful Industrie 4.0 implementation, but many manufacturing companies struggling with these requirements. This paper identifies the required capabilities for the information management to achieve a successful Industrie 4.0 implementation. [https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-65151-4_3]
Smart Service Prototyping
(2021)
This chapter is dedicated to prototyping, one of the steps of the Smart Service Engineering Cycle. It includes three phases: realizing core functionalities, developing core functionalities, and testing functionalities with customers. In order to realize prototypes successfully, methodical aspects of rapid IoT prototyping are used.
First of all, this chapter explains the motivation behind rapid prototyping and provides an introduction to the approach. The concept of rapid IoT prototyping is based on the idea of developing short-cycle solution variants on the basis of benefit hypotheses or benefit promises and user stories focusing on them. The aim is to achieve data acquisition, aggregation, linkage, processing, and finally visualization by developing it in a vertically integrated manner. Once this is accomplished, the prototype can be evaluated with customers, which also makes it possible to put the benefit hypotheses to the test. Finally, the collected customer feedback can be incorporated more quickly into the development process of new prototype versions, leading to a continuous improvement of the user experience as well as a constant focus on prioritizing the user. Another component of rapid IoT prototyping is working and thinking in terms of minimum viable products (MVP), i.e., solutions that do not meet all of the defined requirements in the first iteration, but are nevertheless already functional. [https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-58182-4_6]
Companies are transforming from transactional sales to providing solutions for their customers. Mostly, smart products, enabling companies to enhance their products by providing smart services to their customers, are a key building block in this transformation. However, the development of a smart product requires many digital skills and knowledge, which regular companies do not have. To facilitate the design and conceptualization of smart products, this paper presents a use-case-based information systems architecture prototype for smart products. Furthermore, the paper features the application and evaluation of the architecture on two different smart product projects. The use of such an architecture as a reference in smart product development serves as a huge advantage and accelerator for inexperienced companies, allowing faster entry into this new field of business. [https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-031-14844-6_16]
Im Forschungsprojekt '5G Industry Campus Europe (5G-ICE)' errichtete das FIR zusammen mit Konsortialführer Fraunhofer IPT und Projektpartner WZL ein umfassendes 5G-Netz auf dem Campus Melaten. Im Rahmen des Projekts befasste sich das FIR mit Anwendungsfällen für 5G in der Logistik mit dem Fokus auf fahrerlosen Transportsystemen. Dieser Abschlussbericht beschreibt die in dem Projekt erzielten Ergebnisse im 5G-Logistik-Anwendungsfall und den darin entwickelten Demonstrator in der DFA Demonstrationsfabrik Aachen.