Smarte Sensoren in der Produktion
Mit intelligenten Systemen einen hohen Automatisierungsgrad realisieren

Sander Lass und Gregor Hennig

Flexible Fertigungs- und Produktionstechnik ist ohne Sensoren nicht mehr vorstellbar. Klassische Konzepte stossen dabei oft an ihre Grenzen. Eine neue Generation von Sensoren entsteht, welche als intelligente Komponenten viele Aufgaben der fortgeschrittenen Signalverarbeitung übernehmen und Umgebungsinformationen aufwandsarm und mit hoher Qualität bereitstellen. Damit lassen sich die Kosten komplexer Automatisierungsszenarien verringern.

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Die Sealed-Cloud-Versiegelung
Für sicheres Cloud Computing genügt Verschlüsselung allein nicht

Hubert Jäger und Arnold Monitzer

Die Versiegelung des „Sealed Cloud“ genannten Systemkonzepts schützt nicht nur Inhalte einer Datenverarbeitung, sondern auch Metadaten, die aufzeigen, wer mit wem, wann und wie lange kommuniziert. Das System verhindert auf rein technische Weise jeglichen Zugang zu Daten, auch während deren Verarbeitung. Die technischen Maßnahmen in der innersten Verteidigungslinie sind: eine geeignete Schlüsselverteilung, ein Data-Clean-Up im Fall eines Zugriffversuchs und eine Dekorrelation der Datenströme.

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Prozess-Monitoring und -Steuerung unter Einsatz mobiler Endgeräte
Ein Ansatz zur Implementierung

Stefan Schönig, Andreas Ermer, Ana Paula Aires Silva und Arnim Reger

Durch Verwendung mobiler Endgeräte werden Bediener bei ihren Tätigkeiten unterstützt, ohne bei der Durchführung von Kernaufgaben abgelenkt zu werden. Dafür müssen diese Geräte verschiedene, auf den Benutzer abgestimmte Informationen und Dienste bedarfsgerecht bereitstellen. Ein Praxisbeispiel aus der Wellpappenindustrie zeigt die Vorteile des Einsatzes mobiler Endgeräte im Produktionsumfeld auf.

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Nicht billiger, sondern intelligenter produzieren

Christian Weger

Die Migration von Produktionen aus Europa folgt dem Gefälle der Herstellkosten, funktionsfähige Kommunikationssysteme und sichere Logistikleistungen bieten dafür die Rahmenbedingungen. Auch wenn in Zukunft der Lohnkostenvorteil abnimmt, werden doch neue Billiglohnländer entdeckt werden. Die Antwort europäischer Unternehmen darauf kann nicht im immer billigeren Produzieren liegen, sondern nur in einem Ansatz zur Gesamtoptimierung zur Vermeidung von Verschwendung in den Prozessen durch intelligente Lösungen.

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Mensch-Roboter-Kollaboration in cyber-physischen Arbeitsumgebungen

Pierre T. Kirisci, Jürgen Pannek, Zied Ghrairi, Klaus-Dieter Thoben, Michael Lawo

Zukunftsweisende Arbeitsumgebungen sind durch vernetzte, kooperierende Objekte charakterisiert. Die Eigenschaften dieser sogenannten cyber-physischen Systeme (CPS) beinhalten die Erfassung, Speicherung, intelligente Verarbeitung und Kommunikation von Daten. Hieraus ergeben sich neue Interaktions- und Kollaborationsmöglichkeiten in der Mensch-Technik-Interaktion. Dieser Beitrag behandelt technische und organisatorische Herausforderungen eines robusten Schutz- und Sicherheitssystems für den Einsatz in einer Mensch-Roboter-Kollaboration. Bekannte Anforderungen für ein integriertes Sicherheitskonzept der Mensch-Roboter-Kollaboration sowie der funktionalen Sicherheit von Maschinen und elektronischen Systemen werden identifiziert und eine Referenzarchitektur am Beispiel halbautomatischer Montageprozesse entwickelt.

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Intelligente Produktionssteuerung und Automatisierung
Semantische Kommunikation in Multi-Agenten-Systemen auf Basis von OPC UA

Max Hoffmann, Jouni Aro, Christian Büscher und Tobias Meisen

Im Zentrum der Bestrebungen im Rahmen von Industrie 4.0 steht die intelligente Vernetzung von Maschinen, Produkten und Planungssystemen. In diesem Beitrag wird ein Ansatz vorgestellt, bestehende Produktionsressourcen auf Basis intelligenter Software-Agenten mit einer Selbstrepräsentanz auszustatten. Zu diesem Zweck wird eine Methodik beschrieben, Multi-Agenten-Systeme auf Basis des Schnittstellenstandards OPC UA zu modellieren und die Kommunikation zwischen Software-Agenten mittels eines durchgehenden Informationsmodells zu formalisieren.

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Big Data Analytics in der Auftragsabwicklung
Erschließung ungenutzter Potenziale in der variantenreichen Kleinserienfertigung

René Wöstmann, Fabian Nöhring, Jochen Deuse, Ralf Klinkenberg und Thomas Lacker

Die fortschreitende Digitalisierung der Arbeitswelt führt zu neuen Möglichkeiten der Gestaltung und digitalen Unterstützung von Geschäftsprozessen. Insbesondere nicht F&E-intensive, zumeist kleine und mittlere Unternehmen stehen jedoch vor großen Herausforderungen, diese Potenziale zu realisieren. Im Rahmen dieses Beitrags wird aufgezeigt, welche Anwendungsfälle mithilfe des Einsatzes von Big Data Analytics in produzierenden Unternehmen realisiert werden können. Hierzu werden verschiedene Anwendungsszenarien skizziert. Anhand eines Praxisbeispiels der Auftragsabwicklung eines nicht F&E-intensiven Unternehmens wird aufgezeigt, wie die Beschaffung durch die Analyse und Prognose relevanter Daten, bspw. die Verfügbarkeit und Kosten von Bauteilen oder Prozessdaten, und die Angebotserstellung softwaretechnisch unterstützt werden können.

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EU Projekt FourByThree
Auf dem Weg zu eigensicheren Robotern

José de Gea Fernández, Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz und Marc Ronthaler, Ground Truth Robotics GmbH

Seit einiger Zeit ist zu beobachten, dass Eigenschaften von Haushalts- oder Servicerobotern in Produktionsumgebungen Einzug halten, wo sie Kooperation ermöglichen und damit die Voraussetzung für einen von Mensch und Maschine gemeinsam genutzten Arbeitsraum schaffen. Dieser Beitrag stellt einige der bereits kommerziell erhältlichen Systeme vor, untersucht die technologischen Voraussetzungen, die über die letzten Jahre am DFKI Robotics Innovation Center auf diesem Gebiet entwickelt wurden und gibt einen Ausblick anhand der aktuellen Entwicklungen im EU Projekt FourByThree.

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Smart Glasses zur Unterstützung von Logistikdienstleistungen
Bedarfsorientierte Informationsbereitstellung zur Prozesssteuerung

Christina Niemöller, Dirk Metzger, Oliver Thomas, Ingmar Ickerott, Sven Till, Tobias Mollen, Thomas Neumann und Sebastian Hucke

Smart Glasses bieten für Dienstleister neue Möglichkeiten der Informationsbereitstellung. Im Forschungsprojekt Glasshouse entwickeln die Universität und Hochschule Osnabrück gemeinsam mit den Logistikdienstleistern Hellmann Worldwide Logistics und der Meyer & Meyer Holding sowie dem IT-Dienstleister pco eine cloud-basierte Lösung für den Logistiksektor. Durch die bedarfsgerechte Informationsbereitstellung, eine ergonomischere Arbeitsweise und eine höhere Sicherheit am Arbeitsplatz entstehen Smart Services.

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online Exklusiv

Herausbildung von IIoT Kompetenzen durch Subjektorientierung
Lernszenarien im Anwendungszentrum Industrie 4.0 Potsdam

Malte Teichmann, André Ullrich und Norbert Gronau

Mitarbeiter müssen auf den Wandel zur Industrie 4.0 vorbereitet werden. Gerade auf dem Shopfloor stellen die Einführung von Internet of Things-Technologien und damit verbunden, veränderte Organisationskonzepte, Prozesslayouts sowie digitale Kommunikationsformen neue Herausforderungen an die Mitarbeiter und deren Qualifizierung dar. Zum Schließen dieser Lücke stellt der vorliegende Beitrag den subjektorientierten Ansatz zur Entwicklung von industriellen IoT-Kompetenzen des Anwendungszentrums Industrie 4.0 vor.

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