Autonome Systeme in der Produktion
Planungssystematik für die Entwicklung autonomer Systeme

Roman Dumitrescu, Thorsten Westermann, Tommy Falkowski, Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM, Paderborn

Autonome Systeme werden perspektivisch alle Lebensbereiche durchdringen und haben das Potenzial, einen gesellschaftlichen Wandel auszulösen. Die Konzipierung dieser hochkomplexen Systeme erfordert leistungsfähige Entwicklungsansätze und -methoden, die disziplinübergreifend angewendet werden. Stellvertretend für die vielschichtigen Anwendungsbereiche von autonomen Systemen steht die industrielle Produktion, in der im Kontext von Industrie 4.0 bereits eine technologieinduzierte Transformation eingeleitet wurde.

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Wissensmanagement mithilfe von IIoT-Plattformen in der Produktionslogistik

Susanne Altendorfer-Kaiser, Montanuniversität Leoben und Benjamin Kormann, Robert Bosch GmbH

Ein Kernelement von Industrie 4.0 und IoT ist die Möglichkeit zur Sammlung von extrem hohen Datenvolumina in Echtzeit [1]. Um damit Geschäftsprozessoptimierungen zu erreichen, ist es notwendig, Wissen aus diesen Daten zu generieren. Hierzu müssen Voraussetzungen bezüglich Infrastruktur und Organisation geschaffen werden. Dieser Beitrag beschreibt, wie mittels eines Knowledge-Discovery-Prozessmodells in der Produktionslogistik in Kombination mit dem Acatech-I-4.0 Referenzmodell ein Vorgehen abgeleitet werden kann, das mittels Data Analytics Vorteile von Industrie 4.0 systematisch in Geschäftsprozessen nutzbar macht.

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Interview

Industrie 4.0 in der Einzelfertigung

productivITy hat mit Ingo Körner gesprochen. Er ist Geschäftsführer der Broetje- Automation GmbH, die kundenindividuelle Fertigungslinien für die Luftfahrtindustrie herstellt.

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Augmented Reality als Ersatz für die Aufbauanleitung in Papierform
Möglichkeiten von Augmented Reality in der (Selbst-)montage

Josef Wolfartsberger, Franz Obermair, Sabrina Egger und Martin Höller

Augmented Reality (AR) bezeichnet die computergesteuerte Einblendung von digitalen, kontextbezogenen Informationen in die physische Welt. Führende IT-Unternehmen investierten derzeit Millionen in die Weiterentwicklung von AR-Hardware. Bis die Technologie im privaten Bereich Fuß fasst, wird es noch einige Jahre dauern. Im industriellen Versuchsfeld wird AR schon jetzt zur Montage- und Instandhaltungs-assistenz eingesetzt. Auch für Endanwender ergeben sich daraus vielversprechende Möglichkeiten. In diesem Artikel wird die Funktionsweise einer AR-Anwendung für die Selbstmontage vorgestellt, die langfristig die klassische Aufbauanleitung in Papierform ersetzen kann.

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Mensch-Roboter-Kollaboration in cyber-physischen Arbeitsumgebungen

Pierre T. Kirisci, Jürgen Pannek, Zied Ghrairi, Klaus-Dieter Thoben und 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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Branchenspezifische Industrie 4.0

Welche Potenziale treiben die Implementierung von Industrie 4.0?
Ein empirischer Vergleich führender deutscher Industriezweige

Julian M. Müller, Daniel Kiel und Kai-Ingo Voigt

Die Potenziale, die zur Umsetzung von Industrie 4.0 führen, sind für viele Industrieunternehmen derzeit noch unklar. Folgerichtig analysiert dieser Beitrag die Potenziale, die das produzierende Gewerbe dazu veranlassen, Industrie 4.0 zu implementieren. Dies geschieht als branchenübergreifender Vergleich in fünf Industriezweigen: Während im Maschinen- und Anlagenbau sowie in der Elektrotechnik für die Umsetzung von Industrie 4.0 strategisch Geschäftsmodell-getriebene, operative sowie ökologische und soziale Vorteile relevant sind, sehen die Chemie- und Stahlindustrie keine strategisch relevanten Chancen. Die Automobilindustrie fokussiert sich vornehmlich auf den operativen Nutzen von Industrie 4.0.

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Prozessbezogene und visionäre Weiterbildungskonzepte im Kontext Industrie 4.0

Norbert Gronau, André Ullrich, Gergana Vladova

Visionäre Konzepte für die Umgestaltung der Fabrik wie Industrie 4.0 oder Generative Fertigungsverfahren („3D -Druck“) benötigten gut ausgebildete Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Die ständig fortschreitende technische Entwicklung erfordert lebenslanges Lernen. Dieser Entwicklung werden herkömmliche Weiterbildungskonzepte längst nicht mehr gerecht. Der Beitrag beschreibt die Anforderungen an eine zeitgemäße Weiterbildung im Kontext Industrie 4.0 und zeigt Wege zu deren Realisierung auf.

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Blockchain-Technologie und das Internet of Things
Kurzfristiger Hype oder eine Symbiose
für neue IoT-Geschäftsmodelle?

Andranik Tumasjan, Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Die Blockchain-Technologie – ein verteiltes Datenregister („ledger“), in welchem Transaktionen von Werten aller Art sicher, transparent und konsensuell ohne das Vertrauen in eine zentrale Instanz durchgeführt werden können – ist eine sozio-technische Innovation, die das Potenzial hat, neue Geschäftsmodelle zu ermöglichen und bisherige Geschäftsmodelle obsolet zu machen. Während die meisten Anwendungen heute im Finanzsektor existieren (z. B. Zahlungsabwicklung), bietet sich die Technologie für unterschiedliche Anwendungsmöglichkeiten insbesondere in der Industrie an. Vor allem bei der Anwendung im Bereich Internet of Things (IoT) ergeben sich zahlreiche Möglichkeiten für neue Geschäftsmodelle. Der vorliegende Beitrag beleuchtet anhand von drei Thesen und konkreten Beispielen die Anwendungsmöglichkeiten der Blockchain-Technologie für neue IoT-Geschäftsmodelle.

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Win Win für beide Seiten

Helmut Schmid

Die allgemeine Akzeptanz jeder technischen Neuerung braucht bekanntlich Zeit. Was seinerzeit schon für das Automobil galt, gilt auch heute in der Automation – so zum Beispiel im Bereich Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK). Der neue Trend in der Industrie, bei dem Arbeiter und Roboter auf Tuchfühlung gehen und im Idealfall ganz ohne Schutzumhausung Hand in Hand zusammenarbeiten, ist zurzeit in aller Munde. Doch so viel auch darüber berichtet und diskutiert wird: Angekommen und flächendeckend akzeptiert im industriellen Alltag ist die MRK noch nicht. Nehmen Roboter Arbeitsplätze weg? Ist der Einsatz kollaborierender Roboter gefährlich? Ist die Implementierung nicht zu kosten- und zeitintensiv? Es lohnt sich, die Fragen genauer anzusehen. Die MRK birgt nämlich großes Potenzial und zahlreiche Chancen für beide – den Unternehmer wie auch den Mitarbeiter.

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CPS-Integration im Brownfield

Anbindung bestehender Maschinen und Anlagen mittels Industrie 4.0 Box

Sander Lass und Hanna Theuer

Bei der Gestaltung von Industrie 4.0 im Unternehmen ist in der Regel von einem Brownfield-Szenario auszugehen. Das bedeutet, dass bereits vorhandene Maschinen und Anlagen, die bislang über keine Möglichkeiten der intelligenten Vernetzung verfügen, in neue cyber-physische Produktionssysteme (CPPS) integriert werden müssen. Es entsteht der Bedarf, bereits bestehende Systeme in geeigneter Form mit Intelligenz und Kommunikationsfähigkeit auszustatten und ihre Intergrationsfähigkeit maßgeblich zu erhöhen.

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