Dezentrale Steuerungen in der digitalen Fabrik
Einsatzmöglichkeiten und Anforderungen an die SPS 4.0

Matthias Seitz, Sergii Poluektov und Hans Peter, Hochschule Mannheim

Die intelligente Fabrik der Zukunft soll unter dem Schlagwort „Industrie 4.0“ durch sogenannte Cyber-Physical Systems (CPS) gesteuert werden. Damit ist gemeint, dass die Anlagenkomponenten selbständig den Prozess steuern und somit keine zentrale Steuerung mehr erforderlich ist. Man erhofft sich dadurch flexible Systeme, die nicht individuell programmiert werden müssen, sondern aus Modulen per Plug and Play zusammengesetzt werden können. Welche Aufgaben bleiben der SPS und welche Anforderungen muss sie hierfür erfüllen? Dieser Beitrag diskutiert an einem Beispiel die Möglichkeiten und Grenzen der SPS 4.0 aus heutiger Sicht.

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Management technischer Capability
Ein mehrstufiges Planungsverfahren für Instandhaltungsdienstleister

Wolfgang Kersten, Markus Klotzbach und Moritz Petersen, TU Hamburg-Harburg

Eine erhöhte Wettbewerbsdynamik stellt unabhängige Instandhaltungsdienstleister bei der Planung ihrer Ressourcen und Fähigkeiten vor Herausforderungen. Im vorliegenden Beitrag wird eine Methode vorgestellt, die diese Unternehmen beim Management ihres Capabilityportfolios unterstützt. Kern der Methode ist eine modular aufgebaute, portfoliobasierte Bewertungssystematik. Diese analysiert unter Nutzung qualitativer und quantitativer Informationen die Zukunftsfähigkeit erforderlicher Ressourcen- und Fähigkeitsbündel. Mithilfe der Methode werden Capability- und Technologieplaner befähigt, konkrete Handlungsempfehlungen zum Capabilityaufbau abzuleiten.

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Modellierung intelligenter Produktionssysteme

Sander Lass, Hanna Theuer, Gregor Hennig und Jochen Schumacher

Die schnelle und effiziente Anpassung an wechselnde Umgebungsbedingungen ist einer der Kernfaktoren für Unternehmen, um eine langfristige Festigung und Stärkung der Marktposition zu erreichen. Dabei spielen insbesondere auch die hohen Anforderungen der Kunden nach einer Individualisierung ihrer Produkte sowie rasche Innovationszyklen technischer Produkte eine wichtige Rolle. Aber auch die zunehmende Internationalisierung von Geschäftsbeziehungen oder schwer vorhersehbare Nachfrage- oder Angebotsschwankungen, wie beispielsweise bei Saisonalitäten, führen zur Notwendigkeit der Anpassung der Prozesse.

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Technologie- und Innovationsmanagement ermöglicht effiziente Produktion und kundennahe Produkte

Ingrid Breitenberger, Fraunhofer Academy, Toni Drescher, Fraunhofer IPT und Frank Sygor, RWTH International Academy

Eine gute Idee wird dann zur Innovation, wenn das angestrebte Produkt oder die Dienstleistung einen Mehrwert für den Kunden hat. Und hier ist schon lange nicht mehr nur der Preis der entscheidende Faktor. Spezielle Features, ein außergewöhnliches Design oder die Anpassung an individuelle Kundenwünsche können dabei Alleinstellungsmerkmale im Wettbewerb mit der Konkurrenz sein. Es wird daher immer wichtiger, laufend neue oder bessere Produkte und Dienstleistungen zu entwickeln und gleichzeitig die Effizienz in der Herstellung zur steigern. Mithilfe eines durchdachten und vor allem strategischen Technologie- und Innovationsmanagements können Unternehmen die Entwicklungskosten für neue Produkte und Dienstleistungen senken, vorhandene Technologiepotenziale ausschöpfen und den Weg bis zur Marktfähigkeit verkürzen. In verschiedenen Weiterbildungsprogrammen vermittelt die RWTH Aachen in wissenschaftlicher Kooperation mit Fraunhofer praktische Methoden und Best Practices, wie Technologie- und Innovationsmanagement erfolgreich in Unternehmen etabliert werden kann.

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online EXKLUSIV

Maschinenbelegungsplanung in mehrstufigen entkoppelten Produktionssystemen

Holm Fischäder, Richard Göhler und Herfried M. Schneider

In diesem Beitrag werden die theoretischen Grundlagen der Maschinenbelegungsplanung für mehrstufige Produktionsumgebungen erörtert und davon ausgehend Lösungsverfahren für Belegungs-
probleme unter praxisrelevanten Problemstellungen entwickelt. In der Printausgabe von productivITy (Ausgabe 2-17) wurde eine Kurzfassung dieses Beitrages veröffentlicht. In der hier vorgelegten Online-Fassung werden die Abbildung praxis-
typischer Rahmenbedingungen für die Maschinen-
belegungsplanung sowie die Bewertung alternativer Belegungsplänen ausführlicher beschrieben.

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Der Weg zu Intelligenten Technischen Systemen
Spitzencluster it‘s OWL – Mit Intelligenten Technischen Systemen an die Spitze

Jürgen Gausemeier, Universität Paderborn, Christian Tschirner und Roman Dumitrescu, Fraunhofer IPT Paderborn

Hightech für die Märkte von morgen: In Ostwestfalen-Lippe (OWL) wächst ein Cluster, der weltweit Maßstäbe in Sachen Intelligente Technische Systeme setzt. 2012 wurde der Wirtschafts- und Wissenschaftsstandort im Rahmen des Spitzenclusterwettbewerbs des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) ausgezeichnet und leistet nun mit innovativen Projekten einen wichtigen Beitrag für Wertschöpfung und Beschäftigung in Deutschland. In diesem Beitrag stellen wir die technologische Basis dieser Systeme und die Struktur des Clusters Intelligente Technische Systeme (it’s OWL) vor.

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Wissensarbeit in der Digitalen Fabrik
Der Zwiespalt zwischen Systematisierung und Kreativität

Sigrid Wenzel, Dennis Abel, Christian Willmann

Die Beherrschung komplexer Unternehmensstrukturen und technischer Systeme sowie der Umgang mit innovativen IT-basierten Methoden und Werkzeugen der Digitalen Fabrik als Basis eines durchgängigen Engineerings erfordern heute von allen beteiligten Akteuren ein umfassendes, stets aktuelles Grundsatz-, Fakten-, und Handlungswissen. Wissen ist somit mehr denn je ein entscheidender Produktivitätsfaktor und ein wichtiger Bestandteil des Unternehmenskapitals. Der vorliegende Beitrag möchte die mit dem Einsatz der Methoden und Werkzeuge in der Digitalen Fabrik verbundene Wissensarbeit näher beleuchten und Ansätze zur Unterstützung dieser Wissensarbeit aufzeigen. Ausgehend von einem zuvor erarbeiteten Verständnis von Wissensarbeit im Rahmen der Digitalen Fabrik wird ein Ansatz für Wissensmanagement in der Digitalen Fabrik vorgestellt. Dieser Ansatz unterstützt Mitarbeiter systematisch bei der Steigerung ihrer Produktivität und hilft ihnen anhand geeigneter Methoden, das Problem einer schnellen Überforderung in Bezug auf notwendige Wissensarbeit zu lösen. Der Ansatz zeigt, wie mithilfe einer offenen IT-basierten Wissensumgebung für Mitarbeiter im Rahmen der Digitalen Fabrik Wissen zugänglich gemacht werden kann und somit das Erarbeiten von Wissen zur Überbrückung der zuvor beschriebenen Lücke zwischen der Anforderung an eine Arbeit und der vorhandenen Qualifikation geschlossen wird.

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Nachhaltigkeitseffekte in der Produktion durch RFID

Kai Zimmermann

Bei der Betrachtung von RFID zur Automatisierung von Produktionsprozessen standen bislang meist die Optimierung der Prozesse und die resultierenden Kosteneinsparungen im Mittelpunkt. Da in der Produktion auch Nachhaltigkeitsaspekte immer wichtiger werden, zeigt der folgende Beitrag erziel-bare Nachhaltigkeitseffekte des RFID-Einsatzes auf und geht auf Bewertungsansätze der Nachhaltigkeitseffekte ein.

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Produktionsintegrierte Qualitätssicherung für die Industrie 4.0
Mit Scannereinsatz und Bild-basierter Roboterführung zur autonomen Fertigung und zur Qualität 4.0

Markus Glück und Jürgen Wolf

Die vierte industrielle Revolution steht für einen Paradigmenwechsel im Produktionsmanagement: von hierarchisch konzipierten Steuerungssystemen zu einem sich selbst organisierenden und optimierenden flexibel automatisierten Produktionsfluss. Aber auch die Veränderungen im Qualitätsmanagement sind revolutionär. Eine zentrale Herausforderung ist es beste Prozessqualität sowie eine lückenlose Rückverfolgbarkeit in einem sich selbst organisierenden Produktionsumfeld sicherzustellen.

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AutoID-Technologien in der Produktion

Interview mit Wolf-Rüdiger Hansen, Geschäftsführer des Industrieverbands AIM, zu aktuellen Trends

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Intuitive Roboterprogrammierung
Automatisierung gering standardisierter, logistischer Aufgabenstellungen mittels Industrierobotern

Moritz Rohde, Stefan Kunaschk und Ann-Kathrin Pallasch, Universität Bremen

Die global verteilte Herstellung von Gütern führt zu einem wachsenden, die Welt umspannenden logistischen Netz. Um den Herausforderungen gerecht zu werden gilt es, die Effizienz der Logistikkette und der Teilprozesse innerhalb der logistischen Kette stetig zu verbessern. Der Einsatz von Automatisierungstechnologien, wie z.B. Industrierobotern, gilt hierfür als ein möglicher Ansatz. Logistische Prozesse unterliegen zumeist einer hohen Varianz, was die Programmierung von Industrierobotern zur Erfüllung komplexer Aufgabenstellungen zeit- und kostenaufwendig macht. Besonders die Entwicklung von Systemen, die sich auf wandelbare Rahmenbedingungen anpassen können, ist mit hohen Aufwänden verbunden. Am BIBA wurde eine Strategie zur intuitiven und flexiblen Roboterprogrammierung und -steuerung entwickelt und in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen EASY-ROB auf der CeMAT 2011 anhand eines Demonstrators präsentiert.

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