Interview

CO2 reduzieren und wettbewerbsfähig bleiben

Kompensieren Sie noch oder haben Sie den CO2-Verbrauch Ihrer Produktionsprozesse bereits im Blick? Sie können Ihre CO2-Bilanz verbessern – vorausgesetzt Sie wissen, wo Sie ansetzen müssen. Im Interview: Professor Nico Hanenkamp von der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg. 

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Success Story

Sulzer Applicator Systems steigert Termintreue und Produktivität 

Auf dem Weg zur papierlosen Fabrik

 

Vier Milliarden Kunststoffteile stellt Sulzer Applicator Systems pro Jahr im Spritzgussverfahren her. Wie das gelingt und wie sich dabei eine Produktivitätssteigerung von mehr als zehn Prozent erreichen lässt, zeigt ein Blick in die Fertigung bei Sulzer in Haag, Schweiz.

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Industrielle Kommunikation

Kommunikationsprotokolle für das Industrial IoT
OPC UA und umati vs. MQTT & Sparkplug – ein Vergleich

Anja Helmbrecht-Schaar

Dynamisch, flexibel, intelligent: Die digitale Transformation verspricht revolutionäre Möglichkeiten in der Fertigung. Mit Industrie 4.0 und der damit einhergehenden Vernetzung sämtlicher am Produktionsprozess beteiligten Systeme, steigt auch die Bedeutung der Standards, die einen systemübergreifenden Datenaustausch und eine reibungslose Maschine-zu-Maschine-Kommunikation gewährleisten. Eines der gängigsten Kommunikationsprotokolle für herkömmliche Produktionsumgebungen ist OPC UA – oft in Verbindung mit umati. Im Hinblick auf die zunehmend wichtige Interoperabilität im Industrial IoT lohnt jedoch auch ein Blick auf MQTT, speziell im Zusammenhang mit der Sparkplug-Erweiterung. Der nachfolgende Beitrag erläutert die Unterschiede sowie Vor- und Nachteile beider Protokolle und zeigt Anwendungsfälle, für die eine Kombination beider Standards sinnvoll ist.

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Benutzerschnittstellen im Kontext von Industrie 4.0
Chancen für Geringqualifizierte durch benutzerfreundliche Mensch-Maschine-Schnittstellen

Dirk Werthmann, Michael Teucke, Marco Lewandowski, und Michael Freitag

Die stärkere Präsenz von Cyber-Physischen-Systemen (CPS) in Produktion und Logistik führt häufig zu der Annahme, dass zukünftig vornehmlich Arbeitsplätze für hochqualifizierte Beschäftige zur Verfügung stehen werden. Für Geringqualifizierte führt diese Annahme zu dem Schluss, dass CPS für sie ein Risiko darstellen, da sie durch steigende Arbeitsanforderungen von ihren angestammten Arbeitsplätzen verdrängt werden. Im Umfeld der sogenannten vierten industriellen Revolution oder kurz Industrie 4.0 wird diese Entwicklung häufig als unausweichlich dargestellt. Eine detaillierte Untersuchung der Chancen des Einsatzes von CPS auf Geringqualifizierte ist hingegen noch nicht umfassend erfolgt. In diesem Beitrag werden einige technische Ansätze zur Gestaltung von benutzerfreundlichen Mensch-Maschine-Schnittstellen im Bereich Hardware und Software vorgestellt. Die betrachteten Ansätze wurden ursprünglich für den Endkundenbereich entwickelt, sind aber auch für CPS nutzbar. In diesem Zuge werden einige bereits erkennbare Potenziale diskutiert, die sich aus der Nutzung dieser Technologien ergeben, um damit Geringqualifizierten weiterhin eine Teilhabe an effizienten, wertschöpfenden Tätigkeiten im industriellen Umfeld zu ermöglichen.

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Digitalisierung

Der einfache Sprung in die Digitalisierung für KMU
Die Vorteile schlüsselfertiger IIOT-Komplettlösungen

Ralph Traphöner

Schlüsselfertige Komplettlösungen aus der Cloud sind ein einfacher, günstiger und schneller Einstieg für KMUs in das Industrial Internet of Things (IIoT). Sie ermöglichen die Nutzung relevanter Daten, um Stillstände und Ausfälle von Maschinen, Anlagen und Geräten zu vermeiden und das Service- und Aftermarket-Geschäft margenträchtig auszubauen.

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Produkt Report

IT – inspired by you.
MES genau auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten

Industrie 4.0 und die damit verbundene Vernetzung der gesamten Wertschöpfungskette sind zentrales Thema in der deutschen Fertigungsindustrie. MES gilt dabei als einer der Enabler für Industrie 4.0. 

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Industrielle Kommunikation

Dezentrale Produktionsprozesse messbar machen
Kommunikations- und Entscheidungsstrukturen als Basis für die Bestimmung der Dezentralität nutzen

Hanna Theuer

Ein entscheidendes Merkmal von Industrie 4.0 ist die dezentrale Produktionssteuerung. Hier wird die Entscheidungsfindung nicht mehr nur durch ein zentrales System – beispielsweise einem Manufacturing Execution System (MES) oder einem Enter- prise Resource Planning System (ERP) – sondern durch eine Vielzahl von Personen und Objekten getroffen, die am Prozess beteiligt sind. Die Kommunikationsstruktur dieser Objekte zu analysieren, ist eine Möglichkeit die Dezentralität zu bewerten.

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Autonomie

Selbstheilende Systeme in der Smart Factory

Ein Konzept zur Steigerung der Resilienz und Autonomie 

Michael Hillebrand, Sebastian von Enzberg, Fraunhofer IEM, Paderborn und Otthein Herzog, Tongji Universität, Shanghai und TZI, Bremen

Anwendungen wie fahrerlose Transportsysteme oder integrierte Robotik weisen in der modernen Fertigung zunehmend autonome Eigenschaften auf. Autonome technische Systeme können sich dynamisch an Benutzer anpassen, die Umgebung wahrnehmen und komplexe Aufgaben eigenständig lösen. Im Betrieb können dabei unsichere Systemzustände in unbekannten Szenarien auftreten, die zu einer Beeinträchtigung oder zu einem Sicherheitsrisiko führen können. Die Selbstheilung ist dabei eine inhärente und notwendige Eigenschaft, um die Resilienz dieser Systeme sicherzustellen. Im Rahmen des Beitrags stellen wir eine Systemarchitektur selbstheilender Systeme vor. Am Beispiel eines autonomen Transportsystems zeigen wir exemplarisch die Ergebnisse und den möglichen Einsatz in der vernetzten Fabrik.

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Zentrum Industrie 4.0 Potsdam

Flexible Transportlogistik mit CPS
Mit der I4.0-Box die Vorteile der dezentralen Steuerung nutzen

Sander Lass

Im Zentrum Industrie 4.0 Potsdam (ZIP4.0) wird die Steuerung des Transportsystems dezentral realisiert. Die zentrale SPS ist durch mehrere Knoten ersetzt, welche als CPS die lokale Steuerung übernehmen und zur Lösung der Transportaufgaben kooperieren. Mittels der Industrie4.0-Box, die die Implementierung von CPS innerhalb eines Bestandssystems auf einfache und kostengünstige Weise realisiert, entstand ein anpassungsfähiges und robustes System nach dem Industrie 4.0-Prinzip.

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Künstliche Intelligenz

Entscheidungsunterstützung mit KI

Eine Analyse technischer und sozialer Faktoren für die industrielle Instandhaltung in Deutschland

Jonas Wanner, Lukas-Valentin Herm, Kevin Fuchs, Axel Winkelmann und Christian Janiesch, Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Die politische Initiative „Industrie 4.0“ soll deutschen Fertigungsunternehmen bei der Nutzung von Datenpotenzialen helfen. Gerade die Instandhaltung ist mit heutigen Ansätzen bisher unzureichend proaktiv gestaltet. Einen Lösungsweg bieten auf künstlicher Intelligenz (KI) gestützte Entscheidungsunterstützungssysteme, welche eine vorausschauende Maschinenwartung erlauben. Der undurchsichtige Entscheidungsprozess der KI stellt jedoch ein Hindernis für Nutzer dar, welches die Effektivität solcher Systeme gefährdet. Dieser Beitrag beleuchtet daher sowohl technische als auch soziale Faktoren für den Einsatz von KI im Rahmen von Industrie 4.0.

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Success Story

Mit MES „IT-Produktionsgedächtnis“ in Richtung Industrie 4.0

Der Aufbau eines nachhaltigen „IT-Produktionsgedächtnisses“ durch die MES-Implementierung aus Maschinen- und Betriebsdatenerfassung sorgt bei der Tillmann Profil GmbH für mehr Transparenz und besseres Produktionscontrolling.

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Industrie 4.0

Soziale Netzwerke in Logistik und Industrie 4.0
Neue Kommunikationsformen in Produktion und Logistik

Anuschka Huber, Helen Mödinger und Dieter Uckelmann, Hochschule für Technik Stuttgart

Die rasante Weiterentwicklung von Technologien ermöglicht Unternehmen neue Formen der Kommunikation über Soziale Netzwerke zu erschließen. Soziale Kommunikationsmedien können einen Beitrag leisten die Effizienz im Unternehmen zu erhöhen und eine Verbindung zu Partnern und Kunden herzustellen [1]. Dieser Beitrag gibt Aufschluss, wie Soziale Netzwerke die Kommunikation im Unternehmen intern und extern, mit Fokus auf Logistik und Produktion, unterstützen können. In diesem Zusammenhang werden Praxisbeispiele aufgezeigt und ein entsprechendes Modell entwickelt.

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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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Open Access

Nutzenpotenziale intelligenter Beleuchtungssysteme für Fabrikbetriebe

Marc Füchtenhans, Kevin Schmidt, Eric Grosse und Christoph Glock

In modernen Fabrikbetrieben wird nach Lösungen zur Reduktion von Energiekosten und Kohlenstoffdioxidemissionen gesucht, dabei jedoch häufig die Beleuchtung vernachlässigt. Durch die stetige Weiterentwicklung der LED existieren marktreife intelligente Beleuchtungssysteme, die äußerst energieeffizient und emissionsarm sind und darüber hinaus weitere Nutzenpotenziale zur Prozessverbesserung aufweisen.

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