Volume 115, Issue 5

Kurzfassung Die Anwendung maschineller Lernverfahren zur Detektion von Fehlern in automatisierten Verschraubungsprozessen der Motormontage wird durch deren oft unbekannte Fehlerbilder erschwert. In diesem Beitrag wird ein selbstlernendes Verfahren verwendet, um den Normalzustand des Schraubprozesses zu erlernen und Anomalien zu erkennen. Es wird zudem ein Ansatz zur Verbesserung der Sensitivität vorgestellt. Die Erprobung anhand produktiver Daten der Motormontage zeigt eine erhebliche Verbesserung der Fehlererkennung.

Kurzfassung Im Kontext der industriellen Produktion gewinnt die kollaborierende Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter zunehmend an Bedeutung. Die Implementierungsphasen erfordern die Analyse differenter Bereiche sowie eine strukturierte Vorgehensweise. Im Kontext der Implementierung richtet dieser Beitrag seinen Schwerpunkt auf die Darstellung von Herausforderungen sowie einem strukturierten und praxisnahen Vorgehen zur Auswahl von geeigneten Arbeitsplätzen.

Kurzfassung Der Einsatz von Smart Devices in der Produktion birgt großes Potenzial, jedoch hindern die Heterogenität der verfügbaren Hard- und Software und das Fehlen von Richtlinien zur Informationsgestaltung eine umfangreiche Nutzung. Deshalb werden im Forschungsprojekt DAISY – Device- und kontextabhängige Informationsverdichtung für Werker-assistenzsysteme – Empfehlungen und Regeln für die Informationsdarstellung auf Smart Devices im Produktionsbereich erforscht und die Ergebnisse in einem Demonstrator präsentiert.

Kurzfassung Durch die Integration von datenbasierten Dienstleistungen in unternehmensübergreifende Ladungsträgerkreisläufe erhoffen sich Unternehmen mehr Transparenz über ihren Materialfluss. In diesem Beitrag wird anhand des Aufbaus eines prototypischen Cyber-Physischen Systems am Technologiezentrum für Produktions- und Logistiksysteme (TZ PULS) gezeigt, dass durch intelligente Ladungsträger und cloudbasierte Service-Systeme eine Umsetzung von den datenbasierten Dienstleistungen „Temperaturüberwachung“ und „Automatisierte Bestandsbuchungen“ möglich ist. Die Ergebnisse geben Auskunft über die praktische Eignung der datenbasierten Dienstleistungen und zeigen technologische Grenzen auf, die bei der Implementierung in den logistischen Prozessen zu berücksichtigen sind.

Kurzfassung Sich wandelnde Rahmenbedingungen verändern die strategische Sicht auf Produktion und Supply Chain zwangsläufig. Angesichts der Forderung zum Beispiel nach reduzierten Lieferzeiten, Schwankungen bei den Stückzahlen sowie neuer Zölle und Reglementierungen bedarf es neuer Strategien. Als Haupteinflussgrößen können Flexibilität und Skalierbarkeit, Global Footprint und Supply Chain, Digitalisierung in der Smart Factory und das Produktionssystem festgemacht werden. Der Wertkettenansatz ermöglicht einen Refit, der im Sinne einer neuen „Customer Centricity“ ohne Wenn und Aber den Kunden in den Fokus stellt. Auch ein intelligenter Umgang mit den Ressourcen sollte selbstverständlicher Teil der Produktionsstrategie sein.

Kurzfassung Die nicht erst seit Industrie 4.0 zunehmende Digitalisierung und Vernetzung bietet das Potenzial, die zusätzlich erhobenen Prozessdaten zur Entwicklung neuartiger Prozessüberwachungssysteme zu nutzen. Am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz Universität Hannover (IFW) wird intensiv an der Verwendung von KI-basierten Systemen geforscht, um die Prozesssicherheit und Produktivität weiter zu steigern.

Kurzfassung Die messwertbasierte Instandhaltung gewinnt zunehmend an Bedeutung, da sie frühzeitig auf Verschleiß reagieren kann. Für die Zustands-einordnung des Diagnoseobjekts spielt die Art und Anzahl der verwendeten Sensoren eine wichtige Rolle. Zur Aufnahme einer großen Menge an Messdaten wird ein optisches Sensornetzwerk aufgebaut, das die Aufzeichnung verschiedener Messgrößen vereint. Für den Anwendungsfall Schleifmaschine wird die Eignung verbrauchsarmer und kompakter Low-Cost-Sensorik untersucht.

Kurzfassung Die Nachverfolgbarkeit (engl. traceability) von Produkten entlang ihres Lebenszyklus ist eine Grundvoraussetzung für zahlreiche Anwendungsfelder: der Ermöglichung von Kreislaufwirtschaftsprozessen, dem Schutz vor Produktpiraterie und der zielgerichteten Qualitätssicherung. Jedoch existieren über die gesetzlich vorgeschriebenen Standards hinaus wenig umfassende Lösungen, um Produkte unternehmensübergreifend nachzuverfolgen. Dieser Beitrag zeigt ein Konzept zur strukturierten Konzeption, Implementierung und Bewertung solcher Traceability-Systeme.

Kurzfassung Process Mining ist zur Datenanalyse in der Produktion noch wenig verbreitet. In diesem Beitrag wird untersucht, welche Potenziale der Einsatz von Process Mining in der Produktion bietet. Dabei werden die unmittelbaren Zusammenhänge von Input-Daten und der resultierenden Wissensextraktion aufgezeigt. Der beispielhafte Einsatz von Process Mining in einem Industrieunternehmen zeigt darüber hinaus, welche Faktoren bei der Anwendung besonders erfolgskritisch sind.

Kurzfassung Eine Supply Chain kann mit vielen verschiedenen Methoden koordiniert werden. Jedoch ist es schwierig für Unternehmen, aus der Vielzahl der Methoden die richtige auszuwählen. Es existiert noch kein Überblick darüber, welche Methoden in der Literatur und in der Praxis am meisten verbreitet bzw. bekannt sind. Daher wird der Verbreitungsgrad von achtzehn ausgewählten Supply-Chain-Management-Methoden in der Literatur sowie in der deutschen Industrie untersucht und daraus zwei Hitlisten erstellt.

Kurzfassung Viele Unternehmen erhoffen sich enorme Wachstumschancen durch Digitalisierung, Vernetzung und neue Technologien. Daher ist der Reifegrad der Digitalisierung eines Unternehmens von besonderer Bedeutung, um den Status des Unternehmens zu überprüfen. Im Rahmen der acatech-Studie wurde ein Index entwickelt, um den Reifegrad von produzierenden Unternehmen zu bestimmen. Diese Bewertung berücksichtigt jedoch den Bereich des Lieferkettenmanagements nicht ausreichend. Infolgedessen müssen diesbezüglich weitere Merkmale entwickelt werden, um den Reifegrad der Digitalisierung innerhalb einer Lieferkette zu bestimmen. Der Schwerpunkt liegt auf Datenverarbeitung, Kommunikation, Schnittstellenarbeit und Sicherheit, Netzwerkzusammenarbeit und Änderungsmanagement.

Kurzfassung Die Entwicklung eines industrieorientierten Frameworks zur mobilen Anreicherung, Auswertung und synergetischen Applikation von Daten zwischen innovativen Applikationen (Apps) und ERP-Systemen wird in diesem Beitrag beschrieben. Dabei werden die Anwendersicht (Beispiele für Szenarien und Apps) und die Programmierersicht (Framework mit Anbindung der Apps) betrachtet.

Kurzfassung Kern des vorliegenden Fachbeitrags ist die Untersuchung der dynamischen Detektierbarkeit des Schmierzustandes von Spindellagern unter Öl-Luft-Schmierung. Zunächst wird die verwendete Prüfumgebung vorgestellt, um im Anschluss die Auswertemethodik zu erörtern. Abschließend wird die entwickelte Methodik auf drei äquidistante Drehzahlstufen angewendet und gezeigt, dass eine Trennung unterschiedlicher Schmierzustände möglich ist.

Kurzfassung Aufgrund steigender Energiepreise und immer strikterer umweltpolitischer Vorgaben hat die Energieeffizienz in den letzten Jahren stärker an Bedeutung gewonnen. Grundsätzlich existieren in Produktionsstätten zwei Hauptarten von Energieverbrauchern: Das Produktionssystem, welches Ressourcen nutzt um wertschöpfend zu produzieren und das Peripheriesystem, welches für eine notwendige Umgebung der Produktionsstätte sorgt. Die beiden Systeme sind stark voneinander abhängig und beeinflussen gegenseitig ihren Energieverbrauch, werden häufig aber nicht als ein System betrachtet. In der Folge wird ein Konzept für eine prädiktive Regelung für ein kombiniertes Produktions- und Peripheriesystem vorgestellt, welches durch Koordination der beiden Systeme eine ganzheitliche Energieeffizienz ermöglicht.

Kurzfassung Datengetriebene Modelle zur Analyse von Produktionssystemen gewinnen in der Industrie an Bedeutung. Wesentliche Vorteile bei ihrem Einsatz sind, dass die Erzeugung sogenannter Digitaler Schatten nur auf gemessenen Sensordaten basiert und bestehende Datenschnittstellen und Analyseverfahren für Vorhersagen genutzt werden können. Datengetriebene Ansätze stoßen jedoch an Grenzen, da sie lediglich aus vergangenen Ereignissen Trends extrapolieren. Es fehlen häufig relevante Daten zu Ausfallszenarien, die bis dato real nicht aufgetreten sind. Somit entsteht ein Bedarf für sogenannte Digitale Zwillinge zu Analysezwecken, welche datengetriebene und physikbasierte Modelle zusammenführen, um repräsentative prädiktive Aussagen, wie die Restnutzungsdauer von Maschinenkomponenten zu ermöglichen. Im EU-geförderten Projekt Z-BRE4K werden Ansätze zur Harmonisierung datengetriebener und physikbasierter Modelle für die vorausschauende Instandhaltung gemeinsam mit Industrieanwendern erforscht, entwickelt und erprobt, welche im Rahmen dieses Beitrags vorgestellt werden.

Kurzfassung Digitale Zwillinge bilden Eigenschaften und Zustände von realen Systemen digital ab. Dabei analysieren sie auf Basis relevanter Daten und Modelle das reale System und geben optimierte Daten an das reale System zurück. Grundlage hierfür sind physikalische und datengetriebene Modelle, welche jeweils charakteristische Vor- und Nachteile aufweisen. Die zielgerichtete Integration beider Techniken erlaubt eine umfassende Abbildung, Analyse und Steuerung von Cyber-Physischen Produktionssystemen im Kontext von Industrie 4.0.

Kurzfassung Das Wertschöpfungspotenzial der digitalisierten Produktion in Deutschland ist unumstritten. Um dieses Potenzial auszuschöpfen, ist die Interoperabilität aller Akteure elementar. Zum einen bedarf es einer organisatorischen Interoperabilität, welche die Rollen aller beteiligten Akteure definiert. Zum anderen ist eine semantische Interoperabilität notwendig, welche das Vokabular eindeutig festlegt. Ein Ansatz für eine erfolgreiche Interoperabilität wird in diesem Beitrag dargestellt.

Kurzfassung Die fortschreitende Digitalisierung der Produktion (Industrie 4.0) führt zu immer mehr Daten und damit auch zu stetig wachsender Menge an Informationen. In der Praxis zeigt sich oft, dass sich der Informationsbedarf, das Informationsangebot und die Informationsnachfrage nicht decken. Dadurch entsteht informationslogistische Verschwendung. Um die damit verbundenen Kosten zu reduzieren, werden fünf wesentliche Schritte für ein effektives Informations-system für die Produktion und Logistik von Unternehmen aufgezeigt.

Kurzfassung Die in der Regel von den Marktveränderungen induzierte, zunehmende Automatisierung und Vernetzung innerhalb von Produktionssystemen eines Industrieunternehmens erhöht den Bedarf, bestehende und neue Produktionsanlagen um Cyber-Physische Funktionen zu erweitern. Folglich entstehen neue Anforderungen an die Cyber-Physischen Schnittstellen. Damit steigt die Bedeutung einer Standardisierung für diese Schnittstellen innerhalb der Anlagenverbunde und -prozesse. Bislang fehlt jedoch die vollständige Beschreibung für die Standardisierung von Schnittstellen Cyber-Physischer Produktionssysteme. In diesem Beitrag wird die Entwicklung eines standardisierten Schnittstellenmodells beschrieben. Dieses Modell erfährt eine Validierung und Generalisierung mithilfe einer Simulation anhand der Prozesse in der Stanz- und Laserbearbeitung.