Ganzheitliche Nutzung der Digitalisierung für Arbeitsprozesse - Reifegradanalyse für Prozesse und deren Optimierung unter Verwendung eines Ordnungsrahmens für Produktivitätsstrategien

Sebastian Terstegen, Marc-André Weber, Frank Lennings und David Kese

Seit der Hannover Messe 2011 wächst in der Produktion die Bedeutung der Nutzung der Digitalisierung (auch als Industrie 4.0 bezeichnet) und die Präsenz des Themas in der allgemeinen Wahrnehmung steigt stetig. Täglich werden die Unternehmen daran erinnert, wie schnell und weitreichend der Wandel ist, wie viele Chancen er birgt und wie bedrohlich die Folgen eines verspäteten oder gar „verpassten“ Einstiegs wären. Insbesondere kleine und mittlere Unternehmen müssen beim „Wandel zur Industrie 4.0“ und bei der entsprechenden Implementierung und Anwendung digitaler Technologien unterstützt werden. Viele Unternehmen werden nicht sofort in der Lage sein, eine komplett neue Smart Factory zu erschaffen, aber dennoch gilt es, gezielte Investitionen zu tätigen, um sich Schritt für Schritt der Industrie 4.0 anzunähern. Dafür hilft es den Unternehmen, die Potenziale zur Verbesserung, die sie unter Berücksichtigung ihrer aktuellen Situation durch Nutzung der Digitalisierung für ihre Prozesse erreichen können, aufzuzeigen. Zugleich müssen Maßnahmen hergeleitet werden, um diese Potenziale zu realisieren.

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Digitales Dokumentenmanagement - Methodische Unterstützung zur Einführung von Dokumenten-
managementsystemen in produktionsnahen Unternehmensbereichen

Stefan Treber, Emanuel Moser, Jonas Schneider und Gisela Lanza

Im Kontext von Industrie 4.0 sowie steigenden Zertifizierungs- und Transparenzvorschriften stehen Unternehmen vor der Herausforderung, eine zunehmende Anzahl von Dokumenten digital und prozesssicher zu verwalten. Dokumentenmanagementsysteme (DMS) erleichtern das Erstellen, Auffinden und Archivieren digitaler Dokumente. Der Markt für DMS gestaltet sich jedoch für den Anwender unübersichtlich. Die Einführung eines Systems ist zudem mit konzeptionellen Herausforderungen verbunden. Aus diesen Gründen scheitert eine Vielzahl von Einführungsprojekten. Dieser Beitrag stellt eine Methode vor, welche die Einführung von DMS in produktionsnahen Unternehmensbereichen vorbereitet und die Auswahl geeigneter Softwareanbieter unterstützt. Die Methode wird anhand eines Industriebeispiels veranschaulicht.

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Lernförderliche Gestaltung von Assistenzsystemen - Ein Ansatz für die Instandhaltung am Beispiel der Prozessindustrie

Tina Haase, Wilhelm Termath, Alinde Keller und Dirk Berndt

Instandhaltungstätigkeiten erfordern von den Fachkräften ein hohes Maß an Analyse- und Problemlösefähigkeit, um eine erfolgreiche Fehlerdiagnose und Fehlerbehebung durchführen zu können. Die zunehmende Vernetzung und Digitalisierung der Arbeitssysteme erweitern auch den Umfang und die Komplexität der Informationen, die für eine Fehlerdiagnose herangezogen werden können. Assistenzsysteme bieten das Potenzial, Fachkräften durch die gezielte Bereitstellung didaktisch aufbereiteter Assistenzinformationen eine Entscheidungsgrundlage für die Diagnose und Behebung von Fehlern zu bieten und damit Lernprozesse zu fördern. Die Qualität der Diagnoseleistungen bei Fehlern ist nicht einfach auf die Menge an Wissen zurückzuführen, sondern vor allem auf die Verfügbarkeit von zielrelevantem Wissen und die Fähigkeit, relevantes von irrelevantem Wissen zu unterscheiden [1]. Diese Expertise der Fachkräfte beruht insbesondere auf der erfolgreichen Nutzung von Wissen in Problemlösesituationen [2]. Assistenzsysteme sollen daher die Fachkraft beim Lern- bzw. Reflexionsprozess unterstützen und die Möglichkeit bieten, das Erfahrungswissen aus vorangegangenen Maßnahmen für die aktuelle Problemlösung heranzuziehen. Die Akzeptanz dieser Systeme wird maßgeblich durch den Einführungsprozess im Unternehmen bestimmt. Deshalb werden im Projekt CPPSprocessAssist vier Anwendungspartner durch nutzerzentrierte Vorgehensweisen und eine lernförderliche Gestaltung dabei unterstützt, „ihr“ Assistenzsystem mitzugestalten. Der vorliegende Beitrag beschreibt diesen Ansatz, die Anwendung im Projekt und reflektiert die ersten Ergebnisse.

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Prozessmanagement

Normen und Standards sind Basis der Smart Maintenance - Aktuelle Standardisierungen zum Asset Management und zur digitalen Lebenslaufakte sind Enabler der Industrie 4.0

Lennart Brumby

Mit zunehmender Automatisierung und Verkettung von Produktionsanlagen steigen auch die Anforderungen an deren Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit. Die Instandhaltung eines Produktionsbetriebs gewinnt damit mehr und mehr an Bedeutung, gleichzeitig muss die Instandhaltung ihre eigene Strategie, Organisation und ihr Management diesem Wandel anpassen. Ein wesentliches Werkzeug in diesem Wandelungsprozess sind letztlich auch Normen und Standards, die unter anderem helfen, die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Akteuren in der Instandhaltung zu regeln. Auch und gerade in der von Industrie 4.0 geprägten Produktion werden solche Standards und deren Anwendung unverzichtbar. Die unter dem Begriff Smart Maintenance formulierte Vision der Instandhaltung 4.0 wird neben technologischen Normen auch Standards für das Management einer Anlage benötigen.

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Blockchain in der Produktion - Ein Ansatz zur manipulationsfreien sowie dezentralen Speicherung von Daten in der Montage von Morgen

Christian Block und Bernd Kuhlenkötter

Die zunehmende Digitalisierung der Produktion führt zu neuen Anforderungen und einem Komplexitätsanstieg im Datenmanagement, welches ein entscheidender Erfolgsfaktor neuer Digitalisierungs- und Organisationskonzepte sein wird. Daten und Anwendungen werden in Zukunft noch stärker dezentralisiert vorliegen, wobei gleichzeitig die Datensicherheit und die Validität der Daten sichergestellt werden müssen. Mit traditionellen Datenbanken lassen sich diese Anforderungen nur schwer umsetzen. Eine erfolgsversprechende Technologie ist die Blockchain, welche seit einigen Jahren im Kontext von Kryptowährungen, wie z. B. Bitcoins, verwendet wird. Jeder Block bildet dabei eine Sammlung von Datensätzen. Diese Datenblöcke sind mathematisch voneinander abhängig, sodass eine Manipulation der Daten ausgeschlossen werden kann. Gleichzeitig agiert die Blockchain über mehrere Rechnerknoten, sodass die Daten auch dezentral vorliegen. In diesem Beitrag wird die Blockchain in einer industriellen Anwendung im Kontext einer Qualitätsdatenerfassung in der Montage dargestellt.

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Softwaresysteme zur Qualitätssicherung in der Umformtechnik - Ein Ansatz für die echtzeitfähige und prozessübergreifende Qualitätsüberwachung

Benjamin Lindemann, Nasser Jazdi und Michael Weyrich

Produzierende Unternehmen stehen stets vor der Herausforderung, qualitativ hochwertige Produkte zu erzeugen, die den strengen Anforderungen der Kunden und des Gesetzgebers genügen. Das Qualitätsergebnis muss trotz entlang der Wertschöpfungskette auftretender Schwankungen und Unregelmäßigkeiten reproduzierbar sein. Das gilt speziell für die Branche der Massivumformung, die durch ihre Abhängigkeit von den Entwicklungen in der Automobil- sowie Luft- und Raumfahrtindustrie zusätzliche Anforderungen durch den dort stattfindenden strukturellen Wandel hin zur E-Mobilität und zum Leichtbau erfährt. Um diesen Herausforderungen gewachsen zu sein, werden Lösungen benötigt, die die zunehmende Komplexität entlang der Prozesskette beherrschbar machen und zu einer erhöhten Prozessstabilität und Effizienz beitragen. Dieser Beitrag stellt einen datengetriebenen Ansatz vor, der darauf abzielt, kurzfristig auftretende Qualitätsschwankungen zu verfolgen. Prozessdaten werden dazu In-Memory in einer multidimensionalen Datenbank modelliert. Auf Basis der Ergebnisse eines Online Analytical Processing (OLAP) soll in Echtzeit reagiert und steuernd auf die Prozesskette eingewirkt werden.

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Pay-per-Use für den Maschinenbau - In der Lizenzierung steckt das Monetarisierungspotenzial

Ansgar Dodt, Michael Gaudlitz

Losgröße 1 ist ein wichtiges Ziel der Industrie 4.0 Automatisierung. Warum sollten die Maschinen und Anlagen deshalb nicht als Losgröße 1 geordert und über Pay-per-Use abgerechnet werden können? Die Kombination aus einer zuverlässigen Anbindung an Cloud/Server-Systeme des Maschinenherstellers mit dem Einsatz eines professionellen Lizenzmanagementsystems eröffnet dieses Geschäftspotenzial.

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Intelligente Schnittstellen für Analoge Dinge - Semantische Technologien und Mixed Reality machen versteckte Abhängigkeiten sichtbar

Simon Mayer und Kay Römer

Komponenten in industriellen Anlagen stehen miteinander in einer Vielzahl von physischen und virtuellen Abhängigkeiten. Wir stellen ein System vor, welches diese Abhängigkeiten – physischer, funktionaler, virtueller und regulativer Natur sowie bezüglich des Laufzeitverhaltens einer Komponente – für Anwender intuitiv sichtbar macht und ihnen ermöglicht, Abfragen zu den Komponenten und ihren Interaktionen und Interdependenzen zu stellen. Die vorgestellte Herangehensweise und unsere Prototypen basieren auf relationalen Informationsmodellen, die diese Informationen für Nutzerschnittstellen aufbereiten und einfach zugänglich machen sowie einer Mixed Reality Schnittstelle, um Abhängigkeiten zwischen Komponenten sowie Abfrageresultate zu visualisieren. Dabei eignet sich unser Ansatz nicht nur für bereits digitalisierte „schlaue“ Komponenten, sondern auch für „dumme“ Gegenstände wie Böden, Ablageplatten und -fächer, ihren Materialien und die bearbeiteten Werkstücke selbst.

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Prozessmanagement

Sichere Produktentwicklung mit PLM
Product Lifecycle Management in der Medizintechnik

Christian Kind und Dirk Langenberg

Die Entwicklung medizintechnischer Hightech-Produkte unterliegt engen rechtlichen Vorschriften und Zulassungsverfahren und ist daher mit einem hohen Aufwand für Dokumentation sowie Risiko- und Qualitätsmanagement verbunden. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, lohnt sich gerade in der Medizintechnikbranche der Einsatz neuer Methoden und informationstechnischer Werkzeuge. Der in anderen Industriezweigen entwickelte Ansatz des Produktlebenszyklusmanagements (PLM) bietet daher MedTech-Unternehmen vielversprechende Vorteile, um im globalen Wettbewerb mit innovativen Produkten nachhaltig zu bestehen.

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