Digitalisierung

The Digital Twin Theory - Eine neue Sicht auf ein Modewort

Andreas Deuter und Florian Pethig

Im digitalen Zwilling wird ein wesentliches Mittel für Produktivitätssteigerungen im Zeitalter der industriellen Digitalisierung gesehen. Daher beschäftigen sich zahlreiche Publikationen mit diesem Begriff. Dieser Beitrag zeigt zunächst die Ursprünge des Begriffs und setzt sich mit ausgewählten Definitionen auseinander. Diese unterstützen allerdings wenig bei der praktischen Implementierung von digitalen Zwillingen, da sich die Definitionen zum Teil stark unterscheiden. Als Alternative zu einer klassischen Definition wird daher ein Theoriemodell vorgeschlagen, das Annahmen über den digitalen Zwilling enthält. Dieser neuartige Denkansatz soll helfen, das Management von digitalen Zwillingen in der Praxis zu verbessern.

[mehr]



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.

[mehr]



Digitalisierung

Integriertes Energie- und Instandhaltungsmanagement im Kontext Industrie 4.0 - Verbesserte Energieeffizienz und Instandhaltung durch Smart Devices und energieautarke kabellose Sensoren

Benjamin Neef, Christopher Schulze, Christoph Herrmann, Sebastian Thiede

In heutigen komplexen Produktionssystemen sind die systematische Identifikation und realitätsnahe Bewertung von Verbesserungspotenzialen schwierig umzusetzen. Die fortschreitende Entwicklung in der Digitalisierung und die Vernetzung der Produktion bieten in solchen hochkomplexen Umgebungen aber immer bessere Möglichkeiten, Prozesse detailliert zu analysieren und Informationen zum Energie- und Instandhaltungsbedarf von Produktionsmaschinen zu sammeln. Energieautarke Sensortechnik, mobile Kommunikation und Mensch-Technik-Interaktion nehmen in diesem Kontext eine wichtige Rolle ein. Mobile Smart Devices wie Tablet-Computer und Smartphones verfügen heutzutage über ein breites Spektrum an Funktionalitäten und bieten sich daher als ergonomische Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine an. Produktionsprozesse können durch die Bereitstellung von nutzerspezifisch aufbereiteten Maschinendaten zukünftig wirtschaftlich und ökologisch effizienter gestaltet werden.

[mehr]



Digitalisierung individuell gestalten - Unterstützung der digitalen Transformation durch das „Mittelstand-4.0-Kompetenzzentrum Textil vernetzt“

Larissa von Wascinski, Michael Weiß und Meike Tilebein

Der fortschreitende digitale Wandel bringt Anpassungsdruck, aber auch Potenziale für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) der Textil- und Bekleidungsindustrie. Hohe Investitionskosten für neue Technologien, unzureichende Qualifikation der Beschäftigten und fehlende Standards sind Beispiele für Hemmnisse, welche die Zurückhaltung vieler KMU gegenüber Digitalisierung begründen. Es besteht daher ein Bedarf an KMU-spezifischen Informationen, sowohl bezüglich möglicher Lösungen als auch bezüglich konkreter Implementierungen, sowie an Unterstützung zur Initiierung und Realisierung von Umsetzungsprojekten. Mit dem „Mittelstand-4.0-Kompetenzzentrum Textil vernetzt“, welches durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI) gefördert wird, sollen diese Bedarfe gedeckt sowie Potenziale der Digitalisierung und Vernetzung veranschaulicht und der Weg dorthin an KMU vermittelt werden.

 

[mehr]



Sicheres IT-Auditing einer Cloud - Konzept zum sicheren IT-Auditing in unsicheren Umgebungen zur Erlangung von Vertrauen

Aljona Wehrhahn-Aklender, Norbert Pohlmann

Die Verbreitung der Cloud steigt. Mittlerweile nutzen über 60 % der deutschen Unternehmen Cloud-Dienste, zusätzlich planen knapp 20 %, zukünftig auf die Vorteile von Cloud-Lösungen zu setzen [1]. Mit der Cloud-Technologie sind jedoch auch vielfältige Herausforderungen hinsichtlich der IT-Sicherheit verbunden [2]. Aktuell wird die IT-Sicherheit einer Cloud primär durch den Cloud-Anbieter realisiert. Es gibt keine verlässliche Möglichkeit, um zu kontrollieren, welche IT-Sicherheitsmechanismen dieser in der Cloud wie umsetzt. Im Besonderen verunsichert diese Kontrollabgabe an einen externen Cloud-Anbieter viele potenzielle Kunden [1]. Es stellt sich die berechtigte Frage, wie Unternehmen Vertrauen in die IT-Sicherheit von Cloud-Anbietern aufbauen können.

[mehr]



„Internet+“: Digitalisierungstrends in Chinas Industrien

Christoph Mingtao Shi, Sigrun Abels

Erfolgsfaktoren, die Chinas Wirtschaftsboom lange beflügelt hatten, haben zunehmend ihre Antriebskraft verloren. In den letzten zwei Dekaden hat die Heranreifung wettbewerbsstarker indigener Technologieunternehmen in den IT-, Telekommunikation- und Softwarebranchen Chinas Plan industrieller Digitalisierung begünstigt, die das Land dringend benötigt, um ökonomisch zukünftig mehr auf Technologie und Innovation basierend und damit nachhaltiger weiter zu wachsen. Internet+ repräsentiert das derzeitig in der Wirtschaft, Politik und Medieninformation eifrig debattierte Konzept, das für die Digitalisierung in Chinas Industrien richtungsweisend sein soll. Dabei wird die Integration der Informationstechnologie mit anderen produzierenden Industriezweigen besonders hervorgehoben. Der Beitrag erläutert den Hintergrund, den Begriff und wirft einen Blick auf das Marktmodell sowie einige technische Aspekte von Internet+. Eine Fallstudie begleitet den „Ausflug“ nach China und gibt einen ersten Eindruck über die Umsetzung.

[mehr]



Digitalisierung

Standardisierung für Industrie 4.0 in KMU - Welche Herausforderungen werden von kleinen und mittleren Unternehmen durch Standardisierung hinsichtlich Industrie 4.0 gesehen? Ein Branchenvergleich.

Julian Müller, Kai-Ingo Voigt

Industrie 4.0 erfordert hinsichtlich der Standardisierung zahlreiche Anstrengungen für alle in einer Wertschöpfungskette beteiligten Unternehmen. Der Begriff Standardisierung wird dabei in unterschiedlichen Zusammenhängen verwendet. So lassen sich notwendige Maßnahmen zur Standardisierung beispielsweise hinsichtlich Daten und deren Austausch, technischen Standards, rechtlichen oder auch organisatorischen Standards finden. Auch stellt sich die Frage, in welchen Hierarchieebenen Standardisierung erforderlich ist. Hierzu gehören die Standardisierung im eigenen Unternehmen, die Standardisierung der Schnittstellen zu anderen Unternehmen oder die Schaffung einheitlicher Standards im gesamten Unternehmensumfeld. Die Anzahl erforderlicher Maßnahmen der drei Hierarchieebenen ist dabei sehr umfangreich. Dieser Beitrag befasst sich mit der grundsätzlichen Frage, in welchen Hierarchieebenen die größten Anstrengungen zur Standardisierung im Branchenvergleich erforderlich sind und gibt kurze Handlungsempfehlungen.

[mehr]



Digitalisierung

Kollaborative Robotik – Maschinelles Lernen durch Imitation - Flexible Automation für KMUs durch intelligente und kollaborative Roboterassistenten

 

Andrea Giusti, Dieter Steiner, Walter Gasparetto, Sebastian Bertoli, Michael Terzer, Michael Riedl und Dominik Tobias Matt

Der Trend zur kundenindividuellen Massenproduktion stellt klassische Produktionsmethoden kleinerer und mittlerer Unternehmen vor große Herausforderungen. Branchenübergreifend lässt sich feststellen, dass es für diese Unternehmen besonders schwierig ist mit klassischen Automationslösungen einen tragbaren Kompromiss für den Dreiklang aus hoher Flexibilität, hoher Produktionseffizienz und geringem Investitionsrisiko zu finden. Gleichzeitig stellt die Agilität zur Anpassung an variable Marktbedingungen eine typische Stärke kleiner und mittlerer Unternehmen dar.

[mehr]



Digitalisierung

Digitalisierung im Engineering - Ein Ansatz für ein Vorgehensmodell zur durchgehenden, arbeitsteiligen Modellierung am Beispiel von AutomationML

Eike Schäffer, Lars Penczek, Andreas Mayr, Jupiter Bakakeu, Jörg Franke und Bernd Kuhlenkötter

Die Digitalisierung im Engineering verspricht automatisierte Arbeitsabläufe, höhere Geschwindigkeiten und sinkende Kosten bei der Entwicklung von Automatisierungslösungen. Voraussetzung hierfür ist nicht nur die Modularisierung auf Basis einer strukturierten Beschreibungssprache, sondern auch eine einheitliche, aufeinander aufbauende Modellierung, welche einen automatisierbaren Datenaustausch über die Systemgrenzen hinweg ermöglicht. Um eine breite Anwendung zu erzielen, sollte die zugrundeliegende Ontologie auf bestehenden Normen und Standards aufbauen und in Open-Source-Anwendungen zur Verfügung stehen. Für die kollaborative und konsistente Entwicklung einer solchen Ontologie bedarf es eines strukturierten, methodischen Vorgehens sowie einer damit verbundenen Modellierungslandkarte, welche als Orientierung zur standardisierten, arbeitsteiligen Modellierung dient. Ein möglicher Ansatz für das benötigte Vorgehensmodell sowie der zugehörigen Landkarte wird im Rahmen dieses Beitrags vorgestellt und unter Verwendung von AutomationML validiert. Der vorgestellte Ansatz soll eine mögliche Richtung aufzeigen und weitere prozessgesteuerte Modellierungsbestrebungen von Ontologien anregen.

[mehr]



Industrial Big Data: Tieferes Prozessverständnis durch Daten - Modernes Informationsmanagement in der Produktion

Thomas Thiele, Max Hoffmann und Tobias Meisen

Längst hat die digitale Transformation auch die industrielle Produktion erreicht. Insbesondere getrieben durch die Erfolge und Fortschritte der vorwiegend amerikanischen IT-Unternehmen ist diese vierte industrielle Revolution, oder Industrie 4.0, wie sie in der Hightech-Strategie der Bundesregierung heißt, in vollem Gange. Eine Vielzahl von Begriffen und Technologien wie Internet der Dinge, Cyber-Physische Systeme und Big Data bilden das Rahmenwerk dieses Wandels. Im vorliegenden Beitrag wird insbesondere der Big Data Begriff adressiert und eine Abgrenzung dieses umfassenden Konzepts hinsichtlich der Definition von Industrial Big Data unternommen. Zudem wird anhand von Fallbeispielen exemplarisch erläutert, welche Mehrwerte die Anwendung dieser Methoden in der Produktion generiert.

[mehr]



Seiten