TECHNOLOGIEKARTEN ZU DIGI TALISIERUNG UND … · zapp2photo/stock.adobe.com CloudComputing beschreibt die Bereitstellung von ITInfra struktur über ein Rechnernetz, ohne dass diese

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TECHNOLOGIEKARTEN ZU DIGI TALISIERUNG UND INDUSTRIE 4.0

Aktuell entsteht durch die Digitalisierung bzw. die zunehmende Nutzung digitaler Technologien in der Produktion die sogenannte Industrie 4.0. Dabei betreffen digitale Technologien den Umgang mit Informationen bzw. Daten.Die Technologiekarten des ifaa bieten einen Überblick und unterstützen Anwender, passende Technologien für ihre spezifischen Bedarfe zu finden.

ADDITIVE FERTIGUNG,

3D-DRUCK


INDUSTRIE-HARDWARE DATENNUTZUNG

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Additive Fertigung bezeichnet die Herstellung dreidimen

sionaler Produkte durch computergesteuerte Druckroboter.

Die Grundlage dafür bilden Flüssigmaterialien oder

feine Materialpulver, i. d. R. Metalle oder Kunststoffe.

Die Verschmel zung und anschließende Verhärtung des

Grundmaterials erfolgt schichtweise im Verlauf des

Herstellungsprozesses.

CYBER-PHYSISCHES PRODUKTIONSSYSTEM


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Ein cyber-physisches System (CPS) besteht aus elektronischen oder elektromechanischen Komponenten (Sensoren , Aktoren), Software und moderner Informationstechnik. CPS lassen sich über Netzwerke wie das Internet miteinander verbinden, sodass sich komplexe Infrastrukturen in Echtzeit steuern, regeln und kontrollieren lassen. In der Produktion führt diese Integration von CPS zu einem cyber-physischen Produktionssystem (CPPS).



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Bei der MRK arbeiten Mensch und Roboter ohne trennenden

Zaun im gleichen Arbeitsraum. Dabei werden die besonderen

Stärken von Mensch und Roboter gezielt miteinander kombi-

niert. Typischerweise werden an den Roboter belastende

Arbeiten übertragen (z. B. das Heben schwerer Lasten oder

die Erledigung monotoner Tätigkeiten). Der Mensch wird

entsprechend entlastet und kann seine Flexibilität und

Finger fertigkeit bzw. Handwerklichkeit einbringen.

MENSCH-ROBOTER-

KOLLABORATION (MRK)


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Lernende Systeme sind Software, Maschinen oder Roboter, die abstrakt beschriebene Aufgaben eigenständig erledigen, ohne dass jeder Schritt vom Menschen programmiert wird. Sie basieren auf Methoden des maschinellen Lernens (Teil-gebiet der künstlichen Intelligenz, KI). Viele Systeme setzen Trainingsmodelle ein und können mithilfe eines Lernalgo-rithmus im laufenden Betrieb weiterlernen und vorab trai-nierte Modelle verbessern. Sie sollen sich auch an veränderte Bedingungen und ihre Umwelt anpassen können.

LERNENDE SYSTEME (KÜNSTLICHE INTELLIGENZ)

Jede Karte beschreibt eine elementare Technologie der Industrie 4.0, die zur Gestaltung der Arbeitswelt genutzt werden kann. Querverweise zu Technologien, die auf anderen Karten erläutert werden, sind mit dem Symbol gekennzeichnet.

Auf der Kartenvorderseite sind eine Abbildung und die Kurz beschreibung der jeweiligen Technologie dargestellt, und es erfolgt eine Kategorisierung nach:

1.Technologietyp:� IndustrieSoftware� IndustrieHardware� Mobile Device� Vernetzung

2.Schritt der Informationsverarbeitung, den die Technologie vorrangig unterstützt:� Datenerfassung� Datenweiterleitung� Datenverarbeitung� Datenbereitstellung� Datennutzung

Auf der Kartenrückseite sind Beispiele für� Anwendungsbereiche,� Nutzen und� Hinweise zur Einführung und Anwendung

der jeweiligen Technologie beschrieben.

Zudem sind Unternehmensbereiche benannt, in denen sie einsetzbar ist. Dazu zählen:� Beschaffung,� Produktion,� Vertrieb,� Verkauf und/oder� weitere indirekte Bereiche.

SMART FACTORY, SMART PRODUCTION



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Eine Smart Factory (dt.: intelligente Fabrik) ist eine Produktions-stätte, in der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) in den Unternehmensprozessen eingesetzt wird, um flexib-ler auf Änderungen, Kundenanfragen etc. reagieren zu können. In einer solchen intelligenten Fabrik kommunizieren Menschen, Maschinen und Produktionsressourcen miteinander wie in einem sozialen Netzwerk. Nach aktueller Vorstellung kann das soweit gehen, dass sich eine Smart Factory ohne menschlichen Eingriff weitgehend selbst organisiert. Die technische Grund -lage dafür sind cyber-physische Produktionssysteme und die intelligente Vernetzung von Maschinen und Produkten.

BEISPIELE FÜR ANWENDUNGSBEREICHE

�� Automatisierung und Individualisierung der Produktion

NUTZEN

�� Berücksichtigung individueller Kundenwünsche�� rentable Produktion von Einzelstücken�� Steigerung der Ressourcenproduktivität und effizienz�� höhere Flexibilität in der Produktion�� geringerer Personalaufwand in der Produktion�� geringere Produktionskosten�� kürzere Produktionszeiten

HINWEISE ZUR EINFÜHRUNG UND ANWENDUNG

�� Smart Factories sind bisher überwiegend zu Demonstratorszwecken und als Modellfabriken zu besichtigen.

UNTERNEHMENSBEREICH

Beschaffung, Produktion, Vertrieb, Verkauf, indirekte Bereiche

3D-SCANNER


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Mithilfe von 3DScannern kann die Geometrie eines Bau teils schnell und mit hoher Genauigkeit erfasst und in ein dreidimensionales Computermodell überführt werden. Dabei wird das Bauteil mittels Laserstrahl oder Streifenlichtscanner berührungslos abgetastet. Das entstandene 3DModell kann in eine CADSoftware importiert und dort weiterbearbeitet werden.


� Rapid Prototyping� Reverse Engineering in Kombination mit additiver Fertigung� Produktdesign, Unterstützung der CADKonstruktion� Qualitätskontrolle

NUTZEN

� schnelle Erfassung der Geometrie von Objekten — auch bei hoher Komplexität� berührungslose Vermessung� Erfassung von empfindlichen oder weichen Gegenständen (z. B. industrielle Prototypen)� Erstellen von 3DModellen mithilfe additiver Fertigungsverfahren (3DDrucker) � schnelle und einfache Herstellung von Ersatzteilen� einfache und kostengünstige Anwendung


� Kompatibilität mit vorhandener Software überprüfen� Spezifikationen des Scanners beachten (z. B. Präzision, maximale Objektgröße, Schnelligkeit)� mobiler Einsatz durch handgeführte 3DScanner möglich

UNTERNEHMENSBEREICH

Beschaffung, Produktion, Qualitätswesen

ADDITIVE FERTIGUNG, 3D-DRUCK



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Additive Fertigung bezeichnet die Herstellung dreidimensionaler Produkte durch computergesteuerte Druckroboter. Die Grundlage dafür bilden Flüssigmaterialien oder feine Materialpulver, i. d. R. Metalle oder Kunststoffe. Die Verschmel zung und anschließende Verhärtung des Grundmaterials erfolgt schichtweise im Verlauf des Herstellungsprozesses.


� geometrisch komplexe Leichtbauteile (z. B. Düsenelemente in Raumfahrt und Flugzeugbau)� industrieller Prototypenbau� Positiv und Negativformen für Werkzeug bzw. Formenbau� kundenindividuelle Produkte (z. B. in der Zahn und Allgemeinmedizin)� Modelle zur Veranschaulichung (z. B. für Messe und Vertriebsaktivitäten)� Kleinserienfertigung (z. B. in der Kunst und Schmuckindustrie)

NUTZEN

� neuartige, mit konventionellen Fertigungsverfahren nicht herstellbare Konstruktionen und Bauteilgeometrien umsetzbar� kaum Materialverluste aufgrund endkonturnaher Herstellung und Wiederverwendung der Werkstoffe� keine produktspezifischen Werkzeuge notwendig (z. B. Stanz, Zieh, Drück, Kunststoffspritzgieß und presswerkzeuge)� meist nur ein Arbeitsgang; ggf. Nacharbeit für geringe Toleranzen nötig


� Einsatz meist bei kleinen Mengen und komplexen Geometrien� Grundlage bilden 3Ddruckfähige CADKonstruktionen� Nutzung von 3DDruckDienstleistern möglich

UNTERNEHMENSBEREICH

Produktion

BARCODE, QR-CODE


VERNETZUNG DATENERFASSUNG

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Beim Barcode (aus engl.: bar für Balken, auch Strichcode genannt) und QRCode (QR für Quick Response) handelt es sich um Codes, die mit Smartphones oder Scannern gelesen werden können. Während der Barcode nur aus Strichen besteht, werden die kodierten Daten beim QRCode in einer quadratischen Matrix aus schwarzen und weißen Quadraten dargestellt. Die Orientierung wird durch eine spezielle Markierung in drei der vier Ecken vorgegeben. Die Europäische Artikelnummer (EAN) ist ein bekanntes Beispiel eines Barcodes, mit dem sich 13 Ziffern darstellen lassen. Der maximale Informationsgehalt eines QRCodes beträgt 2 956 Byte. Dies entspricht ungefähr 7 000 Zeichen.


� Markierung von Bauteilen im Produktionsprozess (z. B. in der Produktionslogistik)� Referenzierung auf zusätzliche Informationen (z. B. Produktvideos oder Websites)� Rückverfolgbarkeit von Produkten während des gesamten Produktlebenszyklus

NUTZEN

� lizenz und kostenfreie Verwendung der Codes� Codes einfach zu erstellen� Kennzeichnung unmittelbar auf Produkten (sog. »Direct Marking«Verfahren)� Dekodierung mit fast jedem Smartphone möglich (Kamera notwendig)� QRCode sehr robust aufgrund automatischer Fehlerkorrektur


� Beim Drucken auf hohen Kontrast achten; Farben sind möglich, idealerweise schwarz auf weiß.� OnlineGeneratoren im Internet bieten eine schnelle und einfache Möglichkeit, einen QRCode zu erstellen.� Durch entsprechende Codierungsalgorithmen sind verschiedene Grade der Fehlerkorrektur bei verzerrten oder gestörten Codes möglich; bei Codes in Level H (High) können bis zu 30 % der Daten wiederhergestellt werden.

UNTERNEHMENSBEREICH

Beschaffung, Produktion, Verkauf, Vertrieb

BIG DATA ANALYTICS


INDUSTRIE-SOFTWARE DATENAUFBEREITUNG

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omMithilfe von Big Data Analytics können aus großen Datenmengen nützliche Informationen gewonnen werden, die für den Menschen ohne Softwareunterstützung nicht erkennbar wären. Die Daten können in beliebiger Form vorliegen und aus unterschiedlichen Quellen stammen, z. B. Kundenrückmeldungen, Sensordaten etc. Bei der Auswertung der Daten kommt Software zum Einsatz, die eine parallele Verarbeitung vieler Daten ermöglicht und oft regressionsanalytische Methoden nutzt.


� Unterstützung in der Produktentwicklung durch Erfassung und Auswertung von Kundenbewertungen� Optimierung von Produktionsabläufen durch Auswertung von Sensordaten aus Produktionsanlagen� bedarfsorientierte bzw. vorausschauende Instandhaltung von Maschinen und Anlagen� Validierung von Vorhersagen durch genaue Sensorwerte� Ermöglichung von serviceorientierten Geschäftsmodellen (z. B. Conditionbased Maintenance)

NUTZEN

� Optimierung von Unternehmensprozessen� Unterstützung bei schwierigen Entscheidungsprozessen� Risikokalkulation� Profitabilitätssteigerung� dynamische Preisgestaltung� Kundenorientierung� Marktpotenzial ausschöpfen


� Zielsetzung eines BigDataProjekts genau definieren: Welche Kernfragen sollen durch das Projekt beantwortet werden?� Ergebnisse von Big Data Analytics produktiv nutzbar machen; Aufgabe von Datenwissenschaftlern (Data Scientists).� Genaue Analyse, inwieweit BigDataLösungen einen unter nehmerischen Mehrwert bieten.

UNTERNEHMENSBEREICH

Beschaffung, indirekte Bereiche, Produktion, Verkauf, Vertrieb

CLOUD-COMPUTING


INDUSTRIE-SOFTWARE DATENWEITERLEITUNG

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CloudComputing beschreibt die Bereitstellung von ITInfrastruktur über ein Rechnernetz, ohne dass diese auf dem lokalen Rechner installiert sein muss. So können z. B. Speicherplatz, Rechenleistung oder Anwendungssoftware als Dienstleistung bereitgestellt werden. Die Dienste können dabei für die breite Öffentlichkeit angeboten werden (Public Cloud), privat betrieben werden (Private Cloud), kombinierten Zugang zu Public und Private Clouds (Hybrid Cloud) oder nur für einen kleineren Nutzerkreis (CommunityCloud) Zugang bieten.


� Infrastructure as a Service (IaaS): Zugang zu virtuali sierten ComputerhardwareRessourcen wie Rechnern oder Speichern sowohl unternehmensintern als auch extern (z. B. Amazon Elastic Compute Cloud etc.)� Platform as a Service (PaaS): Zugang zu Softwareentwicklungswerkzeugen (z. B. Google App Engine etc.)� Software as a Service (SaaS): Zugang zu Softwaresammlungen und Anwendungsprogrammen (SoftwareonDemand, z. B. Google Docs etc.)

NUTZEN

� Kostenvorteile gegenüber konventionellen Systemen, wenn ein Dienst nur gelegentlich genutzt wird (z. B. bei Bezahlung nach Nutzungsdauer).� Rechner und Speicherkapazität lässt sich variabel an den tatsächlichen Bedarf anpassen.� Rechnerunabhängiger Zugriff auf Daten und Anwendungen möglich.


� Serverstandort ermitteln (z. B. über die Dienstleistungsvereinbarung, Serviceverträge bzw. sog. ServiceLevelAgreements) und geltende Gerichtsstands und Vollstreckungsverordnung bzw. übereinkommen für den Umgang mit den gespeicherten Daten beachten.� Genau abwägen, welche Daten in eine Cloud geladen werden, insbesondere bei sensiblen Daten eher eine private Cloud betreiben.� Auf Verschlüsselung der Daten bei der Übertragung zum Provider und innerhalb der Cloud achten.� Ausfallsicherheit durch ServiceLevelAgreements (SLA) mit dem Betreiber gewährleisten.� Für ein Cloudunabhängiges Backup sorgen.

UNTERNEHMENSBEREICH


COMPUTERTOMOGRAFIE



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)Bei der Computertomografie (CT) wird das zu untersuchende Objekt mit Röntgenstrahlen bestrahlt. Aus den Absorptionswerten wird dann mithilfe eines Computers ein Schnittbild erzeugt. Dieser Vorgang wird mehrmals aus verschiedenen Richtungen durchgeführt, wodurch ein dreidimensionales Bild entsteht. Im Gegensatz zur medizinischen CT wird bei der industriellen CT nur das Untersuchungsobjekt gedreht, Röntgenquelle und Detektor sind fest positioniert.


� Defektkontrolle� Wandstärkenanalyse� Porositätsanalyse� Rissprüfung

NUTZEN

� Geometrisch komplexe Bauteile können — im Gegensatz zum 3DScanner — nicht nur oberflächlich, sondern auch transversal, d. h. im Volumen, einfach geprüft werden.� Messung erfolgt berührungslos und ohne Krafteinwirkung auf das Bauteil; auch kleinste Maße können korrekt erfasst werden.� Messung erfolgt vollkommen zerstörungsfrei, daher können Fehleranalysen mehrfach durchgeführt werden.� Bauteile können dreidimensional erfasst werden, sodass auch Informationen über die Bauteilgeometrie entstehen.� Messdaten können in CADDaten umgewandelt werden, über die FiniteElementeMethode (FEM) können anschließend Schwachstellen ermittelt werden.


� Bei gelegentlicher Nutzung kann auch ein CTDienstleister beauftragt werden.

UNTERNEHMENSBEREICH

Beschaffung, Produktion

CYBER-PHYSISCHES PRODUKTIONSSYSTEM



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Ein cyberphysisches System (CPS) besteht aus elektronischen oder elektromechanischen Komponenten (Sensoren , Aktoren), Software und moderner Informationstechnik. CPS lassen sich über Netzwerke wie das Internet miteinander verbinden, sodass sich komplexe Infrastrukturen in Echtzeit steuern, regeln und kontrollieren lassen. In der Produktion führt diese Integration von CPS zu einem cyberphysischen Produktionssystem (CPPS).


� Produktion von Gütern aller Art� Prozessindustrie

NUTZEN

� Effizienzsteigerung (da Prozesse weitgehend autonom und automatisiert ablaufen)� Steigerung der Arbeitssicherheit� höhere Flexibilität� Beherrschung von Komplexität in der Einzel und Kleinserienfertigung


� Aufgrund der vernetzten Strukturen müssen CPPS gegen Hackerangriffe oder feindliche Übernahmen besonders geschützt werden.� Interoperabilität von unternehmensübergreifenden CPPS muss sichergestellt sein.

UNTERNEHMENSBEREICH


DATENBRILLE MIT AUGMENTED REALITY


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Bei einer Datenbrille mit Augmented Reality (AR) handelt es sich um eine Brille, die einen Miniaturcomputer enthält und dem Träger computergenerierte Zusatzinformationen ins Sichtfeld einblendet. Die Begriffe Mixed Reality (vermischte Realität) und Enhanced Reality werden meist synonym verwendet.


� Aus und Weiterbildung� PickbyVision, d. h. ARunterstützte Kommissionierung� Navigation (z. B. in der Intralogistik)� Hilfestellung bei komplexen Aufgaben (z. B. Einblendung von Arbeitsanweisungen)

NUTZEN

� Optimierung von Prozessen� Qualitätssicherung� Produktivitätssteigerung� Lernen im Prozess der Arbeit


� Brillen erfordern eine ausreichende Netzanbindung, um Daten zu senden und zu empfangen.� Nutzung von ARBrillen kann zu Bewegungskrankheit (MotionSickness) führen.� AR kann auch auf anderen Geräten (z. B. Smartphones, Phablets oder Tablets ) genutzt werden.� Für Hygiene bei der Nutzung einer Datenbrille durch mehrere Beschäftigte sorgen.

UNTERNEHMENSBEREICH

Beschaffung, indirekte Bereiche, Produktion, Verkauf

DATENBRILLE MIT VIRTUAL REALITY



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Mithilfe von VRBrillen können Anwendende vollständig in eine computergenerierte Wirklichkeit eintauchen. In diesem Zusammenhang spricht man von Immersion. Controller und Hand scanner erlauben den Anwendenden den digitalen Raum greifbar zu machen, sodass neben der reinen visuellen Wahrnehmung eine Interaktion mit der virtuellen Welt ermöglicht wird.


� Aus und Weiterbildung� Informationsvermittlung� Fabrikplanung� Arbeitsplatzgestaltung

NUTZEN

� Trainingssituationen können realistisch und interaktiv gestaltet werden.� Simulation von Situationen, die sonst schwer trainierbar sind (z. B. SchweißSimulationen).� Vermeidung von Fehlplanungen (da vor der Umsetzung bereits erlebbar)


� Eine sorgfältige Auswahl einer zur Arbeitsaufgabe passenden Technologie ist für den optimalen Einsatz entscheidend.� Regelmäßige Kurzpausen beugen visueller Ermüdung vor und senken die Beanspruchung.� Datenbrillen sollten sich leicht einstellen lassen.� Arbeitsunterbrechung (z. B. Pausen) möglich aufgrund einfacher Handhabbarkeit der Datenbrille.� Nutzung von Datenbrillen kann zu Bewegungskrankheit (MotionSickness) führen.� Passung zwischen Aufgabe und Arbeitshilfe ist oftmals hoch, aber die Akzeptanz wegen ergonomischer Mängel (hohes Gewicht derzeitiger Datenbrillen) gering.� Für Hygiene bei der Nutzung einer Datenbrille durch mehrere Beschäftigte sorgen.

UNTERNEHMENSBEREICH

Beschaffung, indirekte Bereiche, Produktion, Verkauf

DATENSTANDARD



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Werden Daten zwischen Unternehmen oder Geräten ausgetauscht, müssen diese in einem einheitlichen Datenformat vorliegen. Ein solcher Datenstandard ist eindeutig durch Syntax (logische Abfolge übertragener Zeichen) und Semantik (Bedeutung der einzelnen Datensegmente) definiert.


� Datenaustausch zwischen Unternehmen (z. B. Extended Markup Language, XML)� Vernetzung von cyberphysischen Systemen (CPS) untereinander sowie mit ihrer Außenwelt

NUTZEN

� Schaffung von Kompatibilität zwischen verschiedenen Geräten� Senkung der ITKosten� Minimierung der Abhängigkeiten zwischen Marktteilnehmern� akzeptanzfördernd (z. B. bei Kunden)


� Datenstandards sollten offen und herstellerunabhängig sein.� Syntaktische und semantische Datenstandardisierung ist technisch und ökonomisch nur dann sinnvoll, wenn große Datenmengen verarbeitet und kommuniziert werden.

UNTERNEHMENSBEREICH


DIGITALER ZWILLING



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Unter einem digitalen Zwilling wird das digitale Abbild einer realen Maschine oder Anlage bzw. eines Produktes verstanden. Über Sensoren wird der digitale Zwilling kontinuierlich mit realen Daten angereichert. Im Idealfall begleitet der digitale Zwilling das physische Produkt über seinen gesamten Lebenszyklus.


� vorausschauendes Monitoring (bei virtueller Kollision stoppt die reale Produktion)� Machbarkeitsstudien im Produktentwicklungsprozess� virtuelle Inbetriebnahme von Anlagen und dadurch Vermeidung von Ausfallzeiten realer Anlagen� Qualitätskontrolle und sicherung

NUTZEN

� Schaffung von Transparenz innerhalb eines Produktionssystems� kontinuierliche Analyse und Optimierung des Produktionsprozesses� Fehleranalyse bei Produktreklamation� Nachverfolgbarkeit der Produktnutzung


� Produktionsumgebung muss in Echtzeit abgebildet werden.� Leistungsstarke Software und ausreichende Netzwerkkapazitäten notwendig.� Basis für den digitalen Zwilling bildet ein hochpräzises dreidimensionales CADModell.

UNTERNEHMENSBEREICH


ECHTZEITSTEUERUNG



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Unter einer Echtzeitsteuerung versteht man eine Steuerung, die innerhalb einer bestimmten Zeit reagiert. Je nach Anforderungen an die Steuerung wird zwischen harter Echtzeit (engl.: hard realtime) und weicher Echtzeit (engl.: soft realtime) unterschieden. Im Gegensatz zu weichen Echtzeitanforderungen führt eine Verletzung der vorgegebenen Reaktionszeit bei harter Echtzeitanforderung sofort zum maximalen Schaden. Z. B. schaltet ein kollaborierender Roboter sofort ab, wenn die Steuerung oder einzelne Sensoren versagen.


� Maschinensteuerungen� Steuerungen für verfahrenstechnische Anlagen� Motorsteuerung und Antiblockiersystem (ABS) in Fahrzeugen

NUTZEN

� gesteigerte Sicherheit� höchste Reaktivität � Hebung von Produktivitätspotenzialen


� Echtzeitanforderungen (harte oder weiche Echtzeit) beeinflussen Kosten erheblich.

UNTERNEHMENSBEREICH


EINHEITLICHE SCHNITTSTELLE



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)Eine Schnittstelle (engl.: interface) ist eine Verbindungsstelle für den Datenaustausch zwischen einzelnen Geräten (Hardwareschnittstelle) oder verschiedenen Softwarekomponenten (Softwareschnittstelle). Durch eine einheitliche Schnittstelle (z. B. einen Datenstandard ) können auch verschiedene, voneinander unabhängig operierende Soft oder Hardwaresysteme miteinander interagieren.


� Hardwareschnittstellen: USB, WLAN, Bluetooth etc.� Softwareschnittstellen: DATEV, JAVA RMI, SOAP etc.

NUTZEN

� Integration von Hard und Software unterschiedlicher Hersteller in ein vorhandenes System


� Middleware ermöglicht den Datenaustausch verschiedener unabhängiger Systeme, wenn keine einheitliche Schnittstelle vorhanden ist.

UNTERNEHMENSBEREICH


E-KANBAN



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mEin EKanbanSystem funktioniert wie ein klassisches KanbanSystem nach dem PullPrinzip. Im Gegensatz zum klassischen KanbanSystem beruht es auf einer elektronischen Steuerung des tatsächlichen Verbrauchs von Gütern. Mithilfe von Sensoren wird der Zustand z. B. eines nicht gefüllten Regals erfasst und automatisch ein elektrisches Signal (z. B. über WLAN ) für eine Nachlieferung übertragen.


� Materialversorgung von Produktions und Montagelinien

NUTZEN

� Reduzierung von Beständen und Kapitalbindung� Visualisierung der Prozessabläufe zur Identifikation von Schwachstellen� OnlineVerfügbarkeit der Daten� automatische Erfassung der Bestände mithilfe von Sensoren und Übertragung des Bestellsignals (Möglichkeiten für menschliche Fehler werden erheblich reduziert)� Kanban auch für Unternehmen mit weit verteilten Standorten (EKanbanSignal über Internet)


� Prüfen, ob Vorteile gegenüber konventionellem Kanban erzielt werden und eine Investition sinnvoll ist.� Implementierungszeit liegt zwischen drei und zwölf Monaten.� Amortisationszeit liegt zwischen sechs Monaten und drei Jahren.� Datenaustausch der Geräte über WLAN bietet Flexibilität bei einem kurzfristigen Umbau von Lager oder Produktionsbereichen und verkürzt die Implementierungszeit.� Anbindung an ERPSystem möglich, dadurch automatisierte Bestellvorgänge und Transportaufträge.� Eingesetzte KanbanGeräte können zentral gemanagt werden (u. a. Batteriewechsel etc.).� Zusammensetzung des Projektteams sollte bereichsübergreifend sein: Planung, IT, Werkslogistik und Wartung.

UNTERNEHMENSBEREICH

Beschaffung, Produktion, Vertrieb

EXOSKELETTE


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Exoskelette sind am Körper getragene, physisch unterstützende technische Assistenzsysteme. Im Produktionsumfeld eignen sie sich als körpergetragene Hebehilfen, die teilweise auch eine Kraftunterstützung bieten (*»aktive« Exoskelette). Durch Entlastung des ganzen Körpers oder einzelner beanspruchter Körperteile ermöglichen sie ergonomisches Arbeiten auch bei physisch anspruchsvollen Aufgaben. Exoskelette kombinieren die ausgeprägten Sensomotorik und Kognitionsfähigkeiten und die hohe Flexibilität des Menschen mit der hohen Tragfähigkeit und Ausdauer der Technik.


� Fertigung, Montage, Intralogistik, Lagerhausarbeiten� an nichtstationären Arbeitsplätzen� Heben und Tragen schwerer Lasten� Tätigkeiten, die aufgrund eingeschränkter Bau oder Fügeräume den Einsatz anderer technischer Hilfsmittel (z. B. Gabelstapler, Kräne oder Lastenmanipulatoren) ausschließen.

NUTZEN

� Durch Heben und Tragen schwerer Lasten oder einseitige Körperhaltungen verursachte physische Belastung des Menschen reduzieren.� Die Arbeits und Leistungsfähigkeit von Beschäftigten an Produktionsarbeitsplätzen erhalten.� Leistungsgewandelte Personen wieder in den Arbeitsprozess integrieren.� Einsatzflexibilität erhöhen.


� Der Einsatz eines Exoskeletts wird als personenbezogene bzw. personengebundene Maßnahme eingeordnet (persönliche Schutzausrüstung).� Bei der Arbeitsplanung ist sinnvollerweise das STOPPrinzip (Substitution, Technik, Organisation, Personal) anzuwenden, d. h., ein Exoskelett sollte erst dann eingesetzt werden, wenn substituierende, technische und organisatorische Maßnahmen nicht zum vollständigen Erreichen eines gewünschten Schutzziels führen.

UNTERNEHMENSBEREICH

indirekte Bereiche, Produktion, Vertrieb

FAHRERLOSES TRANSPORTSYSTEM



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Fahrerlose Transportsysteme (FTS oder engl.: automated guided vehicle systems, AGVS) sind innerbetriebliche, meist flurgebundene Fördersysteme mit automatisch gesteuerten und teilweise selbstkonfigurierenden Fahrzeugen, deren primäre Aufgabe der Materialtransport, nicht aber der Personentransport, ist. Sie werden innerhalb und außerhalb von Gebäuden eingesetzt und bestehen im Wesentlichen aus einem oder mehreren Transportfahrzeugen, einer Leitsteuerung, Einrichtungen zur Standortbestimmung und Lageerfassung, Einrichtungen zur Datenübertragung, einer Infrastruktur und peripheren Einrichtungen (VDIRichtlinie 2510 »Fahrerlose Transportsysteme«).


� Automatisierung des innerbetrieblichen Transports

NUTZEN

� Minimierung von Transportschäden und Fehllieferungen� Senkung der Personalkosten� pünktliche und kalkulierbare Transportvorgänge


� Anpassungsfähigkeit des Transportsystems an veränderte äußere Verhältnisse beachten.� Vorgeschriebene Sicherheitseinrichtungen beachten: Personenerkennungssystem, Bremssystem, Warneinrichtungen, NotAusEinrichtungen.� Ebene Bodenbeschaffenheit ist ein sehr wichtiger Einflussfaktor für die Verfügbarkeit einer FTSAnlage.

UNTERNEHMENSBEREICH


FUNKSTANDARD 5G


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omDie fünfte Mobilfunkgeneration (5G) soll im Jahr 2020 nutzbar sein. Im Gegensatz zu seinem Vorgänger 4G (LTE) wird 5G als mobiler Standard für alle vernetzten Dinge und als Schlüsseltechnologie für Industrie 4.0 gesehen.


� Vernetzung von Dingen (Internet of Things, IoT)� Vernetzung von Maschinen und Anlagen (Industrie 4.0)� mobile Nutzung datenintensiver Ansätze wie Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) in Echtzeit

NUTZEN

� hohe Datenraten bis zu 20 Gbit/s� garantierte Datenrate von 1 Gbit/s� hohe Verlässlichkeit (auch bei hohen Geschwindigkeiten)� Echtzeitkommunikation aufgrund niedriger Latenzzeit� hohe Anzahl paralleler Teilnehmer und Geräte� geringerer Energieverbrauch im Vergleich zu 4G� Vermeidung von Totzeit bei Logistikprozessen (z. B. durch optische Qualitätsinspektion während des Transports durch ein fahrerloses Transportsystem (FTS) und davon abhängige Ansteuerung einer passenden Bearbeitungsstelle)� weltweiter Standard� kabellose Verbindung


� lückenlose Netzabdeckung notwendig� Einrichtung von Funkmikrozellen mit definierten Eigenschaften durch NetworkSlicing möglich (z. B. Echtzeitsteuerung von Robotern durch definierte maximale Datenrate in speziellem Roboternetzwerk)� Glasfaserverbindungen bis zu den Basisstationen (Antennen) notwendig

UNTERNEHMENSBEREICH



INDUSTRIE-HARDWARE DATENBEREITSTELLUNG

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Bildschirme eignen sich ideal zur Visualisierung von Informationen. Typische Einsatzbereiche sind Orte, an denen wechselweise unterschiedliche Personen auf Informationen oder mehrere Personen gleichzeitig auf dieselben Informationen zugreifen sollen. Je nach Einsatzbereich sind die Bildschirme mit unterschiedlichen Schutzklassen (IP20, IP54 oder IP65) und in unterschiedlichen Größen (von 32" bis zu 86" Diagonale) erhältlich.

GROSSBILDSCHIRME, BILDSCHIRME


� Prozessüberwachung� Darstellung von Informationen oder Kennzahlen (z. B. Anzeige der aktuell produzierten Stückzahl in Produktionshallen)� Darstellung von Arbeitsanweisungen, Zusatzinformationen� digitales ShopfloorManagement

NUTZEN

� zentrale und übersichtliche Abbildung produktionsrelevanter Informationen� Steigerung des Informationsgrades� Kommunikation komplexer Prozesse durch bildliche Darstellung� Beschleunigung von Prozessen durch schnelle Bereitstellung von Informationen und Vermeidung von Suchtätigkeiten


� Optional kann ein IndustriePC in den Bildschirm integriert bzw. an diesen angebunden werden.� Für besonders raue und feuchte Industrieumgebungen Gehäuse nach Schutzart IP65 wählen.� Zur besseren Lesbarkeit sollten Bildschirme eine hohe Helligkeit und einen hohen Kontrast aufweisen.� Zur Visualisierung von Zahlen, Texten und einfachen Grafiken können auch energiesparende LEDAnzeigen eingesetzt werden.

UNTERNEHMENSBEREICH

Beschaffung, indirekte Bereiche, Produktion, Vertrieb



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Die wichtigsten Faktoren einer Smart Factory sind die horizontale und vertikale Integration. Horizontale Integration bedeutet die im Unternehmen bereichsübergreifende und unternehmensübergreifende (in Form von Wertschöpfungsketten oder netzwerken) Vernetzung zwischen einzelnen Maschinen, Anlagen oder Produktionseinheiten. Unter vertikaler Integration versteht man die Verknüpfung verschiedener ITSysteme über die Hierarchieebenen eines Unternehmens — vom Sensor an einer Maschine bis zur Unternehmensplanungsebene — zu einer durchgängigen Lösung.

HORIZONTALE UND VERTIKALE INTEGRATION


� Vernetzung von Maschinen und Anlagen unterschiedlicher Hersteller� vorausschauende Instandhaltung (engl.: predictive maintenance)� Kooperation und Informationsaustausch in der Wertschöpfungskette

NUTZEN

� flexiblere, kostenoptimierte und globale Produktion (vertikale Integration)� Vermeidung von Medienbrüchen (horizontale und vertikale Integration)� Schaffung konkreter Kundennutzen� direkte Verknüpfung von Zulieferern mit dem Produktionsbetrieb (horizontale Integration)� Vernetzung mit kooperierenden Unternehmen (horizontale Integration)� Entwicklung neuer Geschäftsmodelle durch stärkere Einbeziehung der Kunden und kundenindividuelle Fertigung (horizontale Integration)


� Neuausrichtung des Unternehmens oder der Produktion muss strategisch und langfristig geplant werden.� Strategieoptionen hinsichtlich Wertschöpfungstiefe und Digitalisierungsgrad differenzieren.

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omLernende Systeme sind Software, Maschinen oder Roboter, die abstrakt beschriebene Aufgaben eigenständig erledigen, ohne dass jeder Schritt vom Menschen programmiert wird. Sie basieren auf Methoden des maschinellen Lernens (Teilgebiet der künstlichen Intelligenz, KI). Viele Systeme setzen Trainingsmodelle ein und können mithilfe eines Lernalgorithmus im laufenden Betrieb weiterlernen und vorab trainierte Modelle verbessern. Sie sollen sich auch an veränderte Bedingungen und ihre Umwelt anpassen können.

LERNENDE SYSTEME (KÜNSTLICHE INTELLIGENZ)


� Optimierung von Produktionsprozessen� intelligente Steuerung von Lieferketten� Entwicklung neuer Organisationsformen und Geschäftsmodelle� kollaborierende Robotersysteme in Berufen mit starker körperlicher Belastung� Bereitstellung wichtiger Daten in Echtzeit zur psychischen Entlastung des Menschen in kritischen Entscheidungssituationen (z. B. in der Prozessindustrie, in riskanten Maschinenbereichen, Kernkraftwerken, im Rettungsdienst etc.)� Verbesserung betrieblicher HRProzesse (sog. People Analytics)� Diagnoseverfahren in der Medizin� Schadensanalysen in der Versicherungsbranche

NUTZEN

� Bearbeitung riesiger Datenmengen� Erkennen von Strukturen und Mustern (schneller und teils präziser als der Mensch)� eigenständige Problemlösung und Vorgangsbearbeitung� Gewinnung neuer Erkenntnisse


� Für Methoden des maschinellen Lernens und insbesondere Trainingsmodelle muss eine ausreichende Menge an verwendbaren (Trainings)Daten verfügbar sein.� Produktionsanlagen oder Lieferketten müssen mit Sensoren ausgestattet sein, die Daten erfassen und über das Internet aus tauschen können.� Für Beschäftigte wächst durch die steigende Verbreitung lernender Systeme die Bedeutung des kollaborativen Arbeitens mit Computern und Maschinen (MenschMaschineKollaboration).

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Bei der MRK arbeiten Mensch und Roboter ohne trennenden Zaun im gleichen Arbeitsraum. Dabei werden die besonderen Stärken von Mensch und Roboter gezielt miteinander kombiniert. Typischerweise werden an den Roboter belastende Arbeiten übertragen (z. B. das Heben schwerer Lasten oder die Erledigung monotoner Tätigkeiten). Der Mensch wird entsprechend entlastet und kann seine Flexibilität und Finger fertigkeit bzw. Handwerklichkeit einbringen.

MENSCH-ROBOTER- KOLLABORATION (MRK)


� assistierende Unterstützung des Menschen (z. B. zur Verbesserung der Arbeitsergonomie)� Werkstückzufuhr und entnahme an Werkzeugmaschinen� industrielle Produktion (z. B. in der Montage oder beim Handling)� Medizin (z. B. Unterstützung bei Operationen)

NUTZEN

� Entlastung der Mitarbeiter� Steigerung der Produktivität� Verbesserung der Qualität durch präzise und ermüdungsfreie Ausführung der Tätigkeitsanteile des Roboters� reduzierte Gefahr von Verletzungen, wenn Roboter gefährliche Tätigkeitsanteile vom Menschen übernehmen


� Systematische Betrachtung der Auswirkungen der MRK anhand folgender Leitfragen, um das Potenzial für vorausschauende, menschengerechte Arbeitsgestaltung umfassend zu nutzen:` In welcher Arbeitsumgebung wird der Roboter eingesetzt?` Was sind seine Aufgaben?` Welche Autonomie und welches Aussehen besitzt der Roboter?` In welcher Art arbeiten Mensch und Roboter zusammen?` In welchem Maße kann bzw. muss der Mensch eingreifen?

� MRK zunächst in Pilotbereichen nutzen, um Erfahrungen zu sammeln und Akzeptanz in der Belegschaft zu gewinnen.� Sicherheitsmaßnahmen sind erforderlich (z. B. durch Einsatz von Sensorik, Kameras oder Laserscannern).� weitere zu beachtende Normen und Richtlinien siehe Weber MA (2017) MenschRoboterKollaboration. Zahlen | Daten | Fakten. Institut für angewandte Arbeitswissenschaft. www.arbeitswissenschaft.net/ZDF_MRK

UNTERNEHMENSBEREICH

Produktion, Vertrieb


Architektur

Funktionen

Informationen

Kommunikation

Integration

Asset (»Gegenstand«)

Geschäftsprozesse

Lebenszyklus & Wertschöpfung

Hierarchie

Produkt

Feldgerät

Steuerungseinheit

Station (Maschine)

Technische Anlage

Unternehmen

Vernetzte WeltEntwicklung Nutzung /Wartung

Produktion Nutzung /Wartung

Typ

Instanz

VERNETZUNG DATENAUFBEREITUNG

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Referenzarchitekturen beschreiben typische Zusammenhänge auf meist hohem Abstraktionsniveau. Das deutsche Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) verbindet z. B. den Lebenszyklus eines Produkts mit verschiedenen Hierarchieleveln und (funktionalen Architektur)Ebenen. Referenzarchitekturen enthalten meist Empfehlungen für Strukturen und Integrationen von technischen Systemen und Prozessen bzw. ITProdukten und ITServices. Ähnlich eines Standards sollen Referenzarchitekturen für ein einheitliches Verständnis sorgen und im Falle von RAMI 4.0 die Umsetzung von Indus trie 4.0 in Unternehmen unterstützen.

REFERENZARCHITEKTUR


� Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) (Deutschland)� Industrial Internet Reference Architecture (IIRA) (USA)� Industrial Value Chain Reference Architecture (IVRA) (Japan)

NUTZEN

� sowohl für kleine und mittlere als auch große Unternehmen� Vermeidung von Fehlern und Verzögerungen in einem Projekt zur Umsetzung von Industrie 4.0� Zugriff auf bewährte Best Practices und Lösungskonzepte� Gliederung komplexer Zusammenhänge in kleinere und überschaubare Pakete� reduzierte Komplexität und beschleunigte Wertschöpfung� Verbindung von Insellösungen in der Produktion über einen einheitlichen Referenzrahmen


� Flexible Anpassung des Modells an unternehmensspezifische Anforderungen möglich bzw. nötig — oft durch Auswahl der jeweils relevanten Teilaspekte.

UNTERNEHMENSBEREICH




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Die Abkürzung RFID steht für Radio Frequency Identification und bezeichnet eine Technologie zum automatischen und berührungslosen Identifizieren und Lokalisieren von Objekten, Personen und Tieren mit Radiowellen. Ein RFIDSystem besteht aus einem Transponder, auch Tag genannt, und einem Lesegerät, auch Reader genannt. Grundsätzlich wird zwischen aktiven und passiven Tags unterschieden. Während erstere über eine eingebaute Batterie mit Strom versorgt werden, dient bei passiven Tags die über die Antenne aufgenommene Hochfrequenzenergie während des Kommunikationsvorgangs als Stromversorgung.

RFID-TAG


� Waren und Bestandsmanagement� Positionsbestimmung� Zugangskontrolle� Identifizierung von Objekten, Personen und Tieren� Debit und Kreditkarten mit Funkbezahlsystem

NUTZEN

� geringe Größe� günstig (Kosten einfacher passiver Chips derzeit: etwa 30 Cent bis 1 Euro)� unauffällige Auslesemöglichkeit� keine zusätzliche Energieversorgung für passive Tags (stattdessen energiereicheres Lesefeld des Lesegeräts bzw. Reader notwendig)


� Maximale Reichweite für Tags beachten (passiv 0,5–6 m, aktiv bis zu 10 m).� Ältere Typen senden ihre Informationen in Klartext, keine Verschlüsselung der Daten.� Security beachten.

UNTERNEHMENSBEREICH




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Ein Sensor ist ein technisches Bauteil, das eine gemessene physikalische (z. B. Temperatur) oder chemische Größe (z. B. pHWert) in ein elektrisches Signal umwandelt. Lasersensorik wird meist in Partikelzählern eingesetzt, um Größe und Anzahl von Partikeln in Flüssigkeiten oder Gasen zu detektieren. Kamera oder Bildsensoren finden Einsatz in der Qualitäts und Prozesskontrolle und können auch über spezielle Funktionen wie Infrarot oder Röntgen und Gammastrahlendetektion verfügen. Ultraschallsensoren werden i. d. R. für das zerstörungslose taktile Messen in der manu ellen Qualitätskontrolle oder bei Wartungsarbeiten eingesetzt.

SENSORIK


� Identifikation von Bauteilen und Produkten� Automation von Produktionsprozessen� Bestimmung von Umgebungs und Prozessparametern� Qualitätskontrolle

NUTZEN

� zerstörungsloses taktiles Messen� Erhöhung der Fertigungsgeschwindigkeit� Vermeidung von Produktionsausschuss


� Kabellose Funksensoren schließen Kabelschäden aus und lassen sich schnell und einfach in Betrieb nehmen. Außerdem eignen sie sich für hochdynamische Umgebungen.� Rahmenbedingungen von Sensoren beachten, insb. bei hohen Temperaturen oder aggressiven Flüssigkeiten.

UNTERNEHMENSBEREICH


SICHTFELD-PROJEKTION


INDUSTRIE-HARDWARE DATENBEREITSTELLUNG

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e)Bei der SichtfeldProjektion werden den Nutzenden Informationen in ihr Sichtfeld projiziert, die sie in der Ausführung ihrer Tätigkeit unterstützen. Die Darstellung von Informationen erfolgt dabei üblicherweise in Abhängigkeit des aktuellen Arbeitsfortschritts.


� WerkerAssistenzsysteme zur Anzeige von Montage und Wartungsanweisungen� InProcessQualitätskontrolle� Überprüfung gelieferter Artikel im Wareneingang

NUTZEN

� keine Hilfsmittel wie Datenbrille oder Tablet notwendig, daher benutzerfreundlich und komfortabel� Beibehaltung der Kopfhaltung bzw. Blickrichtung� Arbeitsanweisung direkt auf das Werkstück bzw. die Arbeitsfläche� Fehlerreduktion (z. B. bei der Entnahme aus Bauteilbehältern bei der Fertigung bzw. Montage)� Steigerung von Qualität und Produktivität� Ausführung umfangreicher und komplexer Aufgaben in der Produktion auch von ungelernten Beschäftigten


� schnelle Installation und Inbetriebnahme� individualisierbar durch Apps� flexibel einsetzbar

UNTERNEHMENSBEREICH


SIMULATION



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Mithilfe von Simulationen können die Auswirkungen verschiedener Handlungs und Gestaltungsalternativen untersucht werden. In der Produktion erfordert dies ein digitales Modell eines realen oder geplanten Produktionssystems. Auf dieser Grundlage können Prozessabläufe simuliert werden. Die dabei entstehenden Erkenntnisse können gleichermaßen zur Optimierung bestehender und geplanter Systeme genutzt werden. Dazu genutzte Software ermöglicht oft auch eine animierte Darstellung der simulierten Prozesse in einer virtuellen Umgebung.


� Optimierung von Produktionsanlagen in der Planungsphase und im laufenden Betrieb� Schulung von Personal, insb. Anlagenfahrer in Leitwarten� Training kritischer Situationen, die in der Realität sehr selten auftreten� Vertriebsunterstützung durch Visualisierung von Sachverhalten

NUTZEN

� Vermeidung von Fehlern bereits in der Planungsphase und daher Kostenersparnis� Tests in risikoloser Umgebung� Einblick in die Dynamik eines Systems


� Hohe Flexibilität des Simulationstools von Vorteil, daher ist auf offene Schnittstellen und Skalierbarkeit zu achten.� Simulation sollte in Echtzeit ablaufen.� Software sollte einfach zu bedienen sein.

UNTERNEHMENSBEREICH


SMART FACTORY, SMART PRODUCTION



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Eine Smart Factory (dt.: intelligente Fabrik) ist eine Produktionsstätte, in der Informations und Kommunikationstechnologie (IKT) in den Unternehmensprozessen eingesetzt wird, um flexibler auf Änderungen, Kundenanfragen etc. reagieren zu können. In einer solchen intelligenten Fabrik kommunizieren Menschen, Maschinen und Produktionsressourcen miteinander wie in einem sozialen Netzwerk. Nach aktueller Vorstellung kann das soweit gehen, dass sich eine Smart Factory ohne menschlichen Eingriff weitgehend selbst organisiert. Die technische Grund lage dafür sind cyberphysische Produktionssysteme und die intelligente Vernetzung von Maschinen und Produkten.


� Automatisierung und Individualisierung der Produktion

NUTZEN

� Berücksichtigung individueller Kundenwünsche� rentable Produktion von Einzelstücken� Steigerung der Ressourcenproduktivität und effizienz� höhere Flexibilität in der Produktion� geringerer Personalaufwand in der Produktion� geringere Produktionskosten� kürzere Produktionszeiten


� Smart Factories sind bisher überwiegend zu Demonstratorszwecken und als Modellfabriken zu besichtigen.

UNTERNEHMENSBEREICH




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Smartphones und Phablets sind Mobiltelefone mit umfangreichen Computerfunktionalitäten, die über berührungs empfindliche Bildschirme bedient werden und über eine Internetanbindung verfügen. Über das Internet können Nutzende zusätzliche Anwendungen (Apps) herunterladen und dadurch das Smartphone oder Phablet an den eigenen Bedarf anpassen. Somit eignen sie sich auch für den betrieblichen Einsatz in der Produktion. Die Bildschirmdiagonale eines Phablets ist größer als die gängiger Smartphones, aber kleiner als die von Tablets. Manche Phablets können auch mit einem speziellen Eingabestift bedient werden; dies vereinfacht die Erkennung von Handschriften.

SMARTPHONE, PHABLET


� Kommunikationszentrale (u. a. Mobiltelefon, EMail, Instant Messaging, Videotelefonie etc.)� Taschencomputer (u. a. Textverarbeitung, Taschenrechner etc.)� Außendienst und Servicetätigkeiten (z. B. Montage oder Instandhaltungsanleitung)� mediale Unterstützung im Verkauf� Navigationssystem� Funkmodem für den PC (sog. Tethering)� mobiles Zugangsgerät zu ERP, CRM oder Warenwirtschaftssystem

NUTZEN

� mehrere Anwendungen in einem Gerät� Erweiterung und Personalisierung des Funktionsumfangs zu betrieblichen Zwecken� mobiler Internetzugriff� Handschriftenerkennung (softwareabhängig)


� Integration in bestehendes ITSystem sicherstellen.� Regelmäßig Softwareupdates durchführen.� Sicherheitsrisiken bzgl. Datenschutz und Betriebsgeheimnisse prüfen (z. B. beim Einsatz von InstantMessagingDiensten).

UNTERNEHMENSBEREICH


SMART PRODUCT



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Ein Smart Product (dt.: intelligentes Produkt) ist ein physisches Produkt, das mit anderen Systemen wie Smartphones , aber auch Maschinen und Anlagen kommunizieren kann. Die Kommunikation erfolgt über integrierte IKT (z. B. RFID ). Innerhalb einer Smart Factory kann ein Smart Product die einzelnen Stationen seiner Produktion selbstständig ansteuern. Das Produkt ist dabei eindeutig identifizierbar und jederzeit lokalisierbar. Gleichermaßen bieten Smart Products meist Informationen über ihre Nutzung (z. B. Stromverbrauch einer Maschine).


� kundenindividuelle Produktion� digitale Zusatzleistungen für Produkte (z. B. Tracking)

NUTZEN

� Erhöhung der Flexibilität der Produktion� effizientere und produktivere Fertigung� Identifikation von Produkten über den gesamten Produktlebenszyklus� digitale Zusatzleistungen als Grundlage für neue Geschäftsmodelle


� digitale Infrastruktur notwendig (Breitbandnetze)� teilweise Kooperation über Branchen und Sektorengrenzen hinweg notwendig

UNTERNEHMENSBEREICH


SMARTWATCH



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Eine Smartwatch ist eine elektronische Armbanduhr mit Computerfunktionalitäten und konnektivität. Im Gegensatz zu einer klassischen Armbanduhr mit analoger oder digitaler Anzeige verfügt sie über ein kleines Display, auf dem neben der Uhrzeit unterschiedliche Informationen angezeigt werden (z. B. EMails). Ergänzend zu vorinstallierten Anwendungen lassen sich auf den Geräten zusätzliche Programme (Apps) installieren und so Funktionen hinzufügen, ähnlich wie bei einem Smartphone, Phablet oder Tablet .


� Überwachung und Wartung von Industrieanlagen (z. B. Maschinenstatus im Vorbeigehen von der Smartwatch ablesen, Navigation zu einer defekten Maschine etc.)� Annahme von Transportaufträgen durch Antippen des Displays� Zugangssteuerung für Gebäude, Anlagen und ITSysteme für externe Mitarbeiter (nach Verlassen des Bereichs werden die Daten automatisch wieder entfernt)� Überwachung von Vitaldaten wie Puls oder Herzfrequenz von Mitarbeitern in Hochrisikoarbeitsbereichen

NUTZEN

� effizientere Arbeitseinsätze (z. B. müssen Mitarbeiter nicht aufwändig auf dem Smartphone, Phablet , Tablet oder Bildschirm nachschauen und haben beide Hände frei)� einfache Zusammenarbeit (z. B. Ankündigung kurzfristiger oder neuer Termine)


� Für den vollen Funktionsumfang müssen viele Smartwatches mit einem Smartphone, Phablet oder Tablet verbunden sein.� Platz auf dem Display ist sehr begrenzt, daher Details besser auf einem Smartphone, Phablet oder Tablet darstellen.� Integration in bestehendes ITSystem sicherstellen.

UNTERNEHMENSBEREICH


TABLET



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Ein Tablet ist ein tragbarer Computer mit einem Touchscreen. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Notebook ist es kleiner und leichter, besitzt jedoch keine mechanische Tastatur. Die Bedienung erfolgt über einen berührungsempfindlichen Bildschirm. Der Leistungsumfang und die Bedienung ähneln sehr stark denen moderner Smartphones oder Phablets .


� Verwaltungsaufgaben (z. B. Auftragsverwaltung in der Logistik)� Präsentationen� Informationsbereitstellung in vielen betrieblichen Bereichen� Assistenz� Bedienung von Maschinen

NUTZEN

� einfache Handhabung� kompakte Bauform� sofort einsatzbereit (muss für kurze Einsätze nicht hochgefahren werden)


� Eignen sich aufgrund fehlender Tastatur weniger gut für das Schreiben längerer Texte.� In der Produktion stabile und spritzwassergeschützte Gehäuse einsetzen.� Vor der Anschaffung bzw. Ausgabe der Geräte zuerst Funktionalität und Mehrwert testen.� Schrittweise Einführung ist oft sinnvoll.� Geräte sollten matte, entspiegelte Displays haben.� Je nach Einsatzzweck Vorrichtung für aufrechte Positionierung vorsehen.

UNTERNEHMENSBEREICH


WLAN, BLUETOOTH



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Bei WLAN (Wireless Local Area Network) und Bluetooth handelt es sich um Funkverbindungen. Damit können mehrere Geräte ohne Kabel miteinander verbunden werden und ein Netzwerk aufgebaut werden. WLAN und Bluetooth nutzen zwar gleiche Frequenzbereiche, eignen sich jedoch für unterschiedliche Einsatzzwecke. Für die Verbindung von kleinen Geräten, die sich in unmittelbarer Nähe zueinander befinden (z. B. Smartphone und Smartwatch ) eignet sich Bluetooth sehr gut, da Blue toothChips klein sind und nur wenig Strom benötigen. Mit einer WLANVerbindung können dagegen höhere Übertragungsraten und Reichweiten erzielt werden.


� Kopplung von Smart Devices über Bluetooth� Verbindung mehrerer Personal Computer (PC) in einem Netzwerk

NUTZEN

� keine Verkabelung notwendig� Auf und Abbau flexibler temporärer Netzwerke� hohe Übertragungsraten (Kabelverbindung (LAN) dennoch schneller)� einfache Nutzung


� Funknetzwerke sollten immer verschlüsselt sein.� Reichweiten beachten und ggf. Repeater zur Erhöhung der Reichweite einsetzen.� Störquellen (z. B. Hochspannungsleitungen oder Sicherungskasten) können Funknetzwerke beeinträchtigen.� Hohen Signalstärkenverlust durch Wände berücksichtigen.

UNTERNEHMENSBEREICH


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TECHNOLOGIEKARTEN ZU DIGI TALISIERUNG UND … · zapp2photo/stock.adobe.com CloudComputing beschreibt die Bereitstellung von ITInfra struktur über ein Rechnernetz, ohne dass diese