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Cyber-physical systems (CPS) have shaped the discussion about Industry 4.0 (I4.0) for some time. To ensure the competitiveness of manufacturing enterprises the vision for the future figures out cyber-physical production systems (CPPS) as a core component of a modern factory. Adaptability and coping with complexity are (among others) potentials of this new generation of production management. The successful transformation of this theoretical construct into practical implementation can only take place with regard to the conditions characterizing the context of a factory. The subject of this contribution is a concept that takes up the brownfield character and describes a solution for extending existing (legacy) systems with CPS capabilities.
Der nutzbringenden Einsatz einer Datenbrille besteht nicht nur aus der Brille selbst. Die potenzielle ressourcenschonende Assistenz bei der Abarbeitung von komplexen Workflows bedarf eine ausreichende Integration in die Anwendungssystemlandschaft. Implikation sind demnach zwei Hauptelemente: die Brille selbst und die Integrationssoftware. Beide Komponenten sind in geeigneter Form auszulegen und auf die intendierten Anwendungsfälle zu konfigurieren. Dieser Beitrag fasst die Erfahrungen aus zahlreichen Projekten zusammen und liefert einen Überblick über die Herausforderungen bei AR-Einführungen.
Im Zentrum Industrie 4.0 Potsdam (ZIP 4.0) kann diese Frage individuell und ohne großen Aufwand beantwortet werden. Mehr noch, mit Hilfe der hybriden Simulationsumgebung ist die Interaktion mit dem AR-Gerät durch den Akteur innerhalb von Fertigungsprozessen möglich. So kann nicht nur der Nutzen demonstriert, sondern auch durch den tatsächlichen Einsatz innerhalb der realitätsnahen Prozessabbildung die Akzeptanz für die spätere Nutzung geschaffen werden.
ControlCenter 4.0
(2021)
The digitalization of value networks holds out the prospect of many advantages for the participating compa- nies. Utilizing information platforms, cross-company data exchange enables increased efficiency of collab- oration and offers space for new business models and services. In addition to the technological challenges, the fear of know-how leakage appears to be a significant roadblock that hinders the beneficial realization of new business models in digital ecosystems. This paper provides the necessary building blocks of digital participation and, in particular, classifies the issue of trust creation within it as a significant success factor. Based on these findings, it presents a solution concept that, by linking the identified building blocks, offers the individual actors of the digital value network the opportunity to retain sovereignty over their data and know-how and to use the potential of extensive networking. In particular, the presented concept takes into account the relevant dilemma, that every actor (e. g. the machine users) has to be able to control his commu- nicated data at any time and have sufficient possibilities for intervention that, on the one hand, satisfy the need for protection of his knowledge and, on the other hand, do not excessively diminish the benefits of the system or the business. Taking up this perspective, this paper introduces dedicated data sovereignty and shows a possible implementation concept.
In der Theorie bieten dezentrale Steuerungsansätze im Produktionskontext einige Vorteile gegenüber monolithischen Zentralsystemen, die sämtliche Funktionen in einer oder wenigen Instanzen vereinen. Allerdings bedarf die praktischen Umsetzung der Anpassung des allgemeinen Konzepts der Dezentralität an die individuellen und spezifischen Anwendungsfälle insbesondere hinsichtlich ihres sinnvollen Umfangs. Ein Anwendungsfall ist die Montage von variantenreichen Produkten. Der vorliegende Beitrag zeigt, wie mittels der geeigneten Kombination von zentralen und dezentralen Ansätzen eine bessere Planbarkeit und Steigerung des Durchsatzes erreicht werden kann. Mit einer flexiblen Taktsteuerung der Arbeitsstationen und geeigneter Assistenz am Montagearbeitsplatz kann die bisherige werkstatt-orientierte Organisation zu einer serienähnlichen Fertigung transformiert werden. Dies geschieht unter Einsatz einer mehrschichtigen Infrastruktur, die den Industrie 4.0-Paradigmen der dezentralen Informationsverarbeitung durch autonome vernetzte Systeme folgt.
Das Industrial Internet of Things (IIoT) verbindet Sensoren, Maschinen und andere mit Computern vernetzte Geräte für industrielle Anwendungen. Durch die Nutzung von IIoT-Plattformen in Produktion und Logistik können Unternehmen ihre Daten systematisch und aggregiert bereitstellen und fördern so eine schnelle und unternehmensübergreifende Kommunikation. Die Potenziale - u. a. innovative Produkte, neue Dienstleistungen und Geschäftsmodelle sowie effizientere betriebliche Prozesse [1]- von cyber-physischen Systemen können auf diese Weise entlang der gesamten Wertschöpfungskette gehoben werden [2].
Der nutzbringende Einsatz einer Datenbrille besteht nicht nur aus der Brille selbst. Die potenzielle ressourcenschonende Assistenz bei der Abarbeitung von komplexen Workflows bedarf einer ausreichenden Integration in die Anwendungssystemlandschaft. Dafür sind Brille und Integrationssoftware in geeigneter Form auszulegen und auf die intendierten Anwendungsfälle zu konfigurieren.
Dieses Kapitel diskutiert die Notwendigkeit einer stärkeren Praxisorientierung für die Schaffung konkreter Lehr- und Lernräume in Unternehmen und zeigt die Vorteile einer Lernfabrik vor dem Hintergrund der stattfindenden Digitalisierung als Mittel zur Kompetenzentwicklung auf. Die technologiebedingt erweiterten Weiterbildungsziele erfordern die Nutzung geeigneter Konzepte und Lösungen. Dahingehend erfolgt die zielorientierte Konkretisierung der Kreation geeigneter Lehr- und Lernsituationen. Die Darstellung der Nutzbarmachung einer Modellfabrik als Lernfabrik der betrieblichen Weiterbildungspraxis zeigt nicht nur eine Lösung für die intendierte Bereitstellung flexibler Lehr- und Lernsituationen, sondern liefert ebenso Handlungsempfehlungen und Best-Practices für die erfolgreiche Kompetenzentwicklung. Insbesondere Praktiker profitieren von der Darstellung der Lernfabrik: aus dieser können sowohl betriebliche Weiterbildner als auch Geschäftsverantwortliche Implikationen für die didaktische Transformation betrieblicher Arbeitsorte in betriebliche Lern-Orte ableiten. Die detaillierte Darstellung einer Tagesschulung zum Thema Auswirkungen von Industrie 4.0 auf die Arbeit der Mitarbeiter sowie Illustration eines Lernszenarios geben reale Einblicke, wie betriebliche Weiterbildung abseits von Lehr-Lern-Kurzschluss-orientierter Didaktik gelingt.
Digitale Plattformen finden zunehmende Verbreitung in unterschiedlichen Industriezweigen. Immer mehr Unternehmen sind an der Erschließung verbundener Potenziale für ihr Geschäft interessiert. Im Maschinen- und Anlagenbau wird die Vernetzung von Maschinen zunehmend ein Wettbewerbsfaktor für Hersteller. Der Einsatz digitaler Plattformen im Maschinen- und Anlagenbau bietet Herstellern Möglichkeiten zur gezielten Erweiterung des Geschäftsmodells. Für die Bereitstellung digitaler Plattformen können Unternehmen auf unterschiedliche Strategien zurückgreifen. Hierbei sollten Unternehmen die für ihre Konstellation geeignete Variante systematisch identifizieren, um die angestrebten Ziele zu erreichen. Die geeignete Strategie ist von einer Vielzahl an Faktoren abhängig. Als Grundlage für die Identifikation der geeigneten Strategie bietet dieser Beitrag eine systematische Untersuchung der möglichen Bereitstellungsstrategien für Unternehmen. Neben der theoretischen Systematisierung werden gegenwärtig genutzte Strategien am Beispiel des Maschinen- und Anlagenbaus in Deutschland vorgestellt. Zudem werden spezifische Merkmale, welche die Nutzung einer Strategie beeinflussen, als Ansatzpunkt für einen Strategieformulierungsprozess identifiziert. Im Maschinen- und Anlagenbau ist die Bereitstellung einer eigenen Plattform, insbesondere bei Großunternehmen vorherrschend. Die Strategien von KMU unterschieden sich von Großunternehmen.
Portal Wissen = Departure
(2021)
On October 20, 1911, the Norwegian Roald Amundsen left the safe base camp “Framheim” at the Bay of Whales together with four other explorers and 52 sledge dogs to be the first person to reach the South Pole. Ahead of them lay the perpetual ice at temperatures of 20 to 30 degrees Celsius below zero and a distance of 1,400 kilometers. After eight weeks, the group reached its destination on December 13. The men planted the Norwegian flag in the lonely snow and shortly afterwards set off to make their way back – celebrated, honored as conquerors of the South Pole and laden with information and knowledge from the world of Antarctica. The voyage of Amundsen and his companions is undoubtedly so extraordinary because the five proved that it was possible and were the first to succeed. It is, however, also a symbol of what enables humans to push the boundaries of their world: the urge to set out into the unknown, to discover what has not yet been found, explored, and described.
What distinguishes science - even before each discovery and new knowledge – is the element of departure. Questioning apparent certainties, taking a critical look at outdated knowledge, and breaking down encrusted thought patterns is the starting point of exploratory curiosity. And to set out from there for new knowledge is the essence of scientific activities – neither protected nor supported by the reliable and known. Probing, trying, courageously questioning, and sensing that the solid ground, which still lies hidden, can only be reached again in this way. “Research is always a departure for new shoreless waters,” said chemist Prof. Dr. Hans-Jürgen Quadbeck-Seeger. Leaving behind the safe harbor, trusting that new shores are waiting and can be reached is the impetus that makes science so important and valuable.
For the current issue of the University of Potsdam’s research magazine, we looked over the shoulders of some researchers as they set out on new research journeys – whether in the lab, in the library, in space, or in the mind. Astrophysicist Lidia Oskinova, for example, uses the Hubble telescope to search for particularly massive stars, while hydrologist Thorsten Wagener is trying to better understand the paths of water on Earth. Economists and social scientists such as Elmar Kriegler and Maik Heinemann are researching in different projects what politics can do to achieve a turnaround in climate policy and stop climate change.
Time and again, however, such departures are themselves the focus of research: And a group of biologists and environmental scientists is investigating how nature revives forest fire areas and how the newly emerging forests can become more resilient to future fires.
Since – as has already been said – a departure is inherent in every research question, this time the entire issue of “Portal Wissen” is actually devoted to the cover topic. And so we invite you to set out with Romance linguist Annette Gerstenberg to research language in old age, with immunologist Katja Hanack to develop a quick and safe SARS-CoV-2 test, and with the team of the Potsdam Center for Industry 4.0 to the virtual factory of tomorrow. And we will show you how evidence- based economic research can inform and advise politicians, and how a warning system is intended to prevent future accidents involving cyclists.
So, what are you waiting for?!
Robotik I
(2018)
Robotik II
(2018)