Digitalisierung – Effiziente Prozesse in Produktion und Logistik

Technologien und Lösungen für die digitalisierte Wertschöpfung

Industrie 4.0 in der Praxis

Schnell fit für die Zukunft

Soviel auch über Digitalisierung gesprochen wird: Den richtigen Einstieg in die digitale Transformation zu finden und sich vom Aufwand und Nutzen überzeugen zu lassen, fällt insbesondere dem Mittelstand schwer. In der Realität ist »Industrie 4.0« deshalb in vielen Betrieben noch eher ein theoretisches Konstrukt. Effizientere Prozesse bringen jedoch schnell echten Mehrwert für Mitarbeiter und Firmen, wenn sie in der Praxis einfach umzusetzen sind. Deshalb entwickelt das Fraunhofer IIS konkrete technologiegestützte Lösungen für Produktion und Logistik, die auf den internen Abläufen der mittelständischen Betriebe aufbauen, unkompliziert zu integrieren sind und so die Unternehmen fit für die digitalisierte Zukunft machen.
 

Wettbewerbsfaktor Digitalisierung –
Mehrwert für Mitarbeiter und Unternehmen


Weniger Theorie, mehr Praxis: Im Rahmen des Forschungsprojekts »Technologien und Lösungen für die digitalisierte Wertschöpfung« unterstützen wir Sie bei der Einführung von »Industrie 4.0«-Lösungen in Ihrem Unternehmen. Wir zeigen in Ihren bestehenden intralogistischen und industriellen Abläufen konkrete Start- und Einsatzpunkte für Erfolg versprechende Anwendungen auf. Aufbauend auf Ihren Produktions- und Logistikprozessen, Ihrem Know-how und Ihren Ressourcen, implementieren wir anschließend gemeinsam klar definierte Digitalisierungslösungen. Dafür arbeitet das Fraunhofer IIS aktuell an fünf praxisrelevanten Anwendungsbeispielen, bei denen Mensch und Technik aufeinandertreffen. In unserem Test- und Anwendungszentrum L.I.N.K. in Nürnberg können die Anwendungen realitätsnah erprobt werden.

Industrie 4.0 in der Anwendung

Dies sind die Anwendungsfelder des Projekts »Technologien und Lösungen für die digitalisierte Wertschöpfung« im Bereich der Digitalisierung.

 

Test- und Anwendungszentrum L.I.N.K.

Das Fraunhofer IIS am Standort Nürnberg bietet eine realistische und anwendungsnahe Entwicklungs- und Evaluationsumgebung für zukunftsweisende Technologien und Dienstleistungen aus den Bereichen Lokalisierung, Identifikation, Navigation und Kommunikation. Unternehmen können hier reale Fertigungs- und IT-Prozesse abbilden und testen.

 

Smartes Behältermanagement

Behälter sind wichtiger Bestandteil innerhalb industrieller Abläufe: Sie dienen zum Schutz, Transport und Lagern von Waren. Ein smartes Behältermanagement für reibungslose Materialflüsse eröffnet ein noch viel größeres Potenzial. Dazu setzen wir ein flexibles und infrastrukturarmes System zur Erkennung, Überwachung und Lokalisierung der Behälter um. 

 

Digitalisierte innerbetriebliche Transporte

Die Effizienzerfassung innerbetrieblicher Transporte mit Flurförderzeugen erfolgt in den meisten Unternehmen nur manuell und sehr lückenhaft. Wir erschließen die Optimierungspotenziale, indem wir »Intelligenz« für Flurförderzeuge entwickeln, die eine Analyse der einzelnen intralogistischen Transportvorgänge ermöglicht.

 

Intelligente Werkzeuge

Schraubvorgänge sind in vielen Fällen bei der Montage qualitätsrelevant – ihre Überwachung gestaltet sich bisher jedoch schwierig. Unser Schlüssel zur Qualitätsüberwachung und Unterstützung der Montagearbeiter ist ein funkbasiertes Werkzeugtracking, welches Bewegung und Position des Schraubers in Echtzeit erfasst und analysiert. 

 

Flexibles Informationssystem

Drahtgebundene Pick-by-Light-Systeme sind unflexibel und bei einer Umgestaltung des Kommissionierbereichs kostspielig. Unser drahtloses Informationssystem ermöglicht es, Fachanzeigen einfach zu installieren und damit temporäre Lageraufbauten und eine schnelle Umgestaltung von Entnahmefächern zu realisieren.

 

Fehlerfreies Kommissionieren

Jeder falsche Griff in der Kommissionierung verursacht Mehraufwände. Assistenzsysteme, die dem Kommissionierer Fehler beim Greifen melden, können jedoch sehr installationsaufwändig sein. Deshalb entwickeln wir ein zuverlässiges Eingriffsüberwachungssystem, das auf induktiver Nahfeldortung basiert.

Unsere digitale Kompetenz

In diesen Bereichen entwickeln wir wesentliche Kompetenzen anwendungsbezogen weiter.

Cyberphysische Systeme (CPS) sollen zukünftig ihr Verhalten abhängig vom Prozessschritt und Ort anpassen. Dazu ist es nötig, dass CPS sich selbst lokalisieren und Prozessschritte zuverlässig anhand von Aktionspunkten erkennen. Wir arbeiten an der Verbesserung und funktionalen Erweiterung existierender CPS und entwickeln kundenspezifische Lösungen im Bereich drahtloser Vernetzungstechnologien – mit dem Ergebnis orts- und prozessbewusster CPS, die Produktions- und Logistikabläufe transparenter machen.

Die Einführung neuer Technologien ist immer auch eine Frage der Wirtschaftlichkeit. Sinnvoll ist sie nur dann, wenn sie Geschäftsprozesse effizienter gestaltet, Kosten senkt oder zusätzliche Dienstleistungen ermöglicht. Wir evaluieren Ihre Geschäftsprozesse und die Auswirkungen des Technologieeinsatzes und entwickeln neue Services und Geschäftsmodelle. Dabei steht unsere ganzheitliche Prozess-Denkweise im Sinne des Supply Chain Managements bei der Betrachtung Ihrer Geschäftsprozesse im Vordergrund.

Für die Vernetzung der realen physischen Welt mit der virtuellen informatorischen Welt sind heutzutage zahlreiche Technologien und IT-Systeme vorhanden – einen Überblick zu behalten fällt schwer. Damit eine effiziente anwendungsorientierte Realisierung neuer CPS gelingt, schaffen wir die nötige Markttransparenz, entwickeln einen modularen Hardware-Baukasten und wählen die passende Hard- und Software aus.

Transparenz über bestehende Märkte und deren Entwicklungen sind die Voraussetzung, um nachhaltige Entscheidungen treffen zu können. Mit Hilfe wissenschaftlich bewährter Methoden untersuchen wir den Markt von Industrie 4.0-Lösungen sowie die wichtigsten Parameter, die deren Entwicklung maßgeblich beeinflussen. So zeigen wir den Stand der Technik, Anwendungen und Entwicklungstrends auf, die zur Absicherung von Investitionsstrategien wertvoll sind.

Für den Erfolg und die Produktivität von Industrie 4.0-Technologien und -Anwendungen spielt der Faktor Mensch eine wesentliche Rolle. Deshalb betrachten wir alle Phasen der Digitalisierung auch aus einer verhaltens- und sozialwissenschaftlichen Perspektive. Wir unterstützen bei der Planung und Konzeption einer motivations- und produktivitätsfördernden Einführung und Kommunikation der digitalen Transformation im Betrieb.

Die Kombination verschiedener CPS zu einem großen System ist aufgrund heterogener Übertragungsprotokolle und Datenformate schwierig. Dabei ist das dezentrale Datenspeichern, -verarbeiten und -steuern essentiell für digitalisierte Anwendungen. Informationen müssen durch gemeinsame Datenformate repräsentiert und ausgetauscht werden können. Dazu arbeiten wir an einem offenen Nachrichten-Protokoll, über das einzelne CPS miteinander kommunizieren und somit schnell und einfach kompatibel werden.

Industrie 4.0 lebt von einem reibungslosen Datenaustausch, wobei die IT-Sicherheit elementar für ihre grundsätzliche Akzeptanz ist. Für ausgewählte Use Cases decken wir sicherheitsrelevante Risiken auf, bewerten sie und leiten entsprechende Handlungsempfehlungen zur Umsetzung eines Sicherheitskonzeptes ab. Dabei liegt unser Fokus auf der Anlagensicherheit sowie der sicheren Funkkommunikation von Feldgeräten und Sensoren.

Das Projekt

Logo Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie

Projektlaufzeit: 2016–2020

Die Forschungsarbeiten werden im Rahmen des Leitprojekts »Technologien und Lösungen für die digitalisierte Wertschöpfung« vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie gefördert. Innerhalb der Initiative BAYERN DIGITAL ist es Bestandteil der Themenplattform Digitale Produktion.

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