Kernelemente Industrie 4.0 und ihre Anwendung

am Montag, den 12 Februar 2018.

Vertikale Integration smarter Komponenten und cloudbasiertes Datenmanagement zur optimalen Verteilung von Funktionalitäten

Die Unternehmen können die weitergehende Digitalisierung und die damit einhergehende konsequente Vernetzung von Bauteilen, Maschinen und Systemen mit den Mitarbeitern vielfältig nutzen: für eine technische Weiterentwicklung ihrer Produkte und Prozesse, für die Entwicklung von zusätzlichen Dienstleistungen und für die Entwicklung und Umsetzung neuer Geschäftsmodelle.

Die technische Umsetzung kann dadurch erfolgen, dass zukünftig Komponenten einer Fertigung „smart“ werden, das heißt die Fähigkeit zur cloudbasierten Aufnahme und Verarbeitung von Informationen und Daten besitzen, verknüpft mit der Fähigkeit zur Kommunikation untereinander und mit allen Managementsystemen und den Mitarbeitern.

Dadurch lässt sich eine vollständige „vertikale Integration“ erreichen: die Verfügbarkeit von Informationen und Daten über alle Ebenen der Automatisierungspyramide ermöglicht neue Prozessvarianten, weitere Prozessoptimierungen, Fehlerdiagnose und Fehlererhebung sowie eine sehr fortschrittliche und nutzerfreundliche Mensch – Maschinen – Kooperation.

Cyber physische Systeme und globale Datenverfügbarkeit ermöglichen neue Geschäftsmodelle

Die Unternehmen können die globale Datenverfügbarkeit nutzen. So können physische Fertigungssysteme - aber auch Bauteile - mit zusätzlichen informationstechnischen Funktionen ausgestattet und mit dem Internet verbunden werden. Durch diese „cyber physischen Systeme“ sind alle Daten nicht mehr nur auf den einzelnen Prozess oder auf das einzelne Unternehmen beschränkt, sondern es kann an jedem Ort mit Internetverbindung auf entsprechend angebundene cyber physische Systeme aktiv zurückgegriffen werden. Dies ermöglicht den Unternehmen neuartige Planungs- und Steuerungsmöglichkeiten in Unternehmensnetzwerken.

Smart manufacturing führt zu weiteren Kundennutzen

Die Unternehmen können „smart manufacturing“ zu einer optimierten Beherrschung von Komplexität nutzen, was eine geringere Störanfälligkeit, Steigerung von Effizienz in der Produktion sowie die verbesserte Kommunikation von Menschen, Maschinen und Ressourcen in Echtzeit ermöglicht. Vernetzte Fertigungseinheiten können dadurch zu Bestandteilen einer umfassenden Fertigungsinfrastruktur werden. Die herkömmlichen Wertschöpfungsketten ändern sich dadurch: über Internetplattformen oder „Bauteilproduktionsportalen“ können zukünftig alle notwendigen Daten von Kunden übermittelt und direkt in die Fertigung der Unternehmen übernommen werden.

Digitalisierte Maschinen in Wechselwirkung zu Datenmanagementprogrammen

Die Unternehmen können zusätzlich zu ihren digitalisierten Maschinen Datenmanagementprogramme anbieten und nutzen. Dies ermöglicht ihnen unter anderem eine umfangreiche Datendokumentation und eine weitgehende Datenanalyse nicht nur in ihrer vernetzten Fertigung, sondern auch in ihren Kundenbeziehungen. Diese Programme lassen sich problemlos in die Produktions- und Managementsysteme der Unternehmen einbinden, sie unterstützen damit die vertikale Integration.

Ferner legen diese Programme die Grundlage für eine künstliche „fertigungstechnische“ Intelligenz, die beispielsweise alle Daten des Herstellungsprozesses 
erfasst, bei späteren Bauteilen die benötigte Fertigungstechnik selbständig auswählt und „gelernte“ Parameter stets optimiert und anwendet.

Horizontale Integration ermöglicht eine optimale Verteilung der Wertschöpfungsprozesse

Die vertikale Integration ermöglicht es den Unternehmen, ihre Prozesse weiter zu optimieren, die horizontale Integration ermöglicht den Unternehmen, zusätzlich ihr Geschäftsmodell weiterzuentwickeln. Dabei können die Unternehmen ihre Kunden, Zulieferer und weitere Partner über digitale Plattformen integrieren.

Beide Stränge, die vertikale und die horizontale Integration müssen zusammengeführt werden. Die Vorteile und Möglichkeiten von Industrie 4.0 werden sich für die Unternehmen der Fertigungstechnik nur dann erschließen, wenn es gelingt, sowohl eine technische, vertikale als auch eine geschäftsmodellrelevante, horizontale Integration zu realisieren.

Bei allen Anwendungen von Industrie 4.0 wirken „die Menschen“, das heißt „die Mitarbeiter“, auf allen Funktions- und Qualifikationsstufen gestaltend und verantwortlich mit. In diesem Sinne sind „die Mitarbeiter“ Kernelemente in der Umsetzung von Industrie 4.0. Conversio widmet daher der Unterstützung und Qualifizierung der Mitarbeiter in den Unternehmen besondere Aufmerksamkeit.

Conversio auf der Tagung „Fügen von Kunststoffen im Automobil" 6. / 7. Juni 2018 in Landau

am Montag, den 12 Februar 2018.

Kunststoffschweißen und Industrie 4.0
Konzepte und Anwendungen

Industrie 4.0 kann als Impuls verstanden werden, Informations- und Kommunikationstechnologien mit Fertigungstechnologien und Fügetechnologien zu verknüpfen. Die dadurch entstehenden vernetzten Fertigungs- und Fügesysteme ermöglichen es dem Anwender, Produkte, Fertigungsprozesse, Fügeprozesse und Geschäftsmodelle weiter zu entwickeln. Der Vortrag beschreibt die dazu notwendigen Kernelemente von Industrie 4.0, deren Anwendungsmöglichkeiten beim Fügen von Kunststoffen und die damit verbundenen wirtschaftlichen Potentiale. 

Zu den Kernelementen zählen cyber physische Systeme (cps), bei denen vorhandene mechatronische Systeme mit zusätzlicher Software und Kommunikationsmöglichkeiten ausgestattet werden können. Dadurch kann es zu dezentralen Entscheidungen und weitgehend autonomen Handlungen zwischen beteiligten Elementen des Fügeprozesses kommen. Im Vortrag werden dazu zwei Beispiele vorgestellt. Zum einen wird eine Infrarotschweißeinheit beschrieben, bei der die Wechselwirkung zwischen Bauteil und vorgelagertem Fertigungsprozess zu einer Verringerung der Ausschussrate führen kann. Zum anderen wird die Inbetriebnahme eines Heizelement-Prozesses mit Unterstützung durch eine Selbstoptimierungsfunktion der Heizelementschweißanlage beschrieben.
Cyber physische Systeme ermöglichen auch eine vertikale Vernetzung und damit eine durchgehende Betrachtung aller Stufen des Fügeprozesses. Verbunden mit dem Einsatz zusätzlicher Sensorik und der Anwendung von analytischen Maßnahmen für große Datenmengen (Data Analytics) lassen sich Dienstleistungen wie predictive maintenance für verschiedene Bauteile der Schweißanlage anbieten. Im Vortrag werden diese Informationsassistenzsysteme an konkreten Anwendungen (Monitoring und Analyse) vorgestellt.

Bei allen Anwendungen von Industrie 4.0 müssen die Einbeziehung und die Gestaltungsmöglichkeiten der Mitarbeiter in der Fertigung berücksichtigt werden. Dabei spielen Assistenzsysteme eine entscheidende Rolle.

Neben den schon genannten Informationsassistenzsystemen, wie sie für die predictive maintenance eingesetzt werden, werden im Vortrag die Anwendungen von Systemen der kognitiven und der physischen Assistenz vorgestellt. Bei den kognitiven Assistenzsystemen wird als Beispiel der Einsatz augmented reality gestützter Datenbrillen beim Service von Schweißanlagen gezeigt. Bei den physischen Assistenzsystemen werden Beispiele der Koexistenz und der Kollaboration von Mitarbeitern und Robotern am Beispiel konkreter Fertigungsschritte gezeigt.

Grundsätzlich können die genannten Funktionen durch umfassende Simulationen und „virtuelle“ Fügeprozesse ergänzt werden, wodurch Elemente eines digital engineering (Nutzung von digitalen Schatten und digitalen Zwillingen) zum Einsatz kommen können. Im Vortrag werden diese Möglichkeiten kurz diskutiert.

Im Ausblick des Vortrages wird eine horizontale Vernetzung vorgeschlagen, bei der nicht nur die Fertigungs- und Fügeprozesse innerhalb des Unternehmens, sondern zusätzlich dessen Wertschöpfungspartner wie Zulieferer oder Kunden einbezogen werden. Eine solche horizontale Vernetzung kann eine geänderte Verteilung von Wertschöpfungsanteilen und plattformbasierte Geschäftsmodelle ermöglichen.

Weitere Informationen unter folgendem Link

 

Conversio auf dem Deutschen Schneidkongress 2018 17. bis 19. April 2018 in Solingen

am Montag, den 12 Februar 2018.

Conversio auf dem Deutschen Schneidkongress 2018 17. bis 19. April 2018 in Solingen

Von analogen Skeptikern und digitalen Visionären
Pragmatische Geschäftsmodelle für eine vernetzte schneidtechnische Fertigung

Der Vortrag beschreibt Kernelemente von Industrie 4.0, deren Anwendungsmöglichkeiten für eine schneidtechnische Fertigung und die damit verbundenen wirtschaftlichen Potentiale. Die Erschließung dieser wirtschaftlichen Potentiale, die sowohl Optimierungen bei Produkten und Prozessen als auch die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle umfassen können, kann durch die Implementierung ausgewählter Kernelemente von Industrie 4.0 gelingen. Der Vortrag stellt dazu mögliche Vorgehensweisen für Unternehmen der Schneidtechnik (Gerätehersteller und Anwender) vor.

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Conversio auf der Tagung „Schweissen in der Maritimen Technik und im Ingenieurbau" 25. / 26. April 2018 in Hamburg

am Montag, den 12 Februar 2018.

Schweißtechnik und Schneidtechnik – ready for Industrie 4.0!
Strategien und Geschäftsmodelle für eine vernetzte Fertigung.

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