Industrie 4.0 Partnerschaft: Heitec und DMG Mori gründen Joint Venture

Heitec und DMG Mori haben auf der SPS IPC Drives die Gründung ihres Joint Venture DMG Mori Heitec bekannt gegeben.

Mit DMG schreiben die beiden Unternehmen ihre seit Jahren erfolgreiche Zusammenarbeit fort und stärken gegenseitig ihre Marktstellung in dem schnell wachsenden Geschäftsfeld der Automatisierung. Von den über 1.000 Mitarbeitern der Heitec Gruppe arbeiten rund 600 an Automatisierungslösungen. Jede vierte Neumaschine von DMG MORI verfügt bereits über eine Automationslösung. Künftig soll jede Maschine mit Automatisierung ausgestattet sein. Basis hierfür ist ein Baukastensystem. Mit modular aufeinander abgestimmten Lösungen liefert DMG MORI Heitec künftig insbesondere klein- und mittelständischen Unternehmen ein durchgängiges Automatisierungskonzept.

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Industrie 4.0 wir kommen! – Maschinenbauer FMB im fränkischen Faulbach

Das fränkische Maschinenbauunternehmen FMB nutzt sein ERP-System konsequent, um Betriebsabläufe zu vereinfachen – und unternimmt damit wegweisende Schritte.

Wenn die Treppenstufen beim Maschinenbauer FMB im fränkischen Faulbach sprechen könnten, würden sie sich bei der hauseigenen IT und deren ERP bedanken. Denn bislang war die Endmontage der Maschinen nicht nur mit Know-how und Präzision, sondern vor allem mit viel Treppensteigen verbunden.
Um die Steuerungssoftware aufzuspielen, musste ein Mitarbeiter aus der Montagehalle ins Büro im ersten Stock laufen, einen USB-Stick mit den maschinenspezifischen Daten holen, die Daten an der Maschine einspeisen und den Stick anschließend wieder ins Büro zurückbringen, damit keine Verwechslungen entstehen können…

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Geschäftsmodelle 4.0 – Projekt BigDieMo

Die digitale Welt eröffnet ungeahnte Möglichkeiten für neue, daten-basierte Geschäftsmodelle. Wie entwickelt man innovative Konzepte?Einen „Werkzeugkasten“ für die Entwicklung neuer digitaler Geschäftsideen haben Wissenschaftler vor Kurzem bei einer Informationsveranstaltung in der IHK Nürnberg für Mittelfranken vorgestellt. Der Methoden-Baukasten wird im Zuge des Projekts „BigDieMo – Geschäftsmodelle 4.0“ erarbeitet, das drei Jahre lang vom Bundesforschungsministerium gefördert wird. Beteiligt sind u. a. die Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), die Universität Hamburg und das Karlsruher Service Research Institute (KSRI).
Weil immer größere Datenmengen verfügbar sind, sieht Prof. Dr. Kathrin Möslein vom Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik der FAU, große Chancen für datenbasierte Geschäftsmodelle. Bis 2020 soll sich die Datenmenge nochmals verdoppeln, sodass mehr als eine Billion Gigabyte erreicht werden dürften. Möslein unterstrich bei der IHK-Veranstaltung: „Der Wert der Daten entsteht erst aus der Verwendung.“ Im Geschäft mit Verbrauchern funktioniere diese Datenauswertung bereits sehr gut, die Marktpotenziale der Digitalisierung sollten auch im Geschäft zwischen Unternehmen noch stärker genutzt werden.

Dafür gibt es bereits viel versprechende Beispiele, ergänzte Dr. Julia Jonas, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl von Prof. Möslein: Saarstahl nutzt die digitalen Möglichkeiten, um durch ein großes Netzwerk an Sensoren im gesamten Herstellungsprozess Materialdefekte in den einzelnen Produktionsschritten in Echtzeit erkennen zu können. Dadurch wurde die Ausschussquote von zuvor fast einem Drittel wesentlich gesenkt. Eine andere Anwendung bietet Fleetboard mit seinen Analysemodellen, um Daten von Fahrzeugen ganzer Unternehmensflotten hinsichtlich Verschleiß, Kraftstoffverbrauch und Unfallrisiko zu erfassen und zu optimieren. Auf diese Weise lässt sich das individuelle Verbrauchsverhalten optimieren und bis zu 15 Prozent Sprit einsparen.

Zu den bekannten Beispielen zählt der Ansatz des Triebwerkbauers Rolls Royce, der statt auf den Verkauf der Produkte auf die Dienstleistung „Triebwerk“ setzt – der Kunde bezahlt nur für die Laufzeit. Wartung oder gar Ersatz gehen zu Lasten von Rolls-Royce. Dafür sammelt der Hersteller jede Menge Betriebsdaten, um Verschleiß oder Defekte frühzeitig zu erkennen. Ein anderes datenbasiertes Angebot hat die US-Firma Verizon entwickelt: Sie erfasst beispielsweise anonyme Geodaten (z. B. wer bewegt sich wann wohin) und reichert sie mit demografischen Informationen (z. B. Alter und Geschlecht) an. Dadurch lässt sich feststellen, wie sich Kunden in Städten verhalten – Informationen, die etwa für den Handel sehr interessant sind.
Dem Geschäft mit den Daten stehen allerdings in der Praxis drei Hauptbarrieren im Weg: Wer ist erstens der Eigentümer von anfallenden Daten? Das kann in einer Pkw-Produktion etwa der Hersteller der genutzten Maschinen sein, der zuliefernde Betreiber einer Fertigungsstraße, der Autohersteller oder gar der Autokäufer. Als zweite Hürde hat Möslein in den Unternehmen eine „Grundangst vor Know-how-Abfluss“ durch die Datennutzung festgestellt. Und drittens wird der Datenaustausch durch fehlende einheitliche Standards erschwert.
Der Baukasten von „BigDieMo“ beinhaltet wissenschaftlich fundierte Werkzeuge und Methoden sowie Anleitungen für deren Einsatz, die auch bei der IHK-Veranstaltung getestet wurden. Strukturierte Vorlagen sollen insbesondere kleinen und mittleren Unternehmen den Weg weisen zu datenbasierten Dienstleistungen. Sie behandeln beispielsweise folgende Aspekte: Welchen Zielgruppen könnten welche datenbasierten Lösungen angeboten werden? Welche Daten sind verfügbar, generierbar oder können von außen generiert werden? Wie können Organisation, Selektion und Aufbereitung der Daten bewerkstelligt werden? Welche Kanäle bieten sich für die Vermarktung an? Welche Erlösmodelle sind denkbar?

Wie der Umgang mit Daten und die Entwicklung datenbasierter Geschäftsmodelle in der Unternehmenspraxis vonstatten gehen kann, berichtete Bastian Bansemir vom Bereich „IT Innovation Management and Scouting“ der BMW Group. Heute sei jeder BMW eine „Datenmaschine“, also ein gigantischer Datenproduzent. Es wäre jedoch für seinen Konzern fatal, alle Schnittstellen offenzulegen und damit Dritten das Geschäftspotenzial zu überlassen. Die Herausforderung für BMW mit seiner klassischen „Produktions-DNA“ sei es deshalb, den Konzern über das reine Produkt Auto hinaus stärker als Mobilitätsanbieter zu positionieren. Der IT-Experte skizzierte methodische Ansätze, um dieses Feld erfolgreich durch neue Angebote zu besetzen. So werden durch eine Simulations-Software („Simulation Cockpit“) verschiedene Szenarien und deren Auswirkungen (z. B. bezüglich der Preissensitivität) simuliert. Auch mögliche „Kannibalisierungseffekte“ neuer Dienstleistungen können untersucht werden. Beispiel: Würden neue Mobilitätsdienstleistungen die konzerneigenen, schon bestehenden Angebote des BMW-Carsharing-Unternehmens Drive Now negativ beeinflussen?

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FuE-Projekt: Fertigungsprozesse integrierter Schaltungen mit bisher unerreichten Strukturgrößen von bis zu 5 nm

Motivation
Europa und vor allem Deutschland besitzen in der Mikroelektronik besondere Stärken in der Automobil-, Energie-, Sicherheits- und Industrieelektronik. Um die Mikroelektronikkompetenz im Hinblick auf eine breite Digitalisierung zu stärken, fördert die Europäische Kommission gemeinsam mit Mitgliedsstaaten in der Initiative ECSEL Forschungsvorhaben und Pilotlinien. Deutsche Schwerpunkte liegen dabei auf multifunktionalen Elektroniksystemen, energiesparender Leistungselektronik, dem Design komplexer Systeme sowie Produktionstechnologien.

Ziele und Vorgehen
Ziel des Projekts TAKE5 ist es, Funktionsdemonstratoren für die Herstellung modernster Mikroelektronik zu entwickeln. Deren kleinste Strukturen sollen bisher unerreichte fünf Nanometer klein werden. Das entspricht einer Ausdehnung von nur noch zehn Atomlagen. Ein zentraler Bestandteil sind leistungsfähige Optiken für extrem kurzwelliges Licht. Der Fokus der deutschen Arbeiten liegt dabei auf der Entwicklung einer innovativen Beleuchtungseinheit durch den Partner ZEISS sowie der Konstruktion komplexer Geometrien für optische Masken durch das beteiligte Fraunhofer-Institut.

Innovationen und Perspektiven
Im Erfolgsfall ermöglicht TAKE5 Mikrochips abermals gesteigerter Höchstintegration. Dies schafft entscheidende Fortschritte bei der Leistungsfähigkeit und Kosteneffizienz von mikroelektronischen Bauteilen. Dadurch wird die europäische Industrie stärker an der Wertschöpfung im Zusammenhang mit den globalen Trends „Internet der Dinge“ und „Digitalisierung“ teilhaben.

Europäische Partner
Belgien: ASM Belgium NV, Interuniversitair Micro-Electronica Centrum IMEC VZW, LAM Research Belgium; Frankreich: Coventor SARL; Israel: Applied Materials Israel LTD, Intel Electronics LTD, Jordan Valley Semiconductors LTD, KLA-Tencor Corporation, Nova Measuring Instruments LTD; Niederlande: ASML Netherlands B.V., FEI Electron Optics B.V.

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FuE-Projekt: Mikro-elektromechanisches Elektroniksystem zur Zustandsüberwachung in der Industrie 4.0

Motivation
Im Zukunftsprojekt Industrie 4.0 bietet sich heute die Chance, über eine intelligente Steuerung und Vernetzung die Flexibilität, die Energie- und die Ressourceneffizienz von Produktionsprozessen auf eine neue Stufe zu heben. Elektronik und Sensorik, die zu den Stärken gerade auch kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) in Deutschland zählen, spielen dabei eine Schlüsselrolle. Durch die Einbettung in Produktionsanlagen und Produkte werden die Potenziale der Mikroelektronik und der Digitalisierung für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 nutzbar gemacht und die Innovationsdynamik der deutschen Industrie gestärkt.

Ziele und Vorgehen
Im Vorhaben wird ein Sensorsystem zur Erfassung von Vibrationen in Produktionsanlagen entwickelt, um durch kontinuierliche Zustandsüberwachung ungeplante Ausfallzeiten zu vermeiden. Die Sensoren sind hochintegriert, vernetzt, energieautark und mit einer selbstlernenden intelligenten Aus-wertung ausgestattet. Sie detektieren Unterschiede zwischen gemessenen und gespeicherten Körperschallprofilen und reagieren auf Änderungen, die auf einen Defekt hindeuten. Zentrale Themen der Entwicklung sind die Energieerzeugung im Sensor selbst sowie die Datensicherheit und die Robustheit des Gesamtsystems unter realistischen Bedingungen.

Innovationen und Perspektiven
Das neuartige System wird robuste, selbstlernende, vernetzte Sensoren ohne externe Energieversorgung oder Batterien umfassen, die durch Aufnahme von Körperschall den Betriebszustand von Maschinen überwachen und bei potenziellen Defekten eine Warnung ausgeben. So werden Datenverkehr und Energieverbrauch minimiert. Die Teilergebnisse, insbesondere die Energieautarkie, lassen sich auch auf andere Probleme im Bereich vernetzter Sensoren übertragen.

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Automationa Valley FuE-Projekt: Nahfeldlokalisierung von Systemen in Produktionslinien Elektroniksysteme

Motivation
Für zukünftige Produktionssysteme nach den Anforderungen von Industrie 4.0 wird die lokale intelligente Kommunikations- und Lokalisierungstechnik immer wichtiger. Existierende Lösungen können aufgrund ihrer Größe nicht unmittelbar in Werkzeuge oder Fertigungssysteme integriert werden. Mit der Entwicklung eines entsprechend miniaturisierten Systems soll eine neuartige Kommunikations- und Lokalisierungslösung geschaffen werden.

Ziele und Vorgehen
Ausgehend von modularisierbaren und hochleistungsfähigen elektronischen Lokalisierungssystemen sollen durch modernste Aufbau- und Verbindungstechniken (AVT), wie der 3D-Integration, neue Realisierungs- und Anwendungsvarianten eröffnet werden. Unter Einsatz neuer, anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (ASICs) wird eine universelle Sensorplattform entwickelt, die durch minimale Anpassungen in unterschiedlichen Industrieanwendungen eingesetzt werden kann. Die Forschungsergebnisse sollen abschließend in Form von Demonstratoren im Industrieeinsatz überprüft werden.

Innovationen und Perspektiven
Die Zusammenarbeit von Lokalisierungseinheiten unterschiedlicher Intelligenz unter Nutzung einer gemeinsamen Infrastruktur ermöglicht den Übergang von bestehenden Insellösungen zu einheitlichen Lösungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0. Neue wissenschaftliche Ergebnisse werden auf dem Gebiet der sich autonom konfigurierenden Systeme, im Bereich der flexiblen Funkprotokolle und der verteilten Positionsberechnung erwartet, wodurch die deutsche Produktions- und Automatisierungstechnik einen Innovationsvorsprung erlangt.

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FuE-Projekt: Mikroelektronik in Deutschland für Industrie 4.0 fit machen

Motivation
Europa und vor allem Deutschland besitzen in der Mikroelektronik besondere Stärken in der Automobil-, Energie-, Sicherheits- und Industrieelektronik. Um die Mikroelektronikkompetenz für die breite Digitalisierung zu stärken, fördert die Europäische Kommission gemeinsam mit Mitgliedsstaaten in der Initiative ECSEL Forschungsvorhaben und Pilotlinien. Deutsche Schwerpunkte liegen dabei auf multifunktionalen Elektroniksystemen, energiesparender Leistungselektronik, dem Design komplexer Systeme sowie Produktionstechnologien.

Ziele und Vorgehen
Im Vorhaben werden Fertigungs- und Logistikprozesse im Rahmen von Industrie 4.0 in der Halbleiterherstellung ganzheitlich betrachtet. Dadurch rücken neben dem steigenden Datenaufkommen auch Sicherheitsaspekte in den Fokus, so dass Mittel gegen Cyberangriffe im Fertigungsumfeld erforscht werden. Ein weiterer Aspekt sind automatisierte Entscheidungsprozesse: Simulationen von Fertigung und Logistik verbessern die Planbarkeit, wodurch die Kosten sinken und die Produktverfügbarkeit und -qualität steigt. Für die Steuerung der Produktionsprozesse werden geeignete Elektronikkomponenten entwickelt. Das Zusammenspiel aller Kompetenzen der europäischen Partner wird in einer Pilot-Fertigungslinie demonstriert.

Innovationen und Perspektiven
Bisherige manuelle Prozeduren werden entfallen und gestatten so eine durchgängige Automatisierung der Halbleiterproduktion. Über Verbesserungen bei Verfügbarkeit, Flexibilität sowie Steuerbarkeit der Fertigungsanlagen soll das Vorhaben eine Signal- und Beispielwirkung auf andere europäische Halbleiterfertiger ausüben und ihre gegenwärtige und zukünftige Wettbewerbsfähigkeit im internationalen Vergleich stärken.

Europäische Partner
Frankreich: Ion Beam Services; Italien: Universita degli Stu di Pavia, L.P.E. SPA, Politecnico di Milano; Österreich: Infineon Technologies, Kompetenzzentrum Automobil- und Industrieelektronik, Know Center, Infineon Technologies IT-Services, Austria Technologie & Systemtechnik, Fraunhofer Austria Research, TU Wien, Plansee SE, AVL List, Universität Klagenfurt, Kompetenzzentrum – Das Virtuelle Fahrzeug, Austrian Institute of Technology, FH Burgenland, Materials Center Leoben; Portugal: Universidade de Aveiro, Instituto de Telecomunicacoes, Nanium S.A., Critical Manufacturing SA

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Bosch-Rexroth: Die I4.0-Fabrik in der Schneewittchenstadt

Die Fabrik der Zukunft beherrscht eine nahezu unbegrenzte Variantenzahl – und das komplett rüstzeitfrei! Dank kompletter Vernetzung sind im Bosch-Rexroth-Werk in Lohr-Wambach über 200.000 Varianten machbar. “Hauseigene” I4.0-Hardware- und Software hilft dabei.

Die „Fabrik der Zukunft“ ist keine Zukunftsvision mehr. Es gibt sie schon. Bestes Beispiel dafür ist das Elektronikwerk von Bosch Rexroth in Lohr-Wombach. in der “Schneewittchenstadt” im Spessart produziert der Automatisierungstechnik-Hersteller – unterstützt von digitalen Systemen eine nahezu unbegrenzte Variantenzahl ohne Rüstzeiten – kundenangepasste Servomotoren und Antriebsregelgeräte mit integrierter Steuerungsfunktion.

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FuE Projekt PRODISYS – Engineering produktionsbezogener Dienstleistungsplattformen

Industrie 4.0 erfordert ein radikales Umdenken in produzierenden Unternehmen. Prozesse, die bisher separat gestaltet und gesteuert wurden, werden durch digitale Technologien miteinander vernetzt, umgestaltet und optimal aufeinander abgestimmt. Wie aber lässt sich dies in der Praxis bewerkstelligen? Die Wirtschaftsinformatik hat hierfür das Konzept der Dienstleistungssysteme entwickelt, in denen Wertschöpfung als Ergebnis der Zusammenarbeit vieler einzelner Beteiligter modelliert wird.

Die Gestaltung produktionsbezogener Dienstleistungssysteme steht im Mittelpunkt des neuen Forschungsprojekts PRODISYS, an dem die FAU mit dem Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) und dem Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik, insbes. Innovation und Wertschöpfung (WI1) beteiligt ist. PRODISYS wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 2,25 Mio. Euro bei einem Gesamtprojektvolumen von 3,0 Mio. Euro gefördert. Weitere Beteiligte im Projekt sind die fortiss GmbH in München als Koordinator und die HHL Leipzig Graduate School of Management über ihr Center for Leading Innovation & Cooperation (CLIC) sowie Audi, Continental, Crossbar, SAP und Xenon als Anwendungspartner. Über einen Zeitraum von drei Jahren werden die Konsortialpartner im Projekt neue Ansätze des Service Systems Engineering im Kontext der digitalisierten Wertschöpfung entwickeln und durch Pilotierung in der Praxis überprüfen. Das Forschungsvorhaben ist zum 01.07.2017 gestartet.

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