Ein Überblick
Industrie-4.0-Forschung an
deutschen Forschungsinstituten
in Kooperation mit
EDITORIAL
Gemeinsam forschen für die Zukunft
Bei der Einführung von Industrie 4.0 entscheiden die Ergebnisse aus
der Forschung maßgeblich über den Erfolg im internationalen Wettlauf
und über die Wettbewerbsfähigkeit des Industriestandorts Deutschland.
Wesentliche Erfolgsfaktoren sind die Vernetzung aller Akteure und der
schnelle Transfer von Forschungsergebnissen in die Breite der industriellen Praxis.
Judith Binzer
Dem deutschen Maschinen- und Anlagenbau kommt dabei als Anbieter
und Anwender von Industrie-4.0-Technologien eine Schlüsselrolle zu.
Dabei ist Industrie 4.0 nicht nur ein Thema der größeren Unternehmen,
sondern muss auch für den Mittelstand wirtschaftlich und nutzbringend
umsetzbar sein.
Mit dem VDMA-Forum Industrie 4.0 engagiert sich der Verband, um die
Vision Industrie 4.0 Realität werden zu lassen. Darauf zielen auch viele
Aktivitäten des Handlungsfeldes „Forschung & Innovation“, beispielsweise die „Lab Touren I40“, die im Exkursionsformat zu den Innovationsstätten deutscher Hochschulen führen. Oder der „Forschungskreis I40“,
der branchenübergreifende Forschungsvorhaben im Interesse der
VDMA-Mitglieder im Rahmen der industriellen Gemeinschaftsforschung
(IGF) initiiert.
Vor diesem Hintergrund steht auch die vorliegende Sammlung „Industrie4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“. Ihr
Ziel ist es, den Mitgliedern des VDMA einen Einblick in die Arbeiten der
deutschen Forschungsinstitute im Umfeld von Industrie 4.0 zu geben.
Unternehmen und Forschungsinstitute sollen so dabei unterstützt
werden, zielgerichtet Partner für zukünftige Projekte und Aktivitäten
im Umfeld von Industrie 4.0 zu finden.
Profitieren auch Sie vom Netzwerk VDMA!
Judith Binzer
VDMA-Forum Industrie 4.0
Forschung & Innovation
Inhalt
Industrie 4.0 an deutschen Forschungsinstituten
• BIBABremer Institut für Produktion und Logistik GmbH
an der Universität Bremen
• CIIT
CENTRUM INDUSTRIAL IT, Forschungs- und Entwicklungszentrum
• DiKFachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion,
Technische Universität Darmstadt
• FAPSLehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik,
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
• Fraunhofer AISEC Fraunhofer-Institut für Angewandte und Integrierte Security
• Fraunhofer ESKFraunhofer-Institut für Eingebettete Systeme
und Kommunikationstechnik
• Fraunhofer FIT
Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik
• Fraunhofer FKIEFraunhofer-Institut für Kommunikation,
Informationsverarbeitung und Ergonomie
• Fraunhofer IAO
Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation
• Fraunhofer IDMT
Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie
• Fraunhofer IFF
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung
• Fraunhofer IIS
Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen
• Fraunhofer IISFraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen,
Institutsteil Entwurfsautomatisierung EAS
• Fraunhofer IISBFraunhofer-Institut für Integrierte Systeme
und Bauelementetechnologie
• Fraunhofer IML
Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik
• Fraunhofer IMS
Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme
• Fraunhofer IOSB
Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung
• Fraunhofer IOSB-INA Fraunhofer-Anwendungszentrum Industrial Automation
• Fraunhofer IPA
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung
• Fraunhofer IPK Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik
• Fraunhofer IPT
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie
• Fraunhofer IVVFraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung, Außenstelle für Verarbeitungsmaschinen und Verpackungstechnik Dresden
• Fraunhofer IWUFraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik
Projektgruppe „Ressourceneffiziente mechatronische
Verarbeitungsmaschinen“ (RMV)
• Fraunhofer UMSICHT Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik
• FIAForschungsgebiet Industrie- und Arbeitsforschung, Technische Universität Dortmund, Wirtschafts- und Sozialwissenschaftliche Fakultät
• FIR e.V.Forschungsinstitut für Rationalisierung
an der RWTH Aachen University
• fmlLehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik,
Technische Universität München
Inhalt
• FTK e.V.
Forschungsinstitut für Telekommunikation und Kooperation
• FZI
Forschungszentrum Informatik am Karlsruher Institut für Technologie
• IASInstitut für Automatisierungs- und Softwaretechnik,
Universität Stuttgart
• IFA
Institut für Fabrikanlagen und Logistik, Leibniz Universität Hannover
• IMA/ZLW & IfULehrstuhl für Informationsmanagement im Maschinenbau IMA,
Zentrum für Lern- und Wissensmanagement ZLW & An-Institut für
Unternehmenskybernetik e.V. IfU, RWTH Aachen University
• IMIInstitut für Informationsmanagement im Ingenieurwesen,
Karlsruher Institut für Technologie
• inITInstitut für industrielle Informationstechnik,
Hochschule Ostwestfalen-Lippe
• IPeGInstitut für Produktentwicklung und Gerätebau,
Leibniz Universität Hannover
• IPH
Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH
• IPRI
International Performance Research Institute
• IPS
Institut für Produktionssysteme, Technische Universität Dortmund
• ITA
Institut für Textiltechnik, RWTH Aachen University
• iwbInstitut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften,
Technische Universität München
• LPS
Lehrstuhl für Produktionssysteme, Ruhr-Universität Bochum
• LSWILehrstuhl für Wirtschaftsinformatik und Electronic Government,
Anwendungszentrum Industrie 4.0, Universität Potsdam
• PLTLehrstuhl für Prozessleittechnik
RWTH Aachen University
• PtUInstitut für Produktionstechnik und Umformmaschinen,
Technische Universität Darmstadt
• PTWInstitut für Produktionsmanagement, Technologie und
Werkzeugmaschinen, Technische Universität Darmstadt
• SmartFactory KL e.V. Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V.
• SOFISoziologisches Forschungsinstitut Göttingen,
Georg-August-Universität Göttingen
• STFISächsisches Textilforschungsinstitut e. V.,
Technische Universität Chemnitz
• TECO
Karlsruher Institut für Technologie
• wbk
Institut für Produktionstechnik, Karlsruher Institut für Technologie
• WZLWerkzeugmaschinenlabor WZL, Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik
und Qualitätsmanagement, Lehrstuhl für Produktionssystematik,
RWTH Aachen University
BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH
an der Universität Bremen
Das BIBA ist das älteste An-Institut der Exzellenzuniversität Bremen und zählt zu einer der international renommierten Wissenschaftseinrichtungen Deutschlands. Hier arbeiten rund 130 Menschen in enger Verbindung mit
dem Uni-Fachbereich Produktionstechnik. Sie kommen aus der Produktionstechnik, dem Wirtschaftsingenieurwesen sowie aus der Informatik und angrenzenden Disziplinen. Das BIBA engagiert sich in der Grundlagenforschung, der anwendungsorientierten Forschung, der industriellen Auftragsforschung sowie in nationalen und
europäischen Forschungsverbünden. In seiner Arbeit verknüpft das ingenieurwissenschaftliche Institut die
Schwerpunkte Produktion und Logistik mit der Sicht sowohl auf die Prozesse als auch auf die Produkte.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Unternehmen sind zunehmend eingebunden in kooperative, globale interorganisatorische Produktions- und
Logistiknetze, in denen die Prozesse stetig komplexer
und dynamischer werden. Schon sehr früh hat das
BIBA diese großen Herausforderungen für die Wirtschaft und die Gesellschaft erkannt.
Mit der integrativen Betrachtung der Forschungsfelder
Produktion und Logistik sowie seiner umfassenden
Erfahrung und seinem tiefen Verständnis für Produkte,
Prozesse, kollaborative Unternehmensnetze und komplexe, dynamische Systeme leistet das BIBA seit fast
20 Jahren zahlreiche und vielfältige Beiträge zu den
Fortschritten für die vierte industrielle Revolution.
So initiierte das BIBA unter anderem den DFGSonderforschungsbereich „Selbststeuerung logistischer
Prozesse – Ein Paradigmenwechsel und seine Grenzen“ (SFB 637) und prägt seit Langem über seine
Grundlagenforschung in diesem SFB hinaus die Entwicklungen auf dem Feld „Industrie 4.0“ wesentlich mit.
Dabei setzt das Institut auf einen steten Dialog mit
Wissenschaft und Industrie in aller Welt, auf Anwendungsorientierung sowie auf den Transfer.
Angebote für F&E, Dialog und Transfer
Das Kompetenz- und Transferzentrum bietet Unternehmen die Möglichkeit, neue Technik für Produktion
und Logistik zu erleben, unter Laborbedingungen zu
entwickeln, zu testen und zu evaluieren. Das Serious
Gaming Lab hilft mit technikunterstützten Spielen beim
Kompetenzausbau zum Beispiel bei Risiko-, Lieferketten- oder Innovationsmanagement. Das Computer
VisionLab beschäftigt sich mit Bildverarbeitung und
Künstlicher Intelligenz zum Beispiel für die MenschMaschine-Interaktion. Das LogDynamics Lab ist ein
Anwendungszentrum für Technologien in der Logistik.
Es unterstützt ebenfalls den Transfer in die Praxis.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
ArKoH: Arbeitsprozessorientierte Kompetenzentwicklung für den Hafen der Zukunft
FALCON: Feedback mechanisms Across the Lifecycle
for Customer-driven Optimization of iNnovative product-service design
preIno: Methoden und Werkzeuge für die preagierende Instandhaltung von Offshore-Windenergieanlagen
SFB 637: Selbststeuerung logistischer Prozesse – Ein
Paradigmenwechsel und seine Grenzen
Weitere Beispiele und Filme:
www.biba.uni-bremen.de/industrie4.html
Kontakt:
Christian Gorldt
Telefon +49 421 218 50 100
E-Mail [email protected]
Internet www.biba.uni-bremen.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
CIIT – CENTRUM INDUSTRIAL IT
Forschungs- und Entwicklungszentrum
Im Forschungs- und Entwicklungszentrum CENTRUM INDUSTRIAL IT (CIIT) wird die vielfach geforderte enge
Zusammenarbeit zwischen Industrie und Wissenschaft tatsächlich gelebt.
Das CIIT ist Deutschlands erstes Science-to-Business-Center im Bereich der industriellen Automation. Unter
einem Dach arbeiten und forschen voneinander unabhängige Unternehmen und Institute an der Verknüpfung von
Informations- und Automatisierungswelt.
Das CIIT ist gleichzeitig Produktionsstätte und Umschlagplatz für Ideen rund um die IT-basierte Automatisierungstechnik. Die derzeitigen Partner decken die gesamte Wertschöpfungskette, von der Forschung bis hin zur
Systemintegration, ab.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Treiber und Akteure sind, neben dem Institut für industrielle Informationstechnik (inIT) der Hochschule OWL
und dem Fraunhofer-Anwendungszentrum Industrial
Automation (IOSB-INA), namhafte Technologieunternehmen, wie Phoenix Contact, Weidmüller, ISI Automation, OWITA, Bosch Rexroth, MSF-Vathauer oder
Fischer Mess- und Regeltechnik.
Das CIIT ist eines der drei regionalen Leistungszentren
im BMBF-Spitzencluster „it's OWL - Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe“, bundesweit eine
der größten Initiativen im Kontext Industrie 4.0.
Zusammen mit dem Erweiterungsbau des CIIT und
dem Bau der SmartFactoryOWL, einer knapp 2.000 qm
großen Forschungsfabrik der Fraunhofer-Gesellschaft
und der Hochschule OWL, entsteht in Lemgo ein
Technologiecampus für die Intelligente Automation.
Das CIIT wurde 2008 von der Initiative „Innovation und
Wissen" zu einem Leitprojekt in der Region OWL ausgewählt. 2012 erhielt das CIIT das Prädikat „Ausgewählter Ort im Land der Ideen“ durch die Bundesregierung und Deutsche Bank. 2013 folgte die Auszeichnung „Germany at its best“ durch das nordrheinwestfälische Ministerium für Wirtschaft, Energie, Industrie, Mittelstand und Handwerk. Mit dem Titel „Ort
des Fortschritts“ des Ministeriums für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes NRW, darf sich
das CIIT seit 2014 schmücken.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Kompetenzzentrum für die vierte industrielle Revolution: Industrie 4.0
In gemeinsamen Forschungsprojekten, im Rahmen
angewandter Grundlagenforschung, werden im CIIT
Hightech-Technologien für die Fabrik der Zukunft entwickelt.
An der Schnittstelle von Forschung und Industrie wird
durch neue Formen der Zusammenarbeit eine wesentliche Optimierung des Innovationsprozesses und des
Know-How-Transfers erreicht. Austausch, Kommunikation und ein vertrauensvoller Umgang mit- und untereinander prägen die Arbeit und sind Basis für den Erfolg.
Die Partner des CIIT eint das gemeinsame Interesse,
neue Ideen in Forschungsprojekten zu erarbeiten und
diese später bis zur Marktreife zu entwickeln.
BU: Das Forschungs- und Entwicklungszentrum CENTRUM
INDUSTRIAL IT (CIIT)
Kontakt:
Sybille Hilker
Telefon +49 5261 702-2410
E-Mail [email protected]
Internet www.ciit-owl.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
DiK – Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion
Technische Universität Darmstadt
Das Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion (DiK) wurde 1993 im Fachbereich Maschinenbau der TU
Darmstadt gegründet und wird seitdem von Prof. Dr.-Ing. Reiner Anderl geleitet. Aufgabe des DiK ist es, der Bedeutung der Informationstechnik im Maschinenbau Rechnung zu tragen. Die Informationstechnik wird als integraler Bestandteil des Maschinenbaus verstanden und deren Anwendungsbezug wird in Forschung und Lehre stetig
am Fachgebiet weiterentwickelt. Das DiK stellt somit die Schnittstelle zwischen diesen beiden Disziplinen dar. Es
werden rechnergestützte Methoden und Werkzeuge entwickelt, die den gesamten Produktentstehungsprozess
bis hin in die Produktnutzung verbessern und neugestalten.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Das DiK arbeitet im Bereich der Grundlagen- und Anwendungsforschung sowie der Auftragsforschung. Die
hier erlangten Kompetenzen finden ebenso die direkte
Übertragung in die Lehrveranstaltungen im Bachelorund Masterstudium. Zu den Kernkompetenzen gehören
folgende Bereiche:
Industrie 4.0:
Zentrale Themen des Fachgebiets sind die Beschreibung von Bauteilen, Ressourcen und Mitarbeitern als
Informationsträger, die informationstechnische Beschreibung cyber-physischer Produktionen sowie die
Prozessbeschreibung der Produktentstehung. Hinzu
kommt das Themenfeld der IT-Sicherheit für die neuen
Produktionssystemen.
Informationsintegration:
Hier wird sich mit der Entwicklung objektorientierter
Methoden zur Informationsmodellierung sowie mit der
Konzeption und Realisierung darauf aufbauender Informations- und Systemintegrationen befasst.
Virtuelle Produktentstehung:
Aufgabe dieses Bereiches ist die Konzeption und Entwicklung, Analyse und Evaluierung von prozesskettenorientierten Produktentstehungsmethoden. Hauptaugenmerk liegt auf der Erzeugung und dem Management prozessrelevanter und multidisziplinärer Produktdaten über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg.
Verteiltes und kooperatives Arbeiten:
Es werden Methoden und Tools zur standortunabhängigen, internen wie externen Kommunikation und Kooperation zwischen Unternehmen am DiK erarbeitet
und realisiert.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
• Effiziente Fabrik 4.0: Aufbau von fünf Industrie 4.0
Demonstratoren für den Mittelstand in bestehende
Prozesslernfabrik und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der einzelnen Use Cases.
• CypIFlex: Ziel des Projektes ist es, in Zusammenarbeit mit der IHK Darmstadt und Unternehmen mittelständische Serienfertigungsunternehmen dahingehend zu befähigen, Industrie 4.0 Lösungen zu
entwickeln und diese entlang der Wertschöpfungskette einzuführen.
• SmartF-IT: Entwicklung von Informations- und Prozessmodellen cyber-physischer Montagesysteme,
Gestaltung menschzentrierter Software und Entwicklung bedarfsgerechter Anpassung von Ressourcen und Arbeitsplätzen an die menschliche Arbeitskraft
• Leitfaden Industrie 4.0: Orientierungshilfe zur Einführung in den Mittelstand. Vorstellung eines Workshopkonzepts für die Überführung von Industrie
4.0-Ideen in Konzepte und Geschäftsmodelle.
• IUNO: Entwicklung von sicheren Lösungen in Form
von neuen Technologien, Geschäftsmodellen und
Anwendungsfällen entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Bundesweites Referenzprojekt
zum Thema IT-Sicherheit für Industrie 4.0.
Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Reiner Anderl
Telefon +49 6151 16 6001
E-Mail [email protected]
Internet www.dik.tu-darmstadt.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
FAPS – Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung
und Produktionssystematik
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Das übergreifende Forschungsziel liegt in der Vernetzung aller Teilfunktionen einer Fabrik zu einem rechnerintegrierten Gesamtkonzept. Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke konzentriert die Forschung auf innovative Fertigungsverfahren
und Informationsprozesse für mechatronische Produkte. Durch die Vielzahl der Kooperationen mit wissenschaftlichen Einrichtungen und industriellen Betrieben findet neben intensiver Forschung auch ein stetiger Technologieaustausch mit der Industrie statt. Sowohl langfristige Forschungsprojekte als auch kurzfristige Dienstleistungen
werden in enger Zusammenarbeit mit den Partnern in den vier Lehrstuhlgruppen bearbeitet.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Additive Fertigung optomechatronischer Baugruppen
• Energie- und Ressourceneffizienz in der Produktion
• Evaluierung und Weiterentwicklung von Schnittstellenstandards in der Produktion (z. B. OPC UA)
• Entwicklung webbasierter Assistenzsysteme in der
Fertigung und Montage
• MRK (Mensch-Roboter-Kollaboration)
• Organisation und Kommunikation intralogistischer
Entitäten eines cyberphysischen Produktionssystems (CPPS)
• One-Piece-Flow in der verrichtungsorientierten Fertigung durch Cyber Physical Transport Systems
• Digitalisierung des Arbeitsumfeldes durch optische
Sensorik
• Themen aus der Digitalen Fabrik: Planung und Simulation für die Montage
• Praktikum „Durchgängiges Engineering“ am Beispiel einer automatisierten Montagelinie
• Big Data Ansätze zur Qualitätsregelung im Elektromaschinenbau und in der Elektronikproduktion
• Entwicklung dielektrischer Aktoren, Sensoren und
Generatoren für CPS-Anwendungen
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
S-CPS: Ressourcen Cockpit für Sozio-CyberPhysische Systeme: Betrieb von CPS für die Instandhaltung in einer realen Produktionsumgebung mit besonderem Augenmerk auf das Zusammenwirken zwischen CPS und Mensch
NaLoSysPro: Webbasiertes Werkerinformationssystem zur Unterstützung des manuell geführten
Schraubprozesses; Integration aktueller Positionsdaten
aus einer Funkortung und der Schraubsteuerung
Digitale Produktionsstrategien: Konzipierung und
nutzentechnische Bewertung innovativer digitaler Produktionsstrategien auf Basis einer Klassifizierung der
produzierenden Industrie
Semantische Selbstbeschreibung: für intelligente
und selbstkonfigurierende Produktions- und Automatisierungssysteme
OPCUA@Home: Entwicklung eines Models und eines
Simulationsframeworks zur semantische Kommunikation von intelligenten Geräte in einer Smart Home Umgebung mithilfe von OPC UA
E|Flow: Energieeffiziente, vielseitige und autonome
Transportfahrzeuge für den innerbetrieblichen Materialfluss: Konzeptionierung eines CPPS mit dem Fokus auf
Kommunikation der Entitäten und der Auftragsallokation der Fahrzeuge.
Big-Data-Technologien: evolutionäres Wissensmanagement zur umfassenden Optimierung von Produktionsprozessen für Elektronik und Elektromotoren
Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke
Telefon +49 9131 85-27971
E-Mail [email protected]
Internet www.faps.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Instituts-
Fraunhofer AISEC
Fraunhofer-Institut für Angewandte und Integrierte Security
Das Fraunhofer-Institut AISEC unterstützt Firmen bei der Absicherung ihrer Systeme, Infrastrukturen, Produkte
und Angebote. Im Auftrag von Kunden entwickeln die wissenschaftlichen und technischen Mitarbeiter qualitativ
hochwertige Sicherheitstechnologien zur Erhöhung der Verlässlichkeit, Vertrauenswürdigkeit und Manipulationssicherheit von IT-basierten Systemen und Produkten. Die Labore für Funktions-, Interoperations-, Konformitätstests und Compliance-Tests sind mit modernsten Geräten ausgestattet. Die hoch qualifizierten Sicherheitsexperten bewerten und analysieren im Kundenauftrag die Sicherheit von Produkten, Hardwarekomponenten, Software
und Anwendungen.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Zu unserem Angebot zählt unter anderem:
 Sichere Komponentenidentifikation bei Maschinezu-Maschine-Kommunikation
 Sicheres Remote Update
 Fernwartung von Steuerungskomponenten
 Verhinderung von unzulässigen Manipulationen
über Programmierschnittstellen
 Know-how-Schutz von eingebettetem Code (z.B.
SPS-Code)
 Sicherstellung der Verwertungsketten von Produkten
 Verwundbarkeitsanalyse von industriellen Steuerungsanlagen
 Penetrationstests von Automatisierungskomponenten
 Konzeptentwicklung für individuelle Absicherungslösungen
 Prototypische Umsetzung neuer Sicherheitslösungen und Begleitung der Produktentwicklungsphase
Bei allen Ansätzen werden die jeweiligen besonderen
Randbedingungen des Automationsumfelds, wie Echtzeitbedingungen und Anforderungen an Verfügbarkeit,
berücksichtigt.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Das Fraunhofer AISEC hat bereits in verschiedenen
Projekten seine Erfahrungen im Bereich Industrial
Security zum Einsatz gebracht.
 Systematische Bedrohungsanalyse einer sicherheitskritischen Anlage: Für eine komplexe
Steuerungsanlage wurde eine Analyse der Sicherheitseigenschaften von Geräten und Kommunikation im Betriebs- und Wartungsfall durchgeführt
 Sicheres Remote Update für einen intelligente
Sensor: Konzeptentwicklung und Umsetzung eines
vertrauens- und integritätsgeschützten Updates direkt vom Hersteller der Komponente
 Entwicklung einer Schutzfolie gegen Produktpiraterie: Know-how-Schutz von Software, Algorithmen und Parametern
 Penetrationstest von Steuerungskomponenten:
Im Herstellerauftrag wurde eine Steuerungskomponente auf Schwachstellen und Verwundbarkeiten
(netzwerkbasiert und durch physische Angriffe)
analysiert
 Sicherheitsanalyse eines Industrieroboters:
Entwicklung eines Proof-of-Concept Angriffs auf
einen handelsüblichen Industrieroboter
 Prüfung eines Sicherheitskonzepts für Industriemaschinen: Ein vom Hersteller entwickeltes Sicherheitskonzept wurde auf mit dem aktuellen
Stand der Wissenschaft und Technik abgeglichen
 Studien zum Stand der Technik: Im Firmenauftrag wurden maßgeschneiderte Studien zu speziellen Themen der Industrial Security erstellt.
Kontakt:
Bartol Filipovic
Telefon +49 89 3229986 128
E-Mail [email protected]
Internet www.aisec.fraunhofer.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Fraunhofer ESK
Fraunhofer-Institut für Eingebettete Systeme und
Kommunikationstechnik
Das Fraunhofer ESK forscht anwendungsorientiert an Verfahren der Informations- und Kommunikationstechnik.
Seine Kernkompetenzen, Leitungsgebundene Übertragungstechnik, Funknetze, Zuverlässige Ethernet-/IPKommunikation, Adaptive Systeme und Verlässliche Software, bündeln das technologische Wissen der Geschäftsfelder Automotive, Industrial Communication und Telecommunication.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Vom einfachen Ersatz drahtgebundener Datenübertragung bis hin zu komplexen Industrie 4.0-Szenarien –
Informations- und Kommunikationstechnologien ermöglichen ein höheres Maß an Dynamik und Flexibilität und
eröffnen Fertigungsunternehmen damit völlig neue
Geschäftsmodelle und Wege der Markterschließung.
Die Produktion der Zukunft braucht hochflexible und
hochgradig vernetzte verteilte Automatisierungssysteme mit neuen Kommunikationstechnologien und Steuerungskonzepten. Dafür entwickeln die ESK-Forscher
zum einen Lösungen zur drahtlosen Datenübertragung
und Lokalisierung, welche die nötige Echtzeitfähigkeit,
Stabilität, Robustheit und Verfügbarkeit garantieren.
Zum anderen entwirft das Fraunhofer ESK neue Steuerungs- und Vernetzungskonzepte mit standardisierten
Schnittstellen, die auch webbasierte Steuerungsdienste
ermöglichen und den gestiegenen Flexibilitätsanforderungen gerecht werden.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
 Awair, die Software-Lösung für die Qualitätsüberwachung von Funknetzen, spürt Funkstörungen in Fertigungsanlagen zuverlässig und einfach auf.
 Wireless Troubleshooting: Das Fraunhofer ESK
unterstützt Unternehmen bei der Ursachenforschung
von Funkabbrüchen.
 Plethora, die universelle Prototyping-Plattform für
Funksysteme, stellt Entwicklern unterschiedliche
Sensoren, Funktechnologien und Schnittstellen auf
einem Board zur Verfügung.
 Produktionssteuerung in der Cloud: ESKForscher gestalten die Produktionssteuerung interoperabel und flexibel, in dem sie Teile davon in
eine Cloud verlegen.
Kontakt:
Dr.-Ing. Mike Heidrich
Telefon +49 89 547088 366
E-Mail [email protected]
Internet www.esk.fraunhofer.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Fraunhofer FIT
Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik
Das Fraunhofer FIT betreibt anwendungsnahe Forschung und Entwicklung im Bereich der IuK-Technologie. Das
Institut ist Spezialist für ubiquitäre, cyber-physische Systeme und Lösungen im Internet der Dinge. Schwerpunkte
sind die Überwachung, Optimierung und intelligente Steuerung von Systemen und Geräten in der Produktion
(Smart Factory) oder komplexen Umfeldern wie Smart Homes und Smart Cities mit besonderem Fokus auf Energieeffizienz. Weitere Schwerpunkte sind Kommunikations- und Kooperationslösungen, berufliche Weiterbildungsangebote einschließlich modernster E-Learning-Technologien zum Übergang in das »Arbeiten 4.0« sowie innovative Interaktions- und Visualisierungslösungen auf Basis von Mixed und Augmented Reality.
Schwerpunkte und Kompetenzen
• Energieeffizienz: Energiesparen über intelligente
Überwachung und Steuerung; prozessorientierte
Energieerfassung und Optimierung
• Interoperabilität: service-basierte, Vernetzung komplexer Umgebungen
• Internet der Dinge, Eingebettete Systeme &
Ubiquitous Systems
• durchgängige proaktive Unterstützung für den professionellen Einsatz
• Multimodale Unterstützung für mobile Anwendungen und Services
• Rapid Prototyping & App-Entwicklung für mobile
Plattformen (iPhone, Android, Windows Mobile)
• User Centered Software Engineering für Alle in
Kombination von Anwendungsforschung und Weiterbildung in klassischen Usability-Methoden und
der Weiterentwicklung für Zertifizierung und
Diversity;
• Kooperationssysteme: neuartige Kollaborationsund Arbeitsplatzlösungen für verteilte Organisationen und Teams unter Verwendung von Social
Computing-Konzepten
• Konzeption und Optimierung von Kommunikationsund Kooperationsprozessen
• personalisierte Unterstützung von Aus- und Weiterbildung; Lerndiagnostik und Reflektionsunterstützung
• kollaborative Lernumgebungen
• Mixed Reality-Interaktionsformen
• Arbeitsplatz der Zukunft mit Augmented Reality,
Gestensteuerung und Multi-Touch-Oberflächen
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
• Fraunhofer Leitprojekt E3: Unterstützung der Mitarbeiter durch mobile Anwendungen in komplexen
Umgebungen in der E3-Forschungsfabrik, Chemnitz; Realisierung von Entwicklungstools zur effizienteren Erstellung von I4.0-Anwendungen
• MAESTRI: Entwicklung einer Managementplattform
zur Prozessüberwachung sowie mobiler Anwendungen zur Verbesserung der Nachhaltigkeit
• ebbits: prozessmodell-basierte Energieerfassung
und -Analyse am Beispiel Automobilproduktion;
Identifikation von Optimierungspotential
• SatisFactory – Arbeiten 4.0: attraktive, zufriedenstellende Arbeitsplatzgestaltung in Fabriken durch
Einsatz vernetzter Technologien (Augmented Reality-Systeme, Echtzeit-Produktionsanalysen, Social
Networking)
• SEAM4US – Energiemanagement-System für UBahnstationen: Integration von Messgeräten und
Sensor-Aktuator-Netzwerken in die U-BahnSubsysteme führte zu Einsparungen bis zu 21 %
• Arbeiten 4.0 im Labor: Realisierung einer Smart
Glasses-Arbeitsumgebung für Bayer HealthCare
AG, die Wissenschaftler im Laboralltag durch ortsund situationsgerechte Informationen unterstützt
• ROLE: Responsive Open Learning Environments: Entwicklung einer flexiblen digitalen Lernumgebungen mit hoher autonomer, individueller
Lerner- / Lehrer-Kontrolle speziell mit Hinblick auf
an Industrie 4.0 angelehnte Szenarien
Kontakt:
Alex Deeg
Telefon +49 2241 14-2208
E-Mail [email protected]
Internet www.fit.fraunhofer.de
fitfuerindustrie40.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Fraunhofer FKIE
Fraunhofer-Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie
Das Fraunhofer-FKIE ist ein führendes Institut für anwendungsorientierte Forschung und praxisnahe Innovation
in der Informations- und Kommunikationstechnologie. An den Standorten Wachtberg und Bonn forschen über
400 Mitarbeiter an aktuellen wissenschaftlich-technologischen Herausforderungen in sicherheitsbezogenen Fragestellungen. Das Institut wurde 1963 gegründet und ist seit 2009 Mitglied der Fraunhofer-Gesellschaft. Unsere
Forschung steht im Kontext der Nutzung bei der Bundeswehr, den zivilen Sicherheitsorganen und der Industrie.
Mit einem Jahresbudget von ca. 30 Mio. entwickeln wir Methoden und Verfahren für sämtliche Bereiche der Sicherheit – sei es auf dem Boden, in der Luft, zur See, unter Wasser oder im Cyberspace.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Die Ausrichtung des Instituts liegt auf der anwendungsorientierten Forschung zur Verbesserung der
Leistungsfähigkeit komplexer cyber-physischer Systeme. Dabei geht es um die Weiterentwicklung informationstechnischer Systeme hinsichtlich Datensicherheit,
Interoperabilität und Vernetzung sowie um die Auswertung verfügbarerer Informationen mit hoher Präzision
und Zuverlässigkeit. Bei unseren Arbeiten liegt ein
besonderer Fokus auf den Menschen, die mit ihren
Charakteristiken wesentliche Anforderungen an die
Gestaltung moderner technischer Systeme definieren.
Stärke unseres Instituts ist die vertiefte Auseinandersetzung mit der gesamten Komplexität der Fragestellung bis hin zu Assistenzsystemen für diverse Benutzer und Entscheidungsträger. Dafür forschen wir in 10
Fachabteilungen:
 Sensordaten- und Informationsfusion (SDF)
 Kommunikationssysteme (KOM)
 Informationstechnik für Führungssysteme (ITF)
 Human Factors (HF)
 Mensch-Maschine-Systeme (MMS)
 Systemergonomie (SE)
 Cyber Analysis & Defense (CA&D)
 Cyber Security (CS)
 Kognitive Mobile Systeme (CMS)
 Usable Security and Privacy (USP)
Die fachliche Expertise unserer wissenschaftlichen
Abteilungen und die abteilungsübergreifende Zusammenarbeit ermöglichen Exzellenz im Detail mit dem
Blick auf das Ganze. Bei der Bearbeitung von Projekten können wir daher grundsätzlich auf alle erforderlichen Kompetenzbausteine zurückgreifen.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Industrie 4.0 birgt großes Potenzial und beinhaltet viele
neue Ansätze für die zukünftige Gestaltung der Arbeit.
Innovative Technologien ermöglichen neue, flexible
Arbeitsformen, die häufig mit Informationszugriff zu
jedem Zeitpunkt an jedem Ort verbunden sind. Das
FKIE betrachtet hier speziell den Einsatz tragbarer
Technologien (bspw. Tablets, Smartglasses, Datenbrillen, Wearables) und liefert auf der Basis eigener experimenteller Untersuchungen Richtwerte für die Industrie
4.0. Auf diese Weise wird ein sicherer und beanspruchungsoptimaler Einsatz tragbarer IT-Geräte im Betrieb
unterstützt. Es gilt, den Faktor Mensch in die Gestaltung und Konzeption frühzeitig und umfassend einzubinden, damit der Mensch im Mittelpunkt bleibt. Er ist
wesentlicher Bestandteil einer „Digitalen Fabrik“, die
als Planungsmedium für eine flexible Produktion dient.
Hierzu untersucht das FKIE die Modellierung und Simulation des Menschen u.a. für die Mensch-RoboterKollaboration oder Arbeitsplanung bei. In Zusammenarbeit mit weiteren Partnern wurde an der Entwicklung
eines Analysewerkzeugs zur Bewertung von Arbeitsplätzen und Arbeitsweisen vor Ort mitgewirkt. Dabei
werden Haltungs- und Bewegungsdaten, sowie ihr
Austausch zwischen verschiedenen Menschmodellen
als Planungswerkzeugen betrachtet.
Kontakt:
Dr. Thomas Alexander
Telefon +49 228 9435 480
E-Mail [email protected]
Internet www.fkie.fraunhofer.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Fraunhofer IAO
Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation
Wie arbeiten und leben Menschen in Zukunft? Zu dieser und ähnlichen Fragen forschen Wissenschaftlerinnen
und Wissenschaftler am Fraunhofer IAO und bringen ihre Erkenntnisse ergebnisorientiert in die Anwendung.
Unsere Expertinnen und Experten gestalten das Zusammenspiel von Mensch, Technik und Organisation ganzheitlich und kundenindividuell. Wir unterstützen Unternehmen und Institutionen, Potenziale neuer Technologien
zu erkennen, diese gewinnbringend einzusetzen und attraktive Zukunftsmärkte zu erschließen.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Das Fraunhofer IAO unterstützt Unternehmen und
Institutionen auf dem Weg zu neuen Geschäftsmodellen, effizienten Prozessen und wirtschaftlichem Erfolg.
Mit einem tiefgreifenden Verständnis für Organisationsformen und Technologien schaffen wir den Transfer
von angewandter Forschung in die Praxis. Eingebunden in internationale Netzwerke erforschen und gestalten wir die relevanten Zukunftsthemen für den Wirtschaftsstandort Deutschland. Unser Ziel ist es, das
Zusammenspiel von Mensch, Organisation und Technik systematisch zu optimieren.
Bei technologischen und gesellschaftlichen Megatrends haben wir am Fraunhofer IAO den Finger am
Puls der Zeit. Wir erforschen und gestalten Zukunftsthemen wie etwa
• die Digitalisierung von Produktion, Dienstleistungen
sowie Büro- und Wissensarbeit,
• die Urbanisierung, die Städte zu Zukunftsmärkten
mit erheblichem Potenzial macht,
• den demografischen Wandel und dessen Folgen für
Beschäftigung und Arbeit sowie
• die Mobilität der Zukunft, vor allem mit Blick auf
intelligente Technologien und Nachhaltigkeit.
Wir bieten einen einzigartigen Wissensvorsprung und
zeigen Möglichkeiten auf, wie sie dieses Wissen
schnell auf ihre individuellen Belange anpassen und
gewinnbringend einsetzen können. Dabei stellen wir
den Menschen in den Mittelpunkt unserer Arbeit und
haben gesellschaftliche Auswirkungen stets im Blick.
In Stuttgart verfügt das Fraunhofer IAO über mehr als
2
14.000 m . Darunter zählt auch „Zukunftslabor Industrie 4.0.“, in dem Anwendungsfälle für die vierte industrielle Revolution umgesetzt und ihre Auswirkungen
untersucht werden.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
• Studie „Arbeitswelten 4.0 – Wie wir morgen arbeiten und leben« (2012)
• KapaflexCy - Selbstorganisierte Kapazitätsflexibilität in Cyber-Physical-Systems (2012-2015)
• Studie „Produktionsarbeit der Zukunft – Industrie
4.0“ (2013)
• APPSist - Intelligente Assistenzsysteme in der Produktion (2013-2016)
• MetamoFAB - Metamorphose zur intelligenten und
vernetzten Fabrik, (2013-2016)
• Unternehmensgetragenes Innovationsnetzwerk
„Produktionsarbeit 4.0“ (2013-2017)
• Studie „Industrie 4.0 – Volkswirtschaftliches Potenzial für Deutschland“ (2014)
• Studie „Industrie 4.0 – Eine Revolution der Arbeitsgestaltung“ (2014)
• „Kompetenzatlas Industrie 4.0 in BadenWürttemberg“ (2014)
• Studie „Chinese Industry 4.0 Patents Volume 01“
(2015)
© Bernd Müller, Fraunhofer IAO
Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Wilhelm Bauer
Telefon +49 711 970 2090
E-Mail [email protected]
Internet www.iao.fraunhofer.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Fraunhofer IDMT
Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie
Das Fraunhofer IDMT betreibt anwendungsorientierte Forschung auf dem Gebiet audiovisueller Medien und ist
kompetenter Partner der Wirtschaft bei der Entwicklung zukunftsweisender Technologien für die digitale Medienwelt. Gemeinsam mit seinen Auftraggebern erarbeitet das Fraunhofer IDMT individuelle Lösungen, die konsequent am Nutzen der Kunden ausgerichtet sind. Mehr als 100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am Hauptsitz in
Ilmenau sowie an den Standorten in Erfurt und Oldenburg bearbeiten das Forschungsportfolio.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Das Fraunhofer IDMT ist seit seiner Gründung insbesondere in den Bereichen Audio-Analyse (inkl. Ereigniserkennung, Spracherkennung, Forensik etc.) und
cross-modale A/V-Analyse aktiv, um u.a. Sensordaten
von vernetzten Systemen mittels Machine Learning
auszuwerten. Dazu zählen auch Audiovisuelle Qualitäts- und Produktbewertungen und psychoakustische
Analysen der akustischen Qualität von Produkten.
Die Adressierung von Sicherheits- und Datenschutzfragen im speziellen Kontext von audiovisuellen Medien und Metadaten gehört ebenso zum KompetenzPortfolio des Instituts, wie z.B. die Entkopplung von
realen und pseudonymen Identitäten von Nutzern und
Sensoren sowie die Bereitstellung geeigneter IDManagement-Verfahren zur Registrierung und Authentifizierung u.a. von Sensoren.
Die Leistungen im Bereich Metadaten-Modellierung
und Herstellung semantischer Interoperabilität sowie
Management und Speicherung von Mediendaten und
Metadaten spielen auf Grund der immer häufiger anfallenden audiovisuellen Medien bei der Prozess- und
Qualitätsüberwachung sowie in den vernetzten, cloudbasierten Kommunikationen der Industrie eine immer
größere Rolle in unseren Angeboten.
Industrienahe Kompetenzen für Evaluationen inklusive
Usability-Assessments, die vor allem für die Entwicklung nutzerfreundlicher Lösungen z.B. im Zusammenspiel mit Sicherheits- und Datenschutzfragen nötig
sind, ergänzen die Kompetenzen über den Medienkontext hinaus. So dient die Entwicklung von Technologien
zur Daten- und Sensorfusion vor allem der Gefahrenerkennung in Echtzeit im Bereich Mensch-MaschineInteraktion.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
BROSE - Acoustic Condition Monitoring
• akustische Qualitätsprüfung von Sitzverstellmotoren
(End-of-Line)
• Erstellung und Training komplexer akustischer Muster für die automatisierte Beurteilung von Motorengeräuschen mittels maschinellen Lernverfahren
Procter & Gamble / BRAUN - Smartphone-App für
elektrische Zahnbürsten
• akustische Analyse und Anzeige von nutzertypischen Putzgeräuschen elektrischer Zahnbürsten in
mobilen Applikationen
• Erstellung und Training komplexer akustischer Muster für die automatisierte Klassifizierung von Putzgeräuschen mittels maschinellen Lernverfahren
EAR-IT - EU-Forschungsprojekt
• Neue Verfahren zur Nutzung von akustischen Daten in intelligenten Gebäuden und vernetzten Städten
• Anwendungen im Bereich Sicherheit, Verkehr und
Energieeffizienz mit Wiederverwendung in der Industrie
Sim4Save - Intelligente Raumüberwachung für
Industriearbeitsplätze
• Simulation idealer Positionierung von Kameras in
besonders gefährdeten Arbeitsbereichen
• optimale Erfassung von Arbeitsbereichen zur Erkennung von Gefahrenpotenzialen
Link4Save - Erhöhte Sicherheit an robotergestützten Arbeitsplätzen
• Kommunikationseinheit zwischen Überwachungstechnik und Robotersteuerung
Auswertung komplexer Sensorinformationen zur Erkennung kritischer Ereignisse bei Mensch-MaschineInteraktion.
Kontakt:
Steffen Holly
Telefon +49 3677 467 190
E-Mail [email protected]
Internet www.idmt.fraunhofer.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Fraunhofer IFF
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung
Als Technologiepartner für produzierende Unternehmen entwickeln die Wissenschaftler Technologien, Verfahren und Produkte und führen diese in die Praxis ein. Das Digital Engineering für die Entwicklung, Herstellung
und den Betrieb von Produkten und Produktionssystemen spielt dabei eine zentrale Rolle.
In den Forschungsfeldern »Intelligente Arbeitssysteme«, »Ressourceneffiziente Produktion und Logistik« und
»Konvergente Versorgungsinfrastrukturen« entwickelt das Institut praxisnahe Lösungen. Die Experten nutzen
dabei ihre Kompetenzen in der Robotik, beim Messen und Prüfen, bei der Gestaltung von Prozessen in Produktion und Logistik sowie bei der technologiebasierten Assistenz und Qualifizierung.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Entwicklung von Lösungen für Produktionssysteme
der Zukunft im Forschungsfeld »Intelligente Arbeitssysteme«:
• neue Technologien der sensorbasierten Datenerfassung,
• multimodale, effiziente und echtzeitfähige Datenverarbeitung,
• Planung und Steuerung intelligenter Logistikräume,
• Wissensvermittlung an Arbeitspersonen in Form
von Lern- oder Assistenzsystemen
• eine menschzentrierte Assistenz (informationelle, technische Assistenz) und
• Technologien für die sichere Mensch-RoboterKollaboration zur Unterstützung überwiegend
manueller Tätigkeiten in Montageprozessen
bzw. zur Effizenz- und Qualitätssteigerung.
Dazu gehören z.B. Roboter oder Prüfassistenten,
die mit den Arbeitspersonen eine neue Form der
Zusammenarbeit ermöglichen.
Neue sensorgestützte Assistenzsysteme werden für
komplexe Montage eingesetzt, die Unterstützungsbedarf erkennen, diesen ausführen und anhand der
permanenten Überwachung von Produkt- oder
Prozessabweichungen optimieren.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
• Mit Digital Engineering zeitgleich Produktionsanlagen
entwickeln und bauen – für stark verkürzte Entwicklungszeiten, reduzierte Kosten und optimierte Konstruktionen
• Cyber Inspection beim TÜV Nord: mobiles Assistenzsystem für die Prüfung von Industrieanlagen
• Entwicklung kompletter Mensch-RoboterKooperationslösungen für die Automobilindustrie
• Fühlende Haut für Roboter: Entwicklung druck- und
näherungssensitiver Sensorsysteme, die in Form einer Haut auf die Roboter aufgebracht werden. Berührt
ein Mensch den Roboter, stoppt der Roboter ab.
• Sichere Mensch-Roboter-Kollaboration: Der Roboter
darf den Menschen bei der Zusammenarbeit auf keinen Fall verletzen. Doch wann resultiert eine Berührung in eine Verletzung? Dies untersuchten die Magdeburger Forscher erstmals in diversen Studien.
• Automatische Vollständigkeitsprüfung an Flugzeugrumpfschalen für Flugzeugbauer Premium AEROTEC
GmbH
• Kognitives Assistenzsystem zur Unterstützung der
Informationserfassung und -verarbeitung im Lager
des Windenergieanlagenhersteller Enercon
Kontakt:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E. h. Dr. h. c. mult.
Michael Schenk
Telefon +49 391 / 40 90 - 0
E-Mail [email protected]
Internet www.iff.fraunhofer.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Fraunhofer IIS
Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen
Das 1985 gegründete Fraunhofer IIS ist heute das größte Fraunhofer-Institut. Rund 880 Mitarbeiterinnen und
Mitarbeiter arbeiten in der Vertragsforschung für die Industrie und öffentliche Einrichtungen. Das Budget beläuft
sich auf 120 Millionen Euro pro Jahr. Mit der maßgeblichen Beteiligung an der Entwicklung der Audiocodierverfahren mp3 und MPEG AAC ist das Fraunhofer IIS weltweit bekannt geworden. Weitere Forschungsfelder sind
u.a. Bildsysteme, Energiemanagement, IC-Design, Kommunikation, Lokalisierung, Sensorsysteme, zerstörungsfreie Prüfung. Die Arbeitsgruppe für Supply Chain Services ergänzt das Profil um betriebswirtschaftliches und
anwendungsbezogenes Know-how aus Produktion, Handel und Logistik.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Kommunikation, Lokalisierung, Prozess-Monitoring und
Sensorik mit lokaler Anwendungslogik und Prozesswissen auf mobilen Plattformen sind die Basis für Industrie 4.0-Anwendungen. Das Fraunhofer IIS entwickelt Basistechnologien und Systeme zur Ortung, Identifikation und drahtlosen Prozessdatenkommunikation
sowie für intelligentes Energiemanagement. In Verbindung mit der betriebswirtschaftlichen Expertise des
Fraunhofer IIS können so Arbeitsabläufe effizienter
gestaltet werden.
• Antennentechnologien mit Multibeamforming für
Pulklese-Anwendungen
• Assistenzsysteme für Montage und Produktion
• Drahtlose Kommunikations- und Sensortechnik für
Asset-Management und Asset-Tracking
• Energiemanagement, um Energieverbrauch und
-bedarf an Maschinen zu erfassen und zu steuern
• Energy-Harvesting für den wartungsarmen Betrieb
von Sensorik und Kleinstverbrauchern
• Entwicklung neuer Dienstleistungen und Geschäftsmodelle
• Funksensoren und -technologien für die komplette
Positions- und Zustandsüberwachung
• Geofencing für gefährdete Umgebungen
• Integrations- und Anwendungsplattform für die
Adaption von CPS-Technologien in Prozesse
• Intelligentes Batteriemanagement
• Polarisationsbildgebung zur Qualitätskontrolle
• RFID-Technologien für vernetzte Informations- und
Zustandsdatenübermittlung
• Robuste drahtlose IOT-Technologie zur Überwachung von großen Produktionsanlagen
• Selbstorganisierende drahtlose Sensornetze für die
lokale Prozesssteuerung
•
•
•
•
Technologie- und Innovationsmanagement für
Industrie 4.0 Anwender
Unterstützung zur informatorischen und prozessualen Integration von CPS-Technologien
Virtual Reality für Produktionsplanung
Vollautomatische, intelligente Prüfsysteme
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
AUTLOG: Lokalisierung für die Automatisierung
Daedalus: Modulare, energieautarke Trackingsysteme
IKE: Kennzahlenbasierte Optimierung und Steuerung
der Transportlogistik durch awiloc-Lokalisierung von
Flurförderzeugen
LEISTMON: Leistungsmonitoring (Spannung- und
Strommessung) für elektrische Großverbraucher
ORAT: Ortung in der Automatisierung
s-net SmartTracking: Mobile Plattform die Kommunikation, Lokalisierung, Sensorik mit Anwendungslogik und
Prozesswissen vereint
Pick-by-local-light: Drahtlos vernetztes Signalisierungssystem für Kommissionierprozesse
SELECT: Kombination von RFID und UWBLokalisierung für die Produktion
Werkzeugtracking: Autarkes Monitoring und Tracking
von Werkzeugen in der Produktion
WISMIT: Lokalisierungslösungen z.B. für gefährdete
Bereiche oder Gabelstaplerortung
OGEMA 2.0: Sicheres und unabhängiges Framework
für Energiemanagement und Prozessoptimierung
Behältermanagement 4.0: Intelligentes Behältermanagement zur Steuerung von Materialflüssen
Kontakt:
Prof. Dr. Alexander Pflaum
Telefon +49 911 58061 9572
E-Mail [email protected]
Internet www.iis.fraunhofer.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Fraunhofer IIS
Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen
Institutsteil Entwurfsautomatisierung EAS
Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS ist eine der wichtigsten deutschen Forschungseinrichtungen für die Entwicklung von mikroelektronischen Systemen und Software. Die Wissenschaftler im Institutsteil
Entwurfsautomatisierung EAS in Dresden entwickeln Methoden und Werkzeuge für den zuverlässigen Entwurf
von immer komplexeren elektronischen und mechatronischen Systemen. Dadurch optimiert und beschleunigt sich
die Umsetzung von Produktanforderungen in Schaltkreise, Geräte oder komplexe Sensorsysteme. Einen weiteren
Schwerpunkt der Arbeiten bilden innovative Eigenentwicklungen, zum Beispiel in der Bildsensorik oder der Zustandsüberwachung von Anlagen.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Die zunehmende Vernetzung von Mechanik und Informationstechnik in der Produktion ermöglicht nicht
nur die Steigerung der Produktivität, sondern bietet
auch Raum für neue Geschäftsmodelle. Auf der anderen Seite stehen Anwender jedoch auch vor vielen
Herausforderungen bei der Entwicklung neuer Technologien und der Integration in ihre Produkte und Prozesse.
Das Fraunhofer IIS/EAS beschäftigt sich daher mit
dem Entwurf von robusten und zuverlässigen mechatronischen Komponenten und Systemen sowie
der Entwicklung von Methoden und Verfahren für
die Analyse, Validierung und Optimierung dieser
Systeme. Ziel ist es die Verfügbarkeit von Anlagen
und Maschinen zu steigern sowie den Integrationsaufwand zu verringern.
Unsere Kernkompetenzen erstrecken sich hierbei vom
Schaltungsentwurf über die Sensorentwicklung bis zur
Gestaltung von Systemlösungen. Im Detail liegen unsere Themenschwerpunkte in den folgenden Bereichen:
• Systementwurf und –verifikation
• Bewertung von Robustheits- und Zuverlässigkeit
auf Technologie- und Designebene
• Miniaturisierung komplexer Systeme durch 3DIntegration
• Entwicklung von anwendungsspezifischer Bildverarbeitungssysteme
• Intelligente Zustandsüberwachung von Maschinen
und Anlagen
• Entwicklung und Umsetzung selbstkonfigurierender
Kommunikationsnetzwerke
• Mobile Fehlererkennungs- und Überwachungssysteme für Funkkommunikation
• Energieoptimale Steuerung von Produktionsabläufen
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
RoMulus (2015 – 2018)
• Erarbeitung neuer Technologien und Entwurfsmethoden zur Entwicklung robuster Multisensorik für
die Zustandsüberwachung
• Steigerung der Entwurfs- und Testeffizienz für Multisensorsysteme
CMS-VI (2015-2018)
• Entwicklung eines modularen Baukastensystems
für die Zustandsüberwachung unter Beachtung der
Integration in ein Gesamtsystem
• Zentrale cloud-basierte Datenverarbeitung
fast realtime (2015 – 2018)
• Optimierung der Echtzeitfähigkeit von verteilten
Sensor-Aktor-Systemen zum verbesserten Einsatz
in der Industrieautomation
• Berücksichtigung von Sicherheitsaspekten
• Ableitung von Entwurfsrichtlinien sowie erste Demonstratoren
Effektiv (2013 – 2016)
• Entwicklung von Methoden und Werkzeugen zur
Fehlereffektsimulation für Motion-Control-Systeme
in der Automatisierungsindustrie (virtueller Stresstest)
AutASS (2010-2013)
• Schaffung intelligenter, autonomer Selbstdiagnosefähigkeiten von Antriebssystemen ohne zusätzliche
Sensorik
• Weiterentwicklung multiphysikalischer Simulationsverfahren
Kontakt:
Dr. Michael Galetzka
Telefon: +49 351 4640 744
E-Mail [email protected]
Internet www.eas.iis.fraunhofer.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Fraunhofer IISB
Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und
Bauelementetechnologie
Das Fraunhofer IISB in Erlangen betreibt angewandte Forschung und Entwicklung in den Geschäftsbereichen
Halbleiter und Leistungselektronik. Das IISB deckt dabei in umfassender Weise die komplette Wertschöpfungskette für Elektroniksysteme vom Grundmaterial bis zur leistungselektronischen Anwendung ab, mit Schwerpunkten in den Anwendungsgebieten Elektromobilität und Energieversorgung. In enger Kooperation mit der Industrie
erarbeitet das Institut Lösungen auf den Feldern Materialentwicklung, Halbleitertechnologie und -fertigung, elektronische Bauelemente und Module, Simulation und Zuverlässigkeit bis hin zur Systementwicklung in der Fahrzeugelektronik, Energieelektronik und -infrastruktur.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Optimierte Fertigungsgeräte und -prozesse, v.a. für die
Halbleitertechnologie, sowie leistungselektronische
Systeme für die Energieversorgung und energieeffiziente Fertigungsanlagen:
• Entwicklung technologischer Prozesse und Charakterisierungsverfahren für die Mikro- und Leistungs2
elektronik (u.a. 1500m Reinraumfläche bis ISO
Klasse 3 sowie umfangreiche Ausstattung an industriekompatiblen Prozessgeräten und Analyseverfahren)
• Entwicklung von Fertigungsgeräten inkl. zugehöriger Prozesse, z.B. neuartige optische Messverfahren, Prozesskontrollverfahren
• Datenbasierte Fertigungsoptimierung: Algorithmen
zur Fehlererkennung und Klassifizierung, „Prozess
zu Prozess“-Kontrolle, vorausschauende Wartung,
virtuelle Messtechnik
• Prozess- und Geräteplanung bei der Fertigung von
Cyber-Physikalischen Systemen
• Kontaktlose, induktive Übertragung von Energie
und Daten in schnell bewegte Komponenten sowie
robuste induktive Stecker für hoch automatisierte,
autonome Fertigungsanlagen
• Lokale Gleichstrom(DC)-Netze für industrielle Umgebungen unter Einbindung von lokaler Energieerzeugung und Speicherung
• Nachhaltige Energieversorgung und -infrastruktur
unter industriellen Randbedingungen: Leistungsspitzen, Netzrückwirkung, Blindleistung, sekundäre
Energieformen (Kälte, Wärme, Prozessgase) und
Verfügbarkeit
• Das IISB ist Partner im Leistungszentrum Elektroniksysteme (LZE, www.lze.bayern).
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Vorausschauende Wartung bei der Ionenimplantation
in der Halbleitertechnologie: Relevante Parameter
werden kontinuierlich von einem bayesschen Netz
ausgewertet und der Ausfall des Filaments mit einer
Genauigkeit von 10-20 Stunden prognostiziert. Damit
kann die Wartung exakt geplant und ein Ausfall vermieden werden.
Kontakt:
Dr. Bernd Fischer
Telefon +49 9131 761-0
E-Mail [email protected]
Internet www.iisb.fraunhofer.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Fraunhofer IML
Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik
Das Fraunhofer IML gilt als erste Adresse für alle Fragestellungen rund um eine ganzheitliche Logistikforschung.
Unter dem Motto 100% Logistik wird auf allen Feldern der inner- und außerbetrieblichen Logistik gearbeitet. Die
Logistik als das verbindende und bewegende Element moderner Wertschöpfungsnetze ist prädestiniert für den
Einsatz von Industrie 4.0 Technologien, Methoden und Geschäftsmodellen. Als eines der Pionierinstitute im Bereich des Internet der Dinge arbeitet das IML seit über 10 Jahren an dem Grundprinzip der vierten industriellen
Revolution – der dezentral und selbstorganisierten Steuerung von Prozessen und Maschinen. In diesem Themenfeld erforscht und entwickelt das IML Bausteine für eine effiziente Logistik von intelligenten Behältern bis zu neuartigen Managementmethoden für die Migration zur Industrie 4.0.
Schwerpunkte und Kompetenzen
100% Technologie
Ziel ist die Entwicklung von technischen Lösungen und
deren Planung zur Bewältigung der steigenden Komplexität in Produktions-, Handels- und Logistiksystemen. Beispielhafte Schwerpunkte sind dabei:
• Die Schaffung von automatischer Transparenz und
Compliance (z.B. AutoID, Cloud, etc.)
• Wandelbarbeit und Skalierbarkeit durch die Reduzierung von Infrastruktur (z.B. RackRacer),
• modulare Steuerungssysteme (MAS),
• hybride Planungssysteme von Logistiksystemen
• Assistenzsysteme auf Basis von Simulationswerkzeugen, die den Menschen unterstützen.
100% Management
Das IML erforscht und entwickelt mit und für die Umsetzung von Industrie 4.0 Managementmethoden und
Werkzeuge im Sinne eines übergreifenden Supply
Chain Management. Schwerpunktthemen sind dabei:
• Flexibilität und Wandlungsfähigkeit
• Neue Geschäfts- und Organisationsmodelle
• Neue Mess- und Steuerungsinstrumente
• Migrations- und Transformationsstrategien für die
Umsetzung von Industrie 4.0
100% Transport und Mobilität
Das IML begleitet seine Kunden von der Planung bis
zur Realisierung in allen Bereichen der Verkehrslogistik, der Kreislaufwirtschaft, der Mobilität und des Gesundheitswesens. Smart Transportation Logistics ist
dabei ein Baustein der Industrie 4.0.
Aktuelle Studien:
•
•
Erschließen der Potenziale der Anwendung von "Industrie
4.0" im Mittelstand – agiplan, Fraunhofer IML, zenit, 2015
„Zukunftsbilder Transport und Logistik 2030“ Daimler - DB
Mobility Networks Logistics - Fraunhofer IML, 2014
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
• InBin - der intelligente Behälter kommuniziert mit
Menschen und Maschinen, trifft eigenständig Entscheidungen, überwacht seine Umgebungsbedingungen und steuert Logistikprozesse.
• iDisplay - das elektronische Etikett. Das mobile
Managementsystem sorgt für einen transparenten
Daten- und Informationsaustausch und löst manuelle Etikettenlösungen ab.
• RackRacer – Das kletternde Shuttle bewegt sich
selbstständig horizontal und diagonal im Regal –
ohne Lift. Die gesamte Steuerung (Agentensystem)
ist on Bord.
• SMART FACE – „Smart Micro Factory für Elektrofahrzeuge mit schlanker Produktionsplanung“ –
verknüpft erstmalig den Informationsfluss durch
eingebettete Systeme mit dem realen Materialfluss
und erlaubt so eine deutlich schlankere Planung.
• InventAIRy – Identifikation mit autonomen Flugrobotern ermöglicht beispielsweise eine drohnenbasierte Inventur.
• SmARPro – Das SmARPro Gesamtsystem soll die
Auftragsebene bestehend aus Leitsystem, Warehouse Management-Systemen und dem Enterprise Resource Planning mit der Device-Ebene,
bestehend aus Wearables und Maschinen verbinden. Informationen erscheinen genau da, wo der
Mensch sie zum jeweiligen Zeitpunkt benötigt.
Kontakt:
Christian Prasse
Telefon +49 231 9743 269
E-Mail [email protected]
Internet www.iml.fraunhofer.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Fraunhofer IMS
Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und
Systeme
Das Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS beschäftigt sich mit der Entwicklung von mikroelektronischen Schaltungen, elektronischen Systemen, Mikrosystemen und Sensoren. Aufgrund
seines umfangreichen Know-hows, dem Zugang zur Technologie und den hochwertigen Entwicklungsleistungen
ist das Duisburger Institut weltweit ein anerkannter Partner für die Industrie. In acht Geschäftsfeldern widmet sich
das Fraunhofer IMS der angewandten Forschung, der Vorentwicklung für Produkte und deren Anwendungen.
Stabile, effiziente und vermarktbare Technologien und Verfahren, die in vielen Branchen zum Einsatz kommen,
stehen dabei im Mittelpunkt der Auftragsarbeiten.
Schwerpunkte und Kompetenzen
In den vergangenen drei Jahrzehnten schaffte es das
Duisburger Institut immer wieder durch spezielle Technologien und Entwicklungen, sich von anderen Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen zu differenzieren: Die Hochtemperatur-Elektronik ermöglicht zum
Beispiel die Anwendung mikroelektronischer Schaltungen in einem Temperaturbereich bis 250°C. Konventionelle Elektronik stößt in solch rauer Umgebung bereits
bei 125°C an ihre Grenzen. Neue Verfahren des PostProcessing dienen der Integration von Sensoren mit
Elektronik auf einem Chip. Der Einsatz dieser hochwertigen Sensoren in der Thermografie und dem Gesundheitsbereich gehören ebenfalls zum besonderen Knowhow des Instituts.
Ein weiterer Schwerpunkt des Fraunhofer IMS ist die
Entwicklung drahtloser Systeme für die Industrieautomatisierung, für medizinische Implantate oder der Gebäudetechnik. Für eine drahtlose Kommunikation und
Energieversorgung werden für das Gesundheits-, und
Pflegewesen, den häuslichen Bereich, die Freizeit oder
das Büro Sensorlösungen entwickelt, die mit ihrer
Verbindung zum Internet den Gegenständen des Alltags eine gewisse Intelligenz geben, um auf die Bedürfnisse, Herausforderungen und Gegebenheiten ihrer
Umwelt aktiv reagieren zu können. Meist nicht größer
als ein Hemdknopf verrichten die eingebauten Sensoren dann diskret aber zuverlässig ihre Arbeit.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Als Schlüsseltechnologie der heutigen Zeit bildet die
Mikroelektronik die Basis der 4. industriellen Revolution. Die Entwicklungen in der Mikroelektronik ändern
die Kommunikations- und Informationstechnologien
entscheidend und lassen die Steuerung in jedem technischen Gerät immer vielschichtiger und effektiver
werden.
Projektbeispiele aus dem Fraunhofer IMS:
• »Reflow-Lötprozess-Sensor«: Verteiltes drahtloses
System für die Messung der Temperatur mit Thermoelementen zur Regelung von Prozessen in Vakuuminduktionslötanlagen
• »Schaltschrank-Transponder«: Frühzeitige Erkennung von Hotspots in Schaltschränken durch die
Verwendung von Temperaturtranspondern ohne
Verkabelung zur Messstelle
• »Autarker Funk-Sensor«: Energieautark betriebener
Sensor, der in der Stahlproduktion den Prozess bei
der Kühlmittelversorgung und -verteilung durch
Energiegewinnung aus der Prozesswärme überwacht
• »xposure«: Mehrfach-Zeilensensor für hochsensible
optische Inspektionsaufgaben, z.B. im Sicherheitsdruck, für Farbaufnahmen mit einer Bildauflösung
von 0,05 mm bei einer Geschwindigkeit von 10 m/s
• »Hochtemperatur-Näherungsschalter«: Kompakter
Näherungsschalter, der durch spezielle CMOSTechnologie in deutlich höheren Betriebstemperaturbereichen von bis zu 250°C eingesetzt werden kann,
z.B. in Lackierstraßen der Automobilindustrie.
Kontakt:
Verena Sagante
Telefon +49 203 713967-235
E-Mail [email protected]
Internet: www.ims.fraunhofer.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Fraunhofer IOSB
Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung
Für das Fraunhofer IOSB waren Aufgaben rund um die produktionsnahe Informationstechnik schon immer wichtige F&E-Themen: von der Mess- und Regelungstechnik über Embedded Systems bis zu komplexen Leit- und
MES-Systemen hat das IOSB wegweisende Beiträge für die industrielle Anwendung konzipiert, entwickelt und
geliefert.
Das Geschäftsfeld Automatisierung steht für funktionierende Systemlösungen auf allen Ebenen der industriellen
Automatisierung mit der Vision eines durchgängigen Managements von Daten und Informationen. Schwerpunkt
der Arbeiten des Geschäftsfeldes ist: „Echtzeit-IT für komplexe Produktionsprozesse“.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Speziell ausgerichtet auf die Anforderungen von Industrie 4.0 bieten wir folgende Leistungen an:
• Anlagennahe Visualisierung, Anbindung der Maschinen und Anlagen an übergeordnete Leit-und
MES-Systeme, Leitsysteme für verkettete Anlagen
• Plug and Work-Fähigkeit von Maschinen und Anlagen, deren Komponenten und überlagerten ITSystemen, z.B. MES
• Unterstützung der Softwareentwicklung, Middleware-Konzepte, Selbstbeschreibung von Komponenten, Aufbau mechatronischer Bibliotheken,
OPC-UA-Server und -Clients
• Advanced Planning und Scheduling, Fertigungsfeinplanung und -steuerung, Entwicklung von Optimierungsalgorithmen zur Ressourcenbelegungsplanung in Echtzeit
• Neue, intuitive Bedienkonzepte von Maschinen,
verketteten Anlagen und Handarbeitsplätzen durch
Gesteninteraktion
• Condition Monitoring, unüberwachte maschinelle
Lernverfahren, Data Mining und präventive Instandhaltung
• Energiemonitoring und Energiemanagement, Spezifikation und Entwicklung von Datenloggern
• IT-Sicherheitslabor für Industrie 4.0.
Projektbeispiele Industrie 4.0
• Projekt PLUG and WORK: Nach dem Prinzip einer
USB-Schnittstelle kann die steuernde Software
neue oder geänderte Systemkomponenten schnell
und unkompliziert erkennen.
•
Projekt MES für Industrie 4.0: Die bisher eher monolithisch anmutenden MES-Systeme wandeln sich
hin zu Service-orientierten Architekturen mit den
Komponenten APPs, MES-Services, Manufacturing
Service Bus und Integrationsservices zum Prozess.
•
Projekt Gesteninteraktion in der Qualitätssi-
cherung: „In Zusammenarbeit mit dem Fraunhof-
•
•
er-Institut in Karlsruhe hat das BMW Group Werk
Landshut an einer Lösung gearbeitet und ein Programm zur Erkennung und Auswertung von Gesten
entwickelt.“ (Quelle BMW Group)
Kompetenzatlas Industrie 4.0 in BadenWürttemberg
Gemeinsame Arbeitsgruppe des AutomationML
e.V. und der OPC-Foundation
Kontakt:
Dr.-Ing. Olaf Sauer
Telefon +49 721 6091 477
E-Mail [email protected]
Internet www.mes.fraunhofer.de
www.plugandwork.fraunhofer.de
www.klkblog.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Fraunhofer IOSB-INA
Fraunhofer-Anwendungszentrum Industrial Automation
Inmitten von Ostwestfalen-Lippe, eine der deutschlandweit stärksten Regionen des Maschinenbaus und der Industrieelektronik, arbeiten wir an innovativen Lösungen im Bereich der intelligenten Automation. Hierdurch wollen
wir unseren Partnern aus der Automatisierungstechnik und dem Maschinen- und Anlagenbau sowie produzierenden Unternehmen Wettbewerbsvorteile durch unmittelbar einsetzbare Technologien und Verfahren verschaffen.
Wir lassen uns dabei von der Überzeugung leiten, dass die interessantesten Forschungsfragen aus der Praxis
kommen und sich die Tragfähigkeit neuer Ansätze nur an der Praxis messen lässt.
Schwerpunkte und Kompetenzen
• Industrial Internet
• Intelligente Automation
• Usability technischer Systeme
• Unsere Kernkompetenzen
• Benutzergerechte Gestaltung technischer Systeme
• Analyse und Überwachung technischer Systeme
• Vernetzung technischer Systeme
Projektbeispiele Industrie 4.0
• Den Entwurf von eingebetteten Systemen für
industrielle Kommunikationssysteme
• Die Durchführung von Maschinenanalysen auf
Basis von Prozessdaten
• Selbstlernende Assistenzsysteme zur Diagnose
und Optimierung
• Konzeption und Entwicklung von Plug-and-WorkTechnologien
• Entwicklung, Bewertung und Optimierung von
Mensch-Maschine Schnittstellen
• Unterstützung beim Aufbau nutzerzentrierter Entwicklungsprozesse
• Entwicklung von UI Prototypen
• Studien, Analysen, Workshops
Hierzu sind wir auf der einen Seite in unseren Projekten direkt mit der Produktentwicklung und Produktionstechnik unserer Kunden vernetzt. Auf der anderen
Seite sind wir wissenschaftlicher Partner in nationalen
und internationalen Forschungsprojekten und tragen
mit Veranstaltungen und Veröffentlichungen zu aktuellen und spannenden Trends aktiv bei.
Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Jasperneite
Telefon +49 5261 94290-22
E-Mail [email protected]
Internet www.iosb-ina.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Fraunhofer IPA
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und
Automatisierung
Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, kurz Fraunhofer IPA, ist mit annähernd
1000 Mitarbeitenden eines der größten Institute der Fraunhofer-Gesellschaft. Das Jahresbudget beträgt über 60
Mio. Euro, davon stammt mehr als ein Drittel aus Industrieprojekten. 13 Fachabteilungen arbeiten interdisziplinär,
koordiniert durch 6 Geschäftsfelder, vor allem mit den Branchen Automotive, Maschinen- und Anlagenbau, Elektronik und Mikrosystemtechnik, Energiewirtschaft, Medizin- und Biotechnik sowie Prozessindustrie zusammen. An
der wirtschaftlichen Produktion nachhaltiger und personalisierter Produkte orientiert das Fraunhofer IPA seine
Forschung. In cyberphysischen Produktionsprozessen liegen die Themen der Zukunft.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Das Fraunhofer IPA beschäftigt sich mit allen Fragestellungen rund um die Produktionsorganisation und
Automatisierungstechnik.
Aktuelle Leitthemen sind
•
Industrie 4.0
•
Komplexitätsbewirtschaftung
•
Ressourceneffizienz
•
Energiespeicher
•
Leichtbau
Der Fokus unserer zwei folgenden, strategischen Initiativen liegt auf langfristigen Projekten mit hoher Industriebeteiligung: »Mass Sustainability« soll einen
möglichst niedrigen Ressourcenverbrauch mit möglichst hohem Wohlstand verbinden. In Leuchtturmprojekten wie der Ultraeffizienzfabrik, Fast Storage BW,
dem Zentrum für Leichtbau sowie dem Zentrum für
smarte Materialien setzen wir diese Idee gemeinsam
mit unseren Partnern aus der Industrie, der universitären Forschung und der Politik um. »Mass Personalization« verbindet darüber hinaus die Vorteile der »Economies of Scale and Scope«. Wir arbeiten beispielsweise in der ARENA2036, dem Forschungscampus für
funktionsintegriertem Automobil-Leichtbau und im
Campus für personalisierte Produktion daran, individualisierte Produkte in Losgröße eins zu Kosten der
Massenfertigung zu ermöglichen.
Dafür ist auch geeignete IT-Unterstützung notwendig.
Das Kompetenzzentrum für Digitale Werkzeuge in der
Produktion entwickelt in diesem Zusammenhang intelligente Lösungen zur Vernetzung und Steuerung von
Produktionsumgebungen.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Applikationszentrum Industrie 4.0
Forschungs-, Entwicklungs- und Demonstrationsumgebung mit innovativen Lösungen zur Organisation und
Steuerung zukünftiger Fabriken
Plattformen für die anwendungsspezifische Bereitstellung von Produktions-IT:
•
Virtual Fort Knox: Sichere Cloud-Plattform für
flexible, verteilte Produktions-IT Lösungen
•
E³: Manufacturing Service Bus
Projekte zur flexiblen und intuitiven NutzerInteraktion in der Produktions-IT:
•
eApps4Production: Flexible Vernetzung intelligenter Anwendungen (eApps) zur Maximierung der
Maschinen- und Anlagenperformance;
•
Apps4AME: Engineering Apps für die Produktionsplanung
Projekte mit dem Fokus Anlagenintegration bzw.
Plug & Produce:
•
ReApp: Intuitive Entwicklungsumgebung und Integrationsplattform für die Robotik;
•
ReBorn: Wissensbasierte Wiederverwendung von
modularen Maschinen und Anlagen
•
Transparency: Informationsaustausch zwischen
Lieferanten und Anwendern hinsichtlich Gestaltung und Betrieb von Werkzeugmaschinen
•
SelSus: Beobachtung von Zustand und Leistungsvermögen autarker Fertigungssysteme
•
I-Ramp³: Aufwandsarme Inbetriebnahme von Anlagen mittels aufgabenorientierter Kommunikationsprotokolle
Projekte mit dem Fokus Cloud Manufacturing:
•
ManuCloud: Verteilte Produktkonfiguration und
Produktionssteuerung in flexiblen Produktionsnetzwerken
Kontakt:
Ursula Rauschecker
Telefon +49 711 970-1240
E-Mail [email protected]
Internet www.ipa.fraunhofer.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
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Fraunhofer IPK
Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und
Konstruktionstechnik
Das Fraunhofer IPK in Berlin steht seit fast 40 Jahren für Exzellenz in der Produktionswissenschaft. Es betreibt
angewandte Forschung und Entwicklung für die gesamte Prozesskette produzierender Unternehmen – von der
Produktentwicklung über den Produktionsprozess, die Instandhaltung von Investitionsgütern und die Wiederverwertung von Produkten bis hin zu Gestaltung und Management von Fabrikbetrieben. Das Institut gliedert sich in
die sieben Geschäftsfelder Unternehmensmanagement, Virtuelle Produktentstehung, Produktionssysteme, Fügeund Beschichtungstechnik, Automatisierungstechnik, Qualitätsmanagement sowie Medizintechnik.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Zu den wesentlichen Aufgaben des Fraunhofer IPK
gehört es Basisinnovationen in funktionsfähige Anwendungen zu überführen. Im Mittelpunkt stehen Methoden und Verfahren zur Produktivitätssteigerung bei
der Entwicklung und Herstellung von Produkten und
deren Umsetzung in Systemlösungen. Hierzu gehören
auch die Konzeption und Realisierung von intelligenten
Produktionsmitteln sowie deren Integration in komplexe Produktionsanlagen.
Dafür bieten wir unseren Kunden ein breites Spektrum
von Leistungen an, das sowohl Detail- als auch
Systemlösungen einschließt:
 Industrieprojekte bis zur prototypischen Realisierung
 Machbarkeitsstudien und Wirtschaftlichkeitsberechnungen
 Technologie- und Methodenberatung
 Projektierung und Engineering
 Entwicklung und Implementierung von Technologien, Verfahren und Produkte
 Systemerprobung mit modernster Geräteausstattung
 Schulungen, Seminare, Coaching
 Unterstützung bei internationalen und nationalen
Forschungs- und Entwicklungsprojekten Projektbeispiele Industrie 4.0
Unter dem Begriff »Integrated Industry«, der die zunehmende Vernetzung im Rahmen von Industrie 4.0
zusammenfasst, bearbeitet das IPK seit vielen Jahren
Fragen der der Machine-to-Machine-Kommunikation,
der schutzzaunlosen Zusammenarbeit von Menschen
und Robotern oder der global vernetzten Geschäftsmodelle der Zukunft:
 SOPRO – Selbstorganisierende Produktion mit verteilter Intelligenz
 IWEPRO – Intelligente selbstorganisierende Werkstattproduktion
 pICASSO – Industrielle Cloud-basierte Steuerungsplattform für eine Produktion mit CyberPhysischen Systemen
 MetamoFAB – Metamorphose zur intelligenten
vernetzten Fabrik
 VIB-SHP – Virtuelle Inbetriebnahme mit Smart
Hybrid Prototyping durch Baukastensysteme für erlebbare Absicherung von Fertigungssystemen
Einen besonders ganzheitlichen Ansatz verfolgt das
»Industry Cockpit«, mit diesem modellbasierten
Managementsystem werden komplexe Abläufe und
Zusammenhänge in der Fertigung abgebildet und auftragsindividuell angepasst. Unternehmen werden
dadurch künftig flexibel und ohne hohe Zusatzkosten
auf spezielle Kundenwünsche reagieren können.
Kontakt:
Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann
Telefon +49 30 39006 100
E-Mail [email protected]
Internet http://www.ipk.fraunhofer.de
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Fraunhofer IPT
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie
Mit seinen langjährigen Erfahrungen in den Produktionstechnologien bietet das Fraunhofer IPT Unternehmen
eine solide Grundlage für die Digitalisierung von Produktionsprozessen, Maschinen und Anlagen. Ergänzt wird
die technologische Expertise um neue Methoden der Produktionsorganisation und der Gestaltung industrieller
Softwaresysteme. Das Portfolio des Fraunhofer IPT reicht von der Bewertung und Auslegung von Technologien
und Prozessketten über Planungs- und Steuerungskonzepte bis hin zu Regelkreisen der Qualitätsabsicherung.
Zurzeit arbeiten an den Standorten Aachen und Paderborn rund 460 Mitarbeiter auf einer Fläche von 9000 m²,
davon rund 5000 m² Labore und Maschinenhallen.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Vernetzung und Adaptivität in der Produktion bilden eine
wichtige Grundlage für die Industrie 4.0. Adaptivität steht
hier gleichbedeutend für eine neue Form der Flexibilität
von Fertigungsprozessen und Prozessketten, die sich
selbstständig anpassen und optimieren. Der Herausforderung, einzelne Schritte wie auch den gesamten Fertigungsablauf virtuell und simulationsgestützt zu planen
und anschließend in Maschinen, Anlagen und Softwaresystemen umzusetzen, widmet sich das Fraunhofer IPT
in seinen Forschungs- und Entwicklungsprojekten.
Den Ausgangspunkt dafür bieten die Vernetzung der
Anlagen und Softwaresysteme, intelligente Regelungssysteme und Sensorik, mit der sich Technologie- und
Prozessinformationen durchgängig erfassen und bereitstellen lässt. Die erforderliche IT-Infrastruktur, zum Beispiel industrielle Cloud-Konzepte für Smart Services, mit
denen sich solche großen Datenmengen auswerten und
effizient nutzen lassen, erschließt das Fraunhofer IPT
allein oder gemeinsam mit Kooperationspartnern, etwa
aus dem Fraunhofer-Netzwerk und an der RWTH
Aachen.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
1. Vernetzung von Technologie- und Prozesswissen
•
Smart Glasses in der Produktion
•
Datendurchgängigkeit in der CAx-Prozesskette
•
Maschine-zu-Maschine-Kommunikation
•
Big Data: Effiziente Verarbeitung großer Datenmengen
•
Zukunftstechnologien für Industrie 4.0
2. Online-/Offline-Adaptivität von Prozessen und
Prozessketten
•
Produktionskosten durch intelligente Steuerungsalgorithmen senken
•
Flexible Produktionssysteme für die
„Losgröße 1“
•
Selbstoptimierende Produktionsprozesse
•
Intelligente Sensorik für Werkzeugmaschinen
3. Tiefgehendes Technologieverständnis für die
Hochleistungsproduktion
•
Automatisierung in komplexen Produktionsumgebungen
•
Technologien in Grenzbereichen betreiben
•
Produkt- und Prozessoptimierung durch Data
Mining und Predictive Analytics
Kontakt:
Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Markus Große Böckmann
Telefon +49 241 8904-479
E-Mail markus.grosse.boeckmann@
ipt.fraunhofer.de
Internet www.ipt.fraunhofer.de
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„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
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Fraunhofer IVV
Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung
Außenstelle für Verarbeitungsmaschinen und Verpackungstechnik Dresden
Das Fraunhofer IVV Dresden bietet Forschungs- und Entwicklungsleistungen auf dem Gebiet der Verarbeitungsund Verpackungstechnik. Zielbranchen sind vor allem die Lebensmittel-, Medizinprodukte-, Pharma- und Verpackungsindustrie sowie der zugehörige Maschinenbau. Wir entwickeln und optimieren maschinelle Verarbeitungsprozesse sowie industrielle Reinigungsprozesse.
Die Expertise erstreckt sich von der Prozessanalyse über die Modellbildung bis zur System- und Komponentenentwicklung und ist stark interdisziplinär geprägt.
Im Vordergrund stehen neue Lösungen für die Gestaltung leistungsfähiger, flexibler, adaptiver und sicherer Prozesse mit einem Sonderschwerpunkt auf hygienischer Sicherheit.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Prozessanalyse
• Simulation:
Experimentelle Simulation (Thermoformen, Thermisches Fügen, Wärmekontakt-, Ultraschall- und Laserschweißen, Reinigung von Maschinen und Anlagen),
Softwarebasierte Simulation (Schweißen und
Thermoformen von Kunststofffolien, Strömungsund Reinigungssimulation)
• Maschinen- & Prozessanalyse
Effizienzanalysen,
Schwachstellenanalyse,
Data Mining in Production
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
• Adaptive Reinigungsprozesse in Food & Pharma
• Adaptive thermisches Fügen von Kunststofffolien
• Adaptives Thermoformen
• Wissensbasierte Auslegung und Prozessführung
nasschemischer Reinigungsanlagen in der Bauteilreinigung
• Modellbildung von Verarbeitungsprozessen
• Simulation von Verarbeitungsprozessen
• Flexible, hygienische Greifersysteme
• Data Mining in Verarbeitungsmaschinen
• Erschließung von Prozessdaten für MaschineMaschine-Kommunikation; Maschine-MenschKommunikation
Adaptive Prozesse und Komponenten
• Engineering: Konstruktion / Mechatronik, Hygienic
Design , Hygienic Processing, Prozessmesstechnik
& Bildverarbeitung
• Adaptive Prozesse
Kognitive Systeme und adaptive Modelle (Modellbildung von Verarbeitungsprozessen)
Verarbeitung flexibler Materialien
• prozessgerechte Verpackungsgestaltung
Industrielle Reinigungstechnologien
• Reinigungsmechanismen
• Spritzreinigung
• Reinigungstests
• Inline Reinigungs- / Verschmutzungsdetektion
Kontakt:
Dr. Marc Mauermann
Telefon +49 351 4361438
E-Mail [email protected]
Internet www.ivv-dresden.fraunhofer.de
Auszug aus:
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Fraunhofer IWU
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und
Umformtechnik
Seit mehr als 20 Jahren betreibt das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Produktionstechnik für den Automobilund Maschinenbau. Als Leitinstitut für ressourceneffiziente Produktion innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft
werden gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft Lösungen zur Verbesserung der Energie- und
Materialeffizienz erarbeitet. Mit mehr als 650 hochqualifizierten Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern an den
Standorten Chemnitz, Dresden, Zittau und Augsburg gehört das Institut weltweit zu den bedeutendsten
Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen der Produktionstechnik.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Forschung unter dem Leitthema »Ressourceneffiziente
Produktion« in den Kompetenzbereichen:
• Adaptronik und Akustik
• Automatisierung
• Blechbearbeitung
• Funktionsintegrierter Leichtbau
• Funktionsoberflächen und Mikrosystemfertigung
• Kunststoffverbundhalbzeuge
• Massivumformung
• Mechanisches und Thermisches Fügen
• Medizintechnik
• Montagetechnik
• Produktionsplanung
• Ressourcenmanagement
• Virtuelle Realität
• Werkzeugkonzepte
• Werkzeugmaschinen
• Wirkmedienumformung
• Zerspanungstechnologie
Anwendernahe Forschung für die Industrie:
In der E³-Forschungsfabrik Ressourceneffiziente
Produktion bündelt das Fraunhofer IWU seine Kernkompetenzen in den drei Kompetenzbereichen
»Antriebsstrang«, »Karosseriebau« sowie »Energieund Datenmanagement 2.0«. Schwerpunktmäßig
werden gemeinsam mit Industriepartnern
• neue Technologien und Produktionstechniken,
• fabrikplanerische Konzepte für die energie- und
ressourceneffiziente Produktion sowie
• neue Konzepte für die Einbindung des Menschen
in die Fertigung gemeinsam entwickelt und unter
Fabrikbedingungen erprobt.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
• Industrie 4.0 im Presswerk:
Intelligentes Presshärten
• E³-Forschungsfabrik Ressourceneffiziente
Produktion
• Fraunhofer-Leitprojekt E³-Produktion (Koordinator)
• Industry 4.0: A Novel Decision Support System for
Intelligent Maintenance in Forming Presses
(IMAIN)
• Self-learning sheet metal forming system (LearnForm)
• Vorausschauende zustandsabhängige Instandhaltung an Produktionsmaschinen (VIPRO)
• Verfügbarkeit von höchstpräzisen mechatronischen
Montageanlagen (VerMont)
• Qualitätssicherung Industrie 4.0 (Xeidana®)
• Smart Assistance for Humans in Production
Systems (SmARPro)
• Intelligenter Antrieb für Werkzeugmaschinen
(LastPass)
(Quelle: Fraunhofer IWU/Art-Kon-Tor)
Kontakt:
Dr. Michael Kuhl
Telefon +49 371 5397-1504
E-Mail [email protected]
Internet www.iwu.fraunhofer.de
www.e3-fabrik.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
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Fraunhofer IWU
Projektgruppe „Ressourceneffiziente mechatronische
Verarbeitungsmaschinen“ (RMV)
Administrativ eingebunden in das Fraunhofer IWU in Chemnitz betreibt die Projektgruppe »Ressourceneffiziente
mechatronische Verarbeitungsmaschinen« (RMV) am Standort Augsburg anwendungsorientierte Forschung im
Bereich der Produktionstechnik. Unser Ziel ist es, den Ressourcenverbrauch in produzierenden Unternehmen
nachhaltig zu senken und einen Technologievorsprung zu erreichen. Durch fundierte wissenschaftliche Vorgehensweisen sowie durch eine holistische Betrachtung der produktionsrelevanten Ressourcen Energie, Material
und Mensch im Rahmen unternehmensweiter Prozessketten wird eine bestmögliche Optimierung der Ressourceneffizienz sichergestellt.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Die Anwendung interdisziplinärer Analyse- und Entwicklungsmethoden und die ganzheitliche Betrachtung
der produktionsrelevanten Ressourcen Energie, Material und Mensch sichern eine Optimierung unternehmensweiter Prozessketten. Dabei konzentrieren sich
die Forscher auf ihre Kernkompetenzen: „Intelligent
vernetzte Produktion“, „Ressourceneffizienz in Produkten und Prozessen“, Vernetzte Modellbildung und Simulation“, „Flexibilisierung der Produktion“ und „Prozesskette Additive Fertigung“. Den Transfer von Knowhow in produzierende Unternehmen sehen wir als eine
unserer wesentlichen Aufgaben. Insbesondere die
mittelständische Wirtschaft soll durch die Zusammenarbeit mit uns fachliche Unterstützung bei der Einführung neuer Technologien erhalten, um einen Wettbewerbsvorsprung zu erreichen. Ausgewählte Schwerpunkte:
• Energiewertstromanalyse und Ökobilanzierung zur
Bewertung der Ressourceneffizienz
• Intelligente Reinigung
• Industrielle Biotechnologie
• Modularisierung und flexible Verkettung von
• Produktionssystemen im Umfeld Industrie 4.0
• Produktionssteuerung zur Herstellung (individueller)
Produkte
• Flexibilisierung des Energieeinsatzes in der Produktion durch PPS
• Flexible Greifsysteme in der CFK-Fertigung
• Design funktionsintegrierter Leichtbauteile
• Ganzheitliche organisatorische Implementierung
additiver Fertigungsverfahren
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Das Ziel von "CyPros" ist es, ein repräsentatives
Spektrum cyber- Systemmodule zu
entwickeln und eine konzeptionelle und
methodische Basis für deren Betrieb in
realen Produktionsumgebungen zu schaffen.
Das Ziel von "InnoCyFer" ist es, die integrierte Gestaltung und Herstellung kundeninnovierter Produkte zu realisieren. Mit
einer Open Innovation Plattform bringen Kunden ohne
Vorkenntnisse Kreativitäts- und Innovationspotenziale
in den Entwicklungsprozess ein.
Das Ziel von "BaZMod" ist es, eine hersteller-übergreifende Energie- und Datenschnittstelle im Zerspanungsprozess aufzubauen. Damit wird eine effiziente Nutzung der Potentiale intelligenter Werkzeuge (CPS) in der Zerspanung
ermöglicht.
Die Demoplattform Industrie 4.0 bildet
eine Getriebeproduktion in einem
cyber-physischen Produktionssystem
ab. Aufbauend auf einer zentralen IT-Plattform
kommen Assistenzsysteme und mobile Roboter, zum
Einsatz.
Kontakt:
Dr.-Ing. Stefan Braunreuther
Telefon +49 0821 56883-31
E-Mail [email protected]
Internet www.iwu.fraunhofer.de\rmv
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„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
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Fraunhofer UMSICHT
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und
Energietechnik
Fraunhofer UMSICHT gestaltet die Energie- und Rohstoffwirtschaft aktiv mit. Als Vorreiter für technische Neuerungen in den Bereichen Energie, Prozesse und Produkte will Fraunhofer UMSICHT nachhaltiges Wirtschaften,
umweltschonende Technologien und innovatives Verhalten voranbringen, um die Lebensqualität der Menschen
zu verbessern und die Innovationsfähigkeit der heimischen Wirtschaft zu fördern.
Unsere Auftraggeber sind Industrie- und Dienstleistungsunternehmen sowie die öffentliche Hand. Gemeinsam mit
ihnen entwickelt und erforscht das Institut neuestes Wissen und transferiert es in industrielle Anwendungen sowie
marktfähige Produkte.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Ausgehend von seiner verfahrenstechnischen Kernkompetenz bietet das Institut eine umfassende interdisziplinäre Unterstützung bei der Bewältigung aktueller Forschungs- und Entwicklungsherausforderungen.
Im Bereich Energie entwickelt und optimiert Fraunhofer UMSICHT Energieanlagen, erarbeitet Lösungen für
die Speicherung von Strom bzw. Wärme und optimiert
Energie- bzw. Energieversorgungssysteme im Zeichen
der Energiewende.
Moderne und effiziente Produktionsverfahren erfordern
Prozesse, die wirtschaftlich, ressourcen- und energieeffizient sind und die gesetzten Ziele unter Nutzung
chemischer, physikalischer und biologischer Effekte
erfüllen. Das Institut bietet hierfür u. a. die ganzheitliche Analyse und Umsetzung komplexer Produktionsprozesse im Zuge der Digitalisierung der Produktion.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Fraunhofer UMSICHT bietet seinen Auftraggebern
umfassende Unterstützung auf dem Weg zur Umsetzung von Industrie 4.0 in ihrem Unternehmen.
Das breite fachliche Know-How ermöglicht mit Hilfe
interdisziplinärer Teams die Begleitung der Entwicklung
sowie die Bereitstellung von anwendungsnahen Lösungen auf Basis aktueller Informations- und Kommunikationstechnologien.
Ein Schwerpunkt ist die Erfassung, Speicherung, Analyse und Interpretation von Daten zur Prozessoptimierung sowie die anwendergerechte Bereitstellung der
Ergebnisse. Neben einer sicheren Kommunikation ist
aus Sicht des Instituts die Datensicherheit essentiell.
Ein besonderes Handlungsfeld für Anwendungen im
Umfeld von Industrie 4.0 liegt in der Bioökonomie.
Werkstoff- und Produktionsinnovationen müssen heute
vor allem der nachhaltigen Entwicklung gerecht werden. Im Bereich Produkte entwickelt das Institut Materialien auf Basis nachwachsender und kreislauffähiger
Rohstoffe. Für die optimierten Verarbeitungstechniken
nutzt das Institut überkritische Fluide, bionische Ansätze und Techniken der generativen Fertigung.
Allgemein unterstützt Fraunhofer UMSICHT die Analyse und Entwicklung von Stoffen, Technologien und
Produkten vom experimentellen Laborversuch bis zur
Realisierung als Demonstrationsanlage und Musterproduktion. Begleitend bietet das Institut Kompetenzen
bei der Durchführung interdisziplinärer, systemanalytischer Studien.
Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Görge Deerberg
Telefon +49 208 85 98 - 1152
E-Mail [email protected]
Internet www.umsicht.fraunhofer.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
FIA – Forschungsgebiet Industrie- und Arbeitsforschung
Technische Universität Dortmund, Wirtschafts- und
Sozialwissenschaftliche Fakultät
Die Forschungsaktivitäten des FIA, unter der Leitung von Prof. Dr. Hartmut Hirsch-Kreinsen, richten sich insbesondere auf die Entwicklungstendenzen von Industriearbeit im Kontext von Digitalisierung und Industrie 4.0. Aufgegriffen werden Fragen nach den Perspektiven und Konsequenzen sowohl auf der betrieblichen (Arbeitsorganisation, Qualifikation, Interessenvertretung) als auch der überbetrieblichen Ebene (Reorganisation von Wertschöpfungsketten, Differenzierung nach Branchen und Sektoren). Konzeptionell wird Industrie 4.0 als ein soziotechnisches System verstanden, das das Zusammenspiel aus Technologien, Organisation und Beschäftigten aus
einer ganzheitlichen Perspektive verfolgt.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Zentraler Forschungsschwerpunkt bildet der seit jüngerer Zeit mit Industrie 4.0 angestoßene Automatisierungsschub in der industriellen Produktion. Folgende
Themen stehen dabei im Fokus:
• Wandel von Arbeitsorganisation in Produktion, Forschung und Entwicklung sowie Management
• Qualifikationsstrukturen und Kompetenzentwicklung
• Gestaltung der Mensch-Maschine-Interaktion
• Beteiligung und Partizipation der Mitarbeiter
Die Kompetenzen des FIA liegen in dem soziotechnischen Verständnis von Arbeit und Wertschöpfung.
Gemeint ist damit, dass nicht von einem deterministischen Verhältnis zwischen technologischer Entwicklung und den Konsequenzen für Arbeit und Produktion
ausgegangen wird. Vielmehr handelt es sich dabei um
einen komplexen Zusammenhang mit einer Vielzahl
von Einflussfaktoren und Strukturbedingungen.
Folglich entscheidet die betriebsspezifische Umsetzung
und Gestaltung von Industrie 4.0 darüber, in welcher
Weise die technologisch gegebenen Nutzungspotenziale durch Digitalisierung tatsächlich ausgeschöpft
werden und welche Konsequenzen für Arbeit sich
einspielen. Dieses Verständnis erlaubt es, nachhaltige
Implikationen für die Gestaltung und Entwicklung von
industrieller Produktion und Arbeit abzuleiten.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Das FIA ist mit einer Reihe von Publikationen und
folgenden Forschungsprojekten aktiv:
• „SoMaLI – Social Manufacturing and Logistics. Ein
Leitbild der technologischen, organisatorischen und
sozialen Herausforderungen der Industrie 4.0“
(BMWi)
• „Arbeiten in der Industrie 4.0 – Überblick über den
aktuellen Forschungsstand und die arbeitspolitischen Herausforderungen“ (Hans-BöcklerStiftung/IG Metall)
• „Wandel von Industriearbeit: ,Industrie 4.0‘“ (DFG)
• „ADAPTION – Reifegradbasierte Migration zum
CPPS“ (BMBF)
• „STEPS – Sozio-technische Gestaltung und Einführung Cyber-Physischer Produktionssysteme unter
Berücksichtigung nicht F&E-intensiver Unternehmen“ (BMBF)
Die Forschung des FIA orientiert sich an qualitativen
Methoden, insbesondere betrieblichen Fallstudien. Im
Rahmen der Projekte kooperiert das FIA interdisziplinär
mit Forschungseinrichtungen aus dem In- und Ausland
sowie mit Unternehmen unterschiedlicher Branchen
und Forschungsintensität.
Kontakt:
Prof. Dr. Hartmut Hirsch-Kreinsen
Telefon +49 231 755-3718
E-Mail [email protected]
Internet www.Neue-Industriearbeit.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
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FIR e.V. – Forschungsinstitut für Rationalisierung
an der RWTH Aachen University
Das FIR ist eine gemeinnützige, branchenübergreifende Forschungseinrichtung an der RWTH Aachen auf dem
Gebiet der Betriebsorganisation und Unternehmensentwicklung. Das Institut forscht, qualifiziert, lehrt und begleitet in den Bereichen Dienstleistungsmanagement, Informationsmanagement, Produktionsmanagement und Business-Transformation. Das Schlagwort „Industrie 4.0“ beschreibt das Optimieren von betrieblichen Abläufen mithilfe moderner Informationstechnologien – ein Thema, mit dem sich das FIR schon seit seiner Gründung im Jahre
1953 befasst. Das FIR bietet deshalb die Möglichkeit, „Industrie 4.0“ als eine Form experimenteller Betriebsorganisation in einem realen Umfeld zu erforschen.
Schwerpunkte und Kompetenzen
• Forschung in den Industrie-4.0-Teilbereichen Produktionsmanagement, Dienstleistungsmanagement,
Informationsmanagement und BusinessTransformation.
• Bereitstellung einer Forschungsinfrastruktur zur
„experimentellen Betriebsorganisation“ – also dem
Ausprobieren und Weiterentwickeln von Industrie4.0-Aspekten.
• Transfer von Forschungsergebnissen in die industrielle Anwendung durch Projekte mit der Industrie,
Veranstaltungen, Publikationen und Weiterbildungsangebote.
• Für Unternehmen bietet das Institut Dienstleistungen in der Auftragsforschung an, bspw. zu Potenzialen von Industrie-4.0 hat.
• Vernetzung von Partnern einer Wertschöpfungskette und/oder auch von Marktbegleitern mit dem Ziel
einer Optimierung der gesamtwirtschaftlichen Leistungserbringung.
• Vernetzung mit Branchenverbänden und Vereinen
zur gemeinsamen Platzierung strategisch relevanter Themen.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Forschungsprojekte:
Das FIR bearbeitet wechselnde, öffentlich geförderte
Projekte, die sich mit Themen wie Automatisierung und
Digitalisierung auseinandersetzen. Auch intelligente
Dienstleistungen, „Smart Services“, gehören zum Forschungsportfolio.
Publikationen:
• Buch: „Enterprise-Integration. Auf dem Weg zum
kollaborativen Unternehmen“, Springer, 2014
• Whitepaper: „Digitalisierung als smarter Baustein
für innovative Unternehmensstrategien“
• Whitepaper "Smart Operations. Produktionsumfeld
2030"
• Diverse Zeitschriftenbeiträge
• Veranstaltungen
• Aachener ERP-Tage – erfolgreiche Kombination
von Systemen und Prozessen
• Aachener Dienstleistungsforum – Innovation im
Service
• Aachener Informationsmanagement-Tagung – Digitalisierung als Chance für Innovation und Wachstum
Weitebildung:
Das FIR bietet darüber hinaus diverse Zertifikatskurse
und Erwachsenenbildung rund um „Industrie 4.0“.
Kontakt:
Prof. Dr.-Ing Volker Stich
Telefon +49 241 47705 0
E-Mail [email protected]
Internet www.fir.rwth-aachen.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik
Technische Universität München
Der Lehrstuhl fml versteht sich als offene Forschungseinrichtung, die wesentlich zum wissenschaftlichen Fortschritt auf den Gebieten der Materialflusstechnik und Logistik beitragen will. Durchgängiger Wissenstransfer und
problemspezifische Wissensadaption zählen ebenso zu den Kernaufgaben des Lehrstuhls wie die Ausbildung
wissenschaftlichen Nachwuchses durch engagierte Lehrtätigkeit. Als wesentliche Forschungsinhalte werden
neben Aspekten der Technischen Logistik die Steuerung und Optimierung von Materialflussprozessen durch
innovative Technologien, die Weiterentwicklung der Logistikplanung auf Basis digitaler Werkzeuge sowie die
Rolle des Menschen in der Logistik behandelt.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Der Lehrstuhl fml engagiert sich sowohl in der Grundlagenforschung als auch in anwendungsnahen Projekten mit Industriepartnern in verschiedenen Themenbereichen:
• Augmented Reality Lösungen zur Steigerung der
Prozesseffizienz und -sicherheit
• Virtual Reality Lösungen für den Einsatz in frühen
Planungsphasen von Logistiksystemen
• Entwicklung und Integration von AutoIDTechnologien zur Prozessautomatisierung
• Methodische Auslegung von schlanken und energieeffizienten Prozessen und Anlagen
• Ergonomische Gestaltung von Arbeitsplätzen in
Lager- und Kommissioniersystemen
• Steuerungskonzepte für intelligente Materialflüsse
und Anlagen
• Analyse und Optimierung von Prozessen und Systemen durch Simulation
• Methoden und Konzepte für eine effiziente Baustellenlogistik
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Unterstützung von Gabelstaplerfahrern durch Augmented Reality Anwendungen zur Navigation und
Positionierung der Gabelzinken
• Digitalisierung der Kommissionierung durch Einsatz
von Datenbrillen
• Vernetzung und Digitalisierung des Werkzeugmanagements durch eine unternehmensübergreifende
Cloud-Lösung
• Schnelle Inbetriebnahme von RFID-Installationen
durch mobile Vermessung und Visualisierung der
Feldstärke
• Konzepte für dezentrale Materialflusssteuerungen
im Sinne des Internets der Dinge
• Steigerung der Wandlungsfähigkeit von Materialflusssystemen durch die automatische Codegenerierung
• Intelligente Behälter zur automatischen Überwachung der Kühlkette
• Inhouse-Ortung von Flurförderzeugen durch Einsatz von optischen Identifikationstechnologien
• Steigerung der Flexibilität von Materialflusssystemen durch Plug-und-Play Konzepte
• Entwicklung einer Virtual Reality Umgebung für die
standortübergreifende Inbetriebnahme von Logistikanlagen
Kontakt:
Marcus Röschinger
Telefon +49 89 289 15916
E-Mail [email protected]
Internet www.fml.mw.tum.de/fml
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
FTK e.V. – Forschungsinstitut für Telekommunikation und
Kooperation
FTK - das Forschungsinstitut für Telekommunikation und Kooperation - ist seit 1991 Kompetenzpartner für die
Entwicklung und Umsetzung von Innovationsstrategien in Wirtschaft und Verwaltung: Interdisziplinäre Teams
entwickeln Strategien für den effizienten Einsatz der neusten Informations- und Kommunikationstechnologien und
darüber hinaus.
Im Industrie 4.0 Kontext führt das FTK Projekte auf Landes-, Bundes- und EU-Ebene mit Fragestellungen u.a. zu
Kollaboration-Anwendungen in Unternehmen, produktbasierten Datenströmen in intelligenten Fabriken, Lösungen
für cyber-physische Systeme (CPS), der automatischen Identifikation und Datenerfassung sowie der digitalen
Langzeitarchivierung durch.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Ob Beratung, Forschung und Entwicklung, Information,
Projektmanagement und Veranstaltungsorganisation:
Das FTK Forschungsinstitut für Telekommunikation
und Kooperation agiert für seine Kunden und Partner
fachkundig und verschafft ihnen einen innovativen
Wissensvorsprung, die sich an gesellschaftlichen und
unternehmerischen Bedürfnissen orientierten.
Mit seinen Analysen und Forschungsergebnissen bietet das Institut zielgruppengerecht ein breites Spektrum an interdisziplinärem Hintergrundwissen. Dabei
unterstützt das FTK bei der ergebnisorientierten Entwicklung innovativer Informations- und Kommunikationssysteme und berät bei der Umsetzung künftiger
Markt- und Technologie-Entwicklungen.
Ausgewählte Industrie 4.0 Kompetenzen:
Individuelle Hilfestellung für Unternehmen
• 1:1 Beratungsgespräche
• Vorträge
• Organisation und Durchführung von Kongressen,
Messen, Infoveranstaltungen, Workshops & OnlineFortbildungsmöglichkeiten,
• Erstellung von Studien & Publikationen
Fachwissen Lösungen und Technologien
• Data Stream Management Systeme
• Data Mining
• Big Data
• Recommender Systems
• Indexing-Software-Technologien
• Innovationen im Bereich mobiles Arbeiten
• Prozessmanagement, ERP
• Digitale Langzeitarchivierung
• Auto-ID / RFID
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
• SMART VORTEX – EU-Projekt zur Industrie Kollaboration & Big Data
• eBusiness Lotse Ruhr – Förderinitiative des BMWi
zur KMU-Unterstützung beim Einsatz moderner Informations- und Kommunikationstechnologien /
Themen Industrie 4.0, Prozessmanagement, mobiles Arbeiten
• SCIDIP-ES - Infrastruktur Projekt zur digitalen
Langzeitarchivierung im Bereich eScience
• APARSEN – EU-Projekt Kompetenznetzwerk zur
digitalen Langzeitarchivierung
• Euregio Projekte zu RFID / Auto-ID mit Partnern
aus Deutschland & den Niederlande
• Durchführung von Industrie 4.0 Expertenforen u.a.
auf der Hannover Messe & Mobikon, M-Days, Informationsveranstaltungen für KMU in NordrheinWestfalen
Kontakt:
Prof. Dr. Dominic Heutelbeck
Telefon +49 231 97 5056 57
E-Mail [email protected]
Internet www.ftk.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
FZI – Forschungszentrum Informatik
am Karlsruher Institut für Technologie
Das FZI Forschungszentrum Informatik am Karlsruher Institut für Technologie ist eine gemeinnützige Einrichtung
für Informatik-Anwendungsforschung. Als Innovationsdrehscheibe für IKT im Mittelstand treibt das FZI schon seit
30 Jahren durch wissenschaftliche Exzellenz und Interdisziplinarität den Technologietransfer voran. Geführt von
23 Professoren verschiedener Fakultäten, entwickelt das FZI Konzepte, Software-, Hardware- und Systemlösungen und setzen diese prototypisch um.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Die Vernetzung intelligenter Dienste und Dinge sowie
die zunehmende Digitalisierung industrieller Wertschöpfung ist eine Herausforderung für die Informatik
und die benachbarten Disziplinen. Im Mittelpunkt der
IKT-Forschung für Industrie 4.0 am FZI steht die optimierte Mensch-Technik-Organisation für digitale Produktions- und Arbeitsprozesse. Diese werden mittels
Assistenzsystemen, Mensch-Maschine-Interaktion,
Robotik, Automatisierung sowie den Querschnittsthemen Sicherheit, Qualitäts- und Risikomanagement,
Datenanalyse und -integration sowie Prozessoptimierung für den gesamten Produktlebenszyklus umgesetzt. Neben der intelligenten Vernetzung von Systemen, Gewerken und Sensoren untereinander und ihre
Integration in übergeordnete Wertschöpfungsnetzwerke muss für das FZI die Umsetzung von Industrie 4.0
geeignete Methoden zur Steigerung der Produktivität
wandlungsfähiger Produktionsprozesse und Ressourcen berücksichtigen und den Menschen in den Mittelpunkt stellen. Beratung, Auftragsforschung, Forschungskooperation – in Bezug auf konkrete Umsetzungsmöglichkeiten bietet das FZI die benötigten
Kompetenzen aus einer Hand. Um in allen Fragestellungen die spätere Anwendung im Blick zu behalten,
kommt dem FZI House of Living Labs eine zentrale
Rolle zu. Gemeinsam mit Partnern aus Wirtschaft,
Wissenschaft und Gesellschaft werden hier mithilfe
modernster technischer Ausstattung neue und innovative Lösungsansätze sowie experimentelle Technologien anwendungsorientiert erforscht, entwickelt und in
dem Umfeld erprobt, in dem sie später eingesetzt werden sollen. Das FZI als Transfereinrichtung leistet
damit einen wichtigen Beitrag, um insbesondere den
Mittelstand mit Methoden und Technologien auf dem
Weg hin zu Industrie 4.0 zu unterstützen.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Die Wandlungsfähigkeit automatisierter und intelligenter Maschinen wird in dem EU-Projekt „SkillPro“ auf
Ebene der Prozesssteuerung sowie in dem BMWiProjekt „ReApp“ zur Steuerung von Industrierobotern
verfolgt. Dabei sichert der Einsatz verschiedener Standards wie AutomationML und OPC-UA die vertikale
und horizontale Interoperabilität. Konzepte und Technologien für den flexiblen und wirtschaftlichen Einsatz
mobiler Roboter in der Produktion werden im BMBFProjekt ISABEL entwickelt. Im BMWi-Projekt „BigPro“
werden Big-Data-Ansätze für komplexe Echtzeitdatenverarbeitung weiterentwickelt, um ein proaktives Störungsmanagement und damit eine Reduzierung kostenintensiver Produktionsausfälle zu ermöglichen. Im
vom BMBF geförderten Forschungsvorhaben „EffektiV“
sichern virtuelle Stresstests zur effizienten Fehlereffektbewertung die Entwicklung und Anpassung von
Motion-Control-Systemen in der Industrieautomatisierung ab. Im BMBF-Projekt „EmbOSYST“ werden
Schutzmechanismen für den korrekten, vertraulichen
und sicheren Betrieb eines eingebetteten EchtzeitBetriebssystems in einer offenen Internetumgebung
entwickelt, die das geistige Eigentum sichern.
Kontakt:
Prof. Dr. Andreas Oberweis
Telefon +49 721 9654-903
E-Mail [email protected]
Internet www.fzi.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
IAS – Institut für Automatisierungs- und Softwaretechnik
Universität Stuttgart
Das Institut für Automatisierungstechnik und Softwaresysteme wurde 1935 gegründet und gehört dem Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik der
Universität Stuttgart. Die Forschung und Lehre des Instituts konzentriert sich auf das Thema Softwaresysteme für
die Automatisierungstechnik. Dabei verstehen wir uns als Brückenkopf der Produkt- und Anlagenautomatisierung
in die Forschungsdisziplinen der Informationstechnik, Softwaretechnologie und Automatisierung.
Wir handeln nach unserem Leitmotiv:
Leben, was wir lehren – Lehren, was wir forschen – Forschen, was man braucht.
Schwerpunkte und Kompetenzen
• Agentenorientierte Konzepte: Dieses Forschungsgebiet beschäftigt sich mit dem Einsatz von agentenorientierter SW-Entwicklung und Agentensystemen zur Realisierung von flexiblen und anpassungsfähigen Softwarelösungen in automatisierungstechnischen Anwendungen.
• Lernfähige Systeme: Die Zielsetzung hierbei ist das
Verhalten eines automatisierten Systems hinsichtlich Funktionalität, Wartung und Diagnose zu optimieren.
• Zuverlässigkeit und Sicherheit: Die genaue, angemessene und rechtzeitige Fehlerüberwachung ist
zusammen mit der Beobachtung und der frühzeitigen Erkennung fehlerhaften Verhaltens im technischen Prozess die Hauptziele dieses Forschungsgebietes.
• Benutzerorientierung: In diesem Bereich beschäftigt
sich das IAS mit der Adaption von MenschMaschine-Schnittstellen zur Laufzeit und der benutzerzentrierten Entwicklung von AT-Systemen.
• Mobile Endgeräte: Der Einsatz von mobilen Endgeräten zur Bedienung und zur anwendergerechten
Diagnose von automatisierten Systemen ist ebenfalls einer der Forschungsschwerpunkte des IAS.
• Energieeffizienz: Das IAS entwickelt Methoden,
welche den Ingenieur unterstützen energieoptimale
Entscheidungen in der Entwicklung sowie im späteren Betrieb zu treffen, um einen Ressourcen schonenden Betrieb zu ermöglichen.
• Testen: Das IAS beschäftigt sich mit der Fragestellung, wie bei begrenzten Ressourcen, eine ausreichende Testabdeckung sichergestellt werden kann.
Dabei bieten Assistenzsysteme dem Testmanager
einen Überblick über die aktuelle Testabdeckung,
zeigen kritische Bereiche auf und unterstützen ihn
bei der Entscheidungsfindung.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Im Kontext Industrie 4.0 beschäftigt sich das IAS mit
folgenden Themen:
• Kooperierende, proaktive und lernfähige Cyberphysisches Systeme
• Zuverlässigkeit, Sicherheit
• Planung von Wertschöpfungsnetzwerken für cyberphysischen Modulen
• Modularisierung und Test
DFG-Projekt FlexA (Flexibilisierung von Montageund Handhabungsautomaten mithilfe von Agentensystemen): Erforschung software- und hardwarebasierter Flexibilisierungsmöglichkeiten, um bestehende
Systeme flexibel an geänderte Anforderungen anzupassen und Teilflexibilitäten zu erhöhen; Realisierung
eines Agentensystems zur Entscheidungsunterstützung.
Dezentrale I4.0-Produktionanlage: Mit dieser dezentral aufgebauten Verbundanlage aus mehreren Produktionsstationen wird folgendes demonstriert:
• Flexible adhoc Prozessplanung / Scheduling mit
Agentensteuerung
• Rekonfiguration von Automatisierungssystemen
sowie Plug & Produce Technologien
• Mensch-Maschine-Interaktion über Apps
Der Fokus des Demonstrators liegt auf der dynamischen informationstechnischen Kopplung unterschiedlichster I40-Anwendungen sowie Algorithmen zur Produktionsplanung und -steuerung von Wertschöpfungsnetzwerken. Des Weiteren werden erste Ansätze von
möglichen Testverfahren für Plug & Play Systeme und
Komponenten im Feld demonstriert.
Kontakt:
Prof. Dr. Michael Weyrich
Telefon +49 711 685 67301
E-Mail [email protected]
Internet www.ias.uni-stuttgart.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
IFA – Institut für Fabrikanlagen und Logistik
Leibniz Universität Hannover
Das Institut für Fabrikanlagen und Logistik hat sich als zentrales Ziel gesetzt, die Prozesse entlang der kompletten Wertschöpfungskette produzierender Unternehmen zu erforschen. Neben den entsprechenden Schwerpunkten „Arbeitswissenschaft“, „Produktionsmanagement“, „Produktionsgestaltung“ und „Fabrikplanung“ beschäftigen
wir uns intensiv mit folgenden Querschnittsthemen: Wandlungsfähigkeit, Globale Produktion, Logistische Produktionstheorie. Unsere enge Zusammenarbeit mit Unternehmen – vom KMU bis zum Konzern – garantiert die hohe
Anwendungstauglichkeit unserer Methoden und Modelle. Die Unternehmen profitieren außerdem von einer Beratungskompetenz, die sich am aktuellsten Stand der Wissenschaft orientiert und gleichzeitig maßgeschneiderte
Lösungen bietet.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
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Planung neuer und Bewertung bestehender Fabriken und deren Layouts
Standortanalyse und -auswahl unter Berücksichtigung von Anforderungen an moderne Produktionsstätten
Modellbasierte Beschreibung von Lieferketten
Optimierung logistischer Zielgrößen durch zielkonforme Konfiguration der Produktionsplanung und
-steuerung
Planung und Gestaltung verschwendungsarmer
Fertigungs- und Montagesysteme
Steigerung der Produktivität von Produktionsanlagen
Entwicklung von Kompetenzentwicklungskonzepten
für den Umgang mit Industrie 4.0
Alternsgerechte und ergonomische Arbeitsgestaltung
Seminare und Workshops zu den Themen Fabrikplanung, Produktionsplanung- und Steuerung, Lean
Management sowie Ergonomie am Arbeitsplatz in
der IFA Lernfabrik
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Zukünftig: Intro 4.0 – Befähigungs- und Einführungsstrategien für Industrie 4.0
Zukünftig: Planung und Gestaltung kollaborativer
Montagesysteme – Kooperation von Mensch und
Maschine
Industrie 4.0 – Reifegradanalysen und Ableitung
von Handlungsbedarfen – gemeinsame Studie
durch die Institute IFA (Hannover), IPMT (Hamburg), Fraunhofer IWU (München/Augsburg) und
WZL (Aachen)
Entwicklung eines selbstlernenden und automatischen aerodynamischen Zuführsystems
Bauteilstatus-getriebene Instandhaltung
Entwicklung und Aufbau der Industrie 4.0-fähigen
Lernfabrik am IFA
Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Nyhuis
Telefon +49 511 762-2440
E-Mail [email protected]
Internet www.ifa-uni-hannover.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Institutscluster IMA/ZLW & IfU
RWTH Aachen University
Das Institutscluster IMA/ZLW & IfU bildet einen interdisziplinären Forschungsverbund der RWTH Aachen University. Es setzt sich zusammen aus dem Lehrstuhl für Informationsmanagement im Maschinenbau (IMA), dem Zentrum für Lern- und Wissensmanagement (ZLW) und dem An-Institut für Unternehmenskybernetik e.V. (IfU). Ziel
der beteiligten Institute ist es, inter- und transdisziplinäre Methoden in Forschung und Lehre zu implementieren,
zu professionalisieren und so aktuelle wissenschaftliche Fragestellungen zu erforschen. Das Institutscluster
adressiert dabei Fragestellungen von Grundlagenforschung bis hin zu industrienaher Forschung auf Basis systemtheoretischer Modelle der Kybernetik.
Schwerpunkte und Kompetenzen
• Methoden der Informatik im modernen Maschinenbau insbesondere in den Anwendungsgebieten Robotik und Automatisierungstechnik,
Systeme verteilter Intelligenz, Industrie 4.0,
Smart Cities, Mobilität
• Modernes Informationsmanagement für Big
Data und Industrie 4.0: Intelligence-Lösungen,
semantische Informationsintegration, prädiktive
Datenanalyse, Visual Analytics
• Kybernetische Methoden und Werkzeuge in
Wirtschafts-, Sozial- und technischer Kybernetik
• Innovations- und Demografiemanagement vor
dem Hintergrund von 4.0
• Intelligente Planungssysteme für Produktionund Logistikmanagement, Sensor- und regelkreisbasierte Steuerungssysteme, Mobile Robotik in Intralogistik- und Explorationsszenarien
• Verteilte künstliche Intelligenz, Organic Computing, Multi-Agenten-Systeme, heterogene kooperative Robotik
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
• Team „Carologistics“: Weltmeister 2014 und 2015 der
RoboCup Logistics League
• Exzellenzcluster „Integrative Produktionstechnik für
Hochlohnländer“ mit den Teilprojekten „Virtual
Production Intelligence“ sowie „Selbstoptimierende
Systeme in der Montage“
• Studie „Paradigmenwechsel im deutschen Maschinenund Anlagenbau – Analyse der Herausforderungen
und Chancen unter Verwendung eines innovativen,
Big-Data-gestützten Ansatzes“
• Studie „Kybernetik und die Intelligenz verteilter Systeme“: Entwicklung, Herausforderungen und Potentiale
der kybernetischen Idee für dezentrale Steuerungsmodelle von Cyber-Physical Systems und 4.0Paradigmen
• Beratung zu durchgängigen Informationslösungen in
der Automobilindustrie
• Mitarbeit an Standardisierungsprozessen bspw. VDIRichtlinien zu „Agentensystemen in der Automatisierungstechnik“ und „Big Data für die Industrie 4.0“
Kontakt:
Dipl.-Wirt.-Ing. Christian Büscher
Telefon +49 241 80911-38
E-Mail [email protected]
Internet www.ima-zlw-ifu.rwth-aachen.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
IMI – Institut für Informationsmanagement im
Ingenieurwesen, Karlsruher Institut für Technologie
„Der Blick auf das Ganze“: Das Institut für Informationsmanagement im Ingenieurwesen (IMI) erarbeitet branchenübergreifende Lösungen für die Daten- und Informationsverarbeitung im Ingenieurwesen unter dem Einsatz
von PLM und Virtual Engineering. Das Institut gründete im Jahr 2008 das Lifecycle Engineering Solutions Center
(LESC). Dieses unterstützt das IMI durch eine moderne skalierbare IT-Infrastruktur (PLM/CAx/VR) und ermöglicht
eine direkte Implementierung und Umsetzung der Forschungsergebnisse des Instituts in der Praxis. Zudem existiert eine enge Kooperation mit dem Forschungszentrum Informatik (FZI) für den unmittelbaren Technologietransfer. Prof. Ovtcharova ist dabei als Direktorin für Prozess- und Datenmanagement im Engineering tätig.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Das Institut gliedert sich in drei Kompetenzgruppen.
Diese ergänzen sich zum Zweck der ganzheitlichen prozess- und systemtechnischen Abbildung von Produktwissen in Produktlebenszyklen in den Bereichen Lehre, Forschung und Innovation.
Im Kontext von Produkten und Prozessen erarbeitet die
Kompetenzsgruppe Lifecycle Engineering praxisgerechte
Lösungen u.a. für die strategische Produktplanung, Product and Tool Lifecycle Management, holonische Ansätze
für cyber-physische Produktionssysteme, Interaktive Simulation, Flexibilitäts- und Feedbackmanagement.
Die Kompetenzgruppe Wissensmanagement arbeitet an
Methodiken aus dem gesamten Spektrum des Wissensmanagements, von der Erhebung der Daten bis zur Extraktion und Verteilung von Wissen u.a. für energieeffizientes Management in der Produktion, Gebäude und Städte,
automatische Datenauswertung und Datenqualitätssicherung.
Die Kompetenzgruppe Smart Immersive Environments
arbeitet an Virtual-Reality-Technologien als EngineeringWerkzeug. Dabei spielt besonders die Mensch-MaschineSchnittstelle eine große Rolle. Hierfür werden neue Interaktionsparadigmen erforscht und neue Soft- und Hardwaresysteme entwickelt mit dem Ziel, eine vollkommene,
immersive und interaktive virtuelle Umgebung zu erschaffen.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
„Mittelstand trifft Forschung“ lautet das Motto
des „Industrie 4.0 Collaboration Lab“, das im
September 2014 am IMI zusammen mit dem Forschungszentrum für Informatik, dem Bechtle ITSystemhaus und der SolidLine AG eröffnet wurde.
Die Hauptidee ist für Unternehmen konkrete, individuelle und praxisnahe Problemlösungen zu finden.
Dadurch ergeben sich mehrere strategische und
operative Vorteile:
• Kurz-, mittel- und langfristige Zusammenarbeit
beim Einsatz der industriellen Software in der
Fertigungs- und Prozessindustrie zur Anpassung und Erprobung ausgewählter Technologien für den Mittelstand mit Fokus auf die Digitalisierung.
• Zugang zu den neuesten Ergebnissen aus der
Grundlagen- und Anwendungsforschung am
Institut, u.a. zu den Themen Flexibilitäts- und
Energieeffizienzmanagement in der Produktion,
virtuelles Abbild und Smart Digitalization in Immersive Virtual Environments, Datenanalyse, auswertung und Qualitätssicherung in der Produktion.
• Nutzung forschungsintensiver, erprobter Umsetzungsstrategien für Digitalisierung für den
Mittelstand im Bereich Industrie 4.0.
Kontinuierliche Aus- und Weiterbildung von qualifiziertem Personal.
Kontakt:
Prof. Dr. Dr.-Ing. Dr. h. c. Jivka Ovtcharova
Telefon +49 721 608-42129
E-Mail [email protected]
Internet www.imi.kit.edu Internet
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
inIT – Institut für industrielle Informationstechnik
Hochschule Ostwestfalen-Lippe
Das Institut für industrielle Informationstechnik (inIT) der Hochschule Ostwestfalen-Lippe ist eine der führenden
Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet der industriellen Automation und beschäftigt derzeit mehr als 60 Mitarbeiter in den Kompetenzfeldern Echtzeit-Bildverarbeitung, Industrielle Kommunikation, Engineering und Konfiguration sowie Analyse und Diagnose in öffentlich geförderten Verbundvorhaben oder in Projekten der industriellen
Auftragsforschung. Das Institut befindet sich im CENTRUM INDUSTRIAL IT (CIIT) inmitten von OstwestfalenLippe, einem der wichtigsten Cluster des deutschen Maschinenbaus und der Industrieelektronik in Deutschland.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Industrie 4.0 – Aktivitäten auf dem Weg zur Fabrik
der Zukunft
Seit Institutsgründung forscht das inIT an der Schnittstelle von Informatik und Automatisierungstechnik, um
die Fabrik der Zukunft wandlungsfähiger, ressourceneffizienter und benutzerfreundlicher zu machen. Den
Menschen dabei stets im Mittelpunkt: Mit Technologien
für die intelligente Automation, die dem Menschen
dient.
Das Forschungs- und Entwicklungszentrum CIIT in
Lemgo bietet dafür das perfekte Umfeld: Hier forscht
das inIT unter einem Dach mit Industrieunternehmen
und dem Fraunhofer-Anwendungszentrum Industrial
Automation (IOSB-INA). Als eines der drei regionalen
Leistungszentren im BMBF-Spitzencluster „Intelligente
technische Systeme OstWestfalenLippe – it's OWL"
arbeiten beide Forschungseinrichtungen gemeinsam in
derzeit zwölf Projekten mit Unternehmen und anderen
Forschungsinstituten an neuen Lösungen für intelligente Produkte und Produktionstechnik.
Assistenzsysteme an der SmartFactoryOWL-Modellanlage: In
das Sichtfeld der Augmented-Reality-Brille wird eine Montageanleitung projiziert.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Versuchs- und Demonstrationsplattform
Seit 2009 forschen das Fraunhofer IOSB-INA und inIT
gemeinsam an Hightech-Technologien für die Fabrik
der Zukunft. In diesem Zusammenhang ist ein Montagesystem als Demonstrator entstanden. Das Montagesystem der SmartFactoryOWL setzt durch Industrie-4.0
gesetzte Ziele wie „Wandlungsfähigkeit“, „Benutzerfreundlichkeit“ und „Ressourceneffizienz“ praktisch um.
Der Demonstrator verfügt über ein hohes Maß an
Universalität, Mobilität und Modularität. Plug-andProduce-Techniken ermöglichen die freie Konfiguration
innerhalb kürzester Zeit. Computergestützte Assistenzsysteme erleichtern die Arbeit des Menschen in der
Produktion und tragen dazu bei, die zunehmende
Komplexität beherrschbar zu machen.
Kontakt:
Jasmin Zilz
Telefon +49 526 17022 400
E-Mail [email protected]
Internet www.init-owl.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
IPeG – Institut für Produktentwicklung und Gerätebau
Leibniz Universität Hannover
Mit unserer Grundlagenforschung und unseren Forschungsprojekten in den Bereichen der Methoden & Prozesse,
des Computer Aided Engineerings, der Getriebetechnik & Gerätebau sowie der Optomechatronik erarbeiten wir
innovative Lösungen, die sowohl die Fachwelt als auch unsere Partner in der Industrie überzeugen. Von diesen
Kompetenzen profitiert unsere Lehre unmittelbar: Die Studierenden sind integraler Bestandteil unserer Forschung
wie umgekehrt die Forschungsergebnisse Gegenstand unserer Lehre sind.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Die Forschungsschwerpunkte des Instituts liegen in
den Bereichen:
• Produktentwicklung,
• Komplexitäts- und Variantenmanagement
• rechnergestützte Entwicklungsumgebung
• und Computer Aided Engineerings optomechatronischer Systeme.
In Forschung und Lehre fokussieren wir uns auf den
Produktentstehungsprozess und die Konstruktionstechnik unter besonderer Berücksichtigung von Fragen der Zuverlässigkeit von Geräten und Systemen.
Projekte zu Forschungstransfer und Anwendungen
bearbeiten wir auf den Gebieten der Optomechatronik, Lichttechnik, der Getriebe und ihrer Kinematik
sowie der Mechanik mit Partnern z.B. in der Automobilindustrie, der Medizintechnik und der Prozesstechnik
.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Im Kontext des Sonderforschungsbereiches 653 „Gentelligente Bauteile im Lebenszyklus“ werden Prozesse und
Methoden untersucht und in die Industrie transferiert.
Dazu zählt neben den notwendigen Prozessanalysen
sowie –erweiterungen der Generative Design Approach
im Kontext des Knowledge Based Engineerings. Durch
die Integration von Informationen aus dem Produktlebenszyklus wird durch eine algorithmisierte Datenrückführung realisiert. In Verbindung mit den produktdarstellenden Modellen der Entwicklung wird mit Hilfe der Lebenszyklusdaten eine an das reale Umfeld adaptierte
Bauteilgestalt ermöglicht.
Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Roland Lachmayer
Telefon +49 511 762 3472
E-Mail [email protected]
Internet www.ipeg.uni-hannover.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH
Das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) forscht und entwickelt auf dem Gebiet der Produktionstechnik, berät Industrieunternehmen und bildet den ingenieurwissenschaftlichen Nachwuchs aus. Gegründet wurde
das IPH 1988 aus der Leibniz Universität Hannover heraus. Bis heute wird es als gemeinnützige GmbH von drei
Professoren der Universität geleitet.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Das IPH forscht anwendungsnah in den Ingenieurswissenschaften. Rund 30 wissenschaftliche Mitarbeiter
arbeiten interdisziplinär an Forschungsprojekten zu den
Kernthemen Prozesstechnik, Produktionsautomatisierung und Logistik. Schwerpunkte setzt das IPH zudem
mit seiner Forschung zu XXL-Produkten – bspw. Windenergieanlagen, Schiffen oder Fördertechnik für den
Bergbau, und zum Themenfeld Industrie 4.0.
Ziel des IPH ist es, neue Entwicklungen frühzeitig zu
erkennen, innovative Ideen weiterzuentwickeln und
dazu beizutragen, sie in der Industrie umzusetzen.
Dabei versteht sich das IPH als Vermittler zwischen
Theorie und Praxis und arbeitet eng mit Unternehmen
zusammen – sowohl in Forschungs- als auch in Beratungsprojekten. Zu den Kunden des IPH zählen Unternehmen aus den Branchen Werkzeug- und Formenbau, Maschinen- und Anlagenbau, Luft- und Raumfahrt
sowie aus der Automobil-, Elektro- und Schmiedeindustrie. Zudem qualifiziert das IPH externe Fach- und
Führungskräfte in Seminaren und bietet in Arbeitskreisen Zugang zu aktuellem und interdisziplinärem Fachwissen.
Projektbeispiele Industrie 4.0
Das IPH arbeitet in aktuellen Forschungsprojekten im
Bereich Industrie 4.0 daran, kognitive Eigenschaften
des Menschen auf Maschinen und Intralogistiksysteme zu übertragen. Hierdurch sollen die Systeme dazu befähigt werden, ihre Umgebung eigenständig zu erfassen, Entscheidungen dezentral zu
treffen und Schlussfolgerungen zu ziehen.
Ein Schwerpunkt liegt hierbei auf der Weiterentwicklung von Mensch-Maschine-Schnittstellen. Nachfolgend sind Projektbeispiele des IPH aufgeführt:
•
Entwicklung einer sprach- und gestenbasierten
Steuerung für interaktive, fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF-out of the Box)
•
Entwicklung eines Expertensystems zur automatisierten Auslegung des Wegenetzes für Fahrerlose
Transportsysteme (FTS-Wegenetz)
•
Entwicklung einer kognitiven, formalen und systemübergreifend Beschreibungssprache für vernetzte, kognitive Produktionssysteme
(netkoPs)
•
Entwicklung eines optischen Ortungssystems für
Flurförderzeuge zur Realisierung intelligenter
Schnittstellen in wandlungsfähigen Lieferketten
(ISI-WALK)
Die Forschungsergebnisse im Umfeld Industrie 4.0
stehen in Form von Demonstratoren am IPH bereit und
dienen Unternehmen dazu, die Möglichkeiten von
Industrie 4.0 praxisnah kennenzulernen.
Kontakt:
Dr.-Ing. Georg Ullmann
Telefon +49 511 279 76-0
E-Mail [email protected]
Internet www.iph-hannover.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
IPRI – International Performance Research Institute
Unternehmenssteuerung im Zeitalter von Industrie 4.0
IPRI betreibt anwendungsorientierte betriebswirtschaftliche Forschung mit dem Ziel einer verbesserten Messung
und Steuerung der Leistung von Unternehmen und öffentlichen Einrichtungen.
Im Mittelpunkt unserer Aktivitäten stehen Forschungsprojekte, Arbeitskreise und Studien zu den betriebswirtschaftlichen Fragen im Kontext von Industrie 4.0. Wir kooperieren mit einer Vielzahl von mittelständischen Unternehmen, um anwendungsorientierte Lösungen für die Unternehmenssteuerung im Zeitalter von Industrie 4.0 zu
entwickeln und umzusetzen.
Schwerpunkte und Kompetenzen
IPRI Forschungs- und Transferprojekte rund um Industrie 4.0 orientieren sich an den folgenden Schwerpunkten:
• Business Analytics: Big Data-Analysen für bessere Entscheidungen in der Unternehmensführung
• Business Development: Identifikation und Aufbau
innovativer Geschäftsfelder, z.B. im Bereich Smart
Products
• Industrial Services: Aufbau und Steuerung des
Dienstleistungsgeschäfts produzierender Unternehmen, z.B. im Bereich Smart Services
• Interorganizational Networks: Aufbau und Steuerung unternehmensübergreifender Kooperationen
• Sustainability Management: Entwicklung und
Umsetzung von Nachhaltigkeitsstrategien
Unsere Kompetenzen:
• Identifikation der betriebswirtschaftlichen Anforderungen an die Unternehmenssteuerung 4.0
• Entwicklung innovativer Methoden für den Entwurf
und die Umsetzung von Geschäftsmodellen im
Kontext von Industrie 4.0
• Unterstützung bei der Umsetzung der entwickelten
Geschäftsmodelle im Rahmen von Transferprojekten
• Durchführung von Industrieforen, Arbeitskreisen
und Studien zu den betriebswirtschaftlichen Fragen
im Kontext von Industrie 4.0
Projektbeispiele Industrie 4.0
Forschungsprojekte:
• I4.0 Ready: Einsatz von interaktiven Assistenzsystemen in Produktion und Logistik
• SmartTravel: Kapazitätsplanung für Verkehrsdienstleister durch die Nutzung von Big Data
• SmartBuilding: Angebot von Smart Services für
Gebäudedienstleister
Transfer:
• Industrie-AK: „Betriebswirtschaftliche Fragestellungen im Fokus“ mit Uni Ulm, IHK Ulm und 30 Unternehmen
• Business Model Lab 4.0: Entwicklung von innovativen Geschäftsmodellen gemeinsam mit Unternehmen
• Symposium Industrie 4.0: Jährliches Forum für
den Erfahrungsaustausch zu betriebswirtschaftlichen Fragen
Studien:
• Industrie 4.0 - Eine neue Herausforderung für die
Unternehmensführung
• Auswirkungen von Industrie 4.0 auf das Controlling
• Ersatzteilmanagement im Zeitalter von Industrie 4.0
Kontakt:
Prof. Dr. Mischa Seiter
Telefon +49 711 620 3268-8012
E-Mail [email protected]
Internet http://www.ipri-institute.com
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
IPS – Institut für Produktionssysteme
Technische Universität Dortmund
Das Institut für Produktionssysteme (IPS) wurde als wissenschaftliche Einrichtung der Fakultät Maschinenbau an
der Technischen Universität Dortmund gegründet und steht unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Jochen Deuse.
Am IPS arbeiten rund 40 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, davon 30 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler
aus den Disziplinen Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen, Logistik und Informatik. Im Fokus der Institutsarbeit stehen die Erforschung und Gestaltung technischer sowie soziotechnischer Arbeitssysteme. Neben Forschung und Lehre bietet das IPS im Rahmen der industriellen Auftragsforschung ein breites Beratungs- und
Dienstleistungsspektrum an.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Das IPS unterstützt die ganzheitliche Gestaltung
technischer sowie soziotechnischer Arbeitssysteme
und ist innerhalb der Organisation in fünf Forschungsbereiche gegliedert, die in vielen Aufgabenstellungen integriert eingesetzt werden.
Arbeitssystemgestaltung
Gestaltung manueller Arbeitsprozesse, MenschMaschine-Schnittstelle, Wertstromdesign und kontinuierliche Verbesserung, Ganzheitliche Produktionssysteme, Lean Production, Kompetenzentwicklung im Industrial Engineering
Arbeits- und Zeitstudium
Methodenlehre der Zeitdatenermittlung, Prozesskette der Zeitwirtschaft, Innovative Zeitdatenermittlung,
Digitale Zeitwirtschaft
Digitale Fabrik – Montageprozessplanung
Ereignisdisktrete Simulation, Kinematische Simulationen, Materialflussanalyse, Produkt- und Prozessdatenmodellierung, CAx-Systeme, digitale Abbildung von Montageprozessen, Standards für die
Produktionssystemgestaltung, Change Management zwischen Planung und Produktion, Echtzeitdaten in der Produktion
Industrielle Robotik und Produktionsautomatisierung
Roboter-Roboter-Kooperation, Adaptive Robotik,
Hochgeschwindigkeitsrobotik, Mobile Robotik, Robotervalidierung, Medizinrobotik, Roboter in der
Unterhaltungsbranche
Systems Engineering
Advanced Process Control, Analytische Beschreibung von Produktionssystemen, Gruppentechnologie / Mustererkennung, Optimierungsverfahren
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Seit mehreren Jahren begleitet und gestaltet das IPS in
vielfältigen Projekten die vierte industrielle Revolution.
Mensch-Roboter-Kollaboration & Assistenzsysteme
• Mensch-Roboter Kollaboration für den Rohr- und
Rahmenbau
• Individualisierte Arbeitsassistenz in hybriden Produktionssystemen
• Vom manuellen Prozess zur Servicerobotik
Big Data
• Data-Mining zur prospektiven Ermittlung von Montageinhalten in der Digitalen Fabrik
• Nutzung von Data- und Web-Mining Techniken unter
Ressourcenbeschränkung
• Data-Mining zur Prognose der Produktqualität
Smart Factory
• CPPS-basierte Gestaltungslösungen für Arbeitssysteme in der Montage und der Logistik
Neue Formen der Maschinendokumentation für die Smart
Factory der Zukunft
Kontakt:
Dipl.-Wirt.-Ing. MSIE (USA)
Benedikt Konrad Oberingenieur
Telefon +49 231 755 4844
E-Mail [email protected]
Internet www.ips.do
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
ITA – Institut für Textiltechnik
RWTH Aachen University
Das Institut für Textiltechnik (ITA) gehört mit mehr als 300 Mitarbeiter/innen zu den fünf größten Instituten der
RWTH Aachen University. Verbunden mit dem Institut ist der Lehrstuhl für Textiltechnik im Maschinenbau.
Das ITA arbeitet industrienah, interdisziplinär und ist international ausgerichtet. Für die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten verfügt das ITA über ein modern ausgestattetes Technikum, in dem textile Prozessketten vollständig abgebildet werden.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Schwerpunkte des Institutes liegen in den Bereichen
Maschinenbau und textile Verfahrenstechnik, Polymertechnik und Hochleistungsfaserwerkstoffe, Textiles
Preforming und Faserverbunde, Medizintechnik, Smart
Textiles und Fügetechnologie, sowie der Simulationsund Messtechnik.
Das ITA entwickelt textile Halbzeuge und Produkte für
Applikationsfelder in den Branchen Life Sciences und
Healthcare, Bauen und Wohnen, Leichtbau und Mobilität und für den Energie-Sektor.
Darüber hinaus werden zahlreiche weitere Industriebranchen mit zielgerichteten Innovationen für neue
Prozesse und textile Werkstoffe bedient.
An der Umsetzung von Industrie 4.0 forscht das ITA in
zahlreichen öffentlichen Projekten und direkten Forschungs- und Entwicklungsaufträgen. Besondere
Schwerpunkte sind
• Kognitive und selbstoptimierende Textilmaschinen,
• Mensch-Maschine-Schnittstelle,
• Die vernetzte textile Prozesskette und der
• Textiler Fabrikbetrieb.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Die wichtigsten aktuellen Projekte am ITA im Umfeld
von Industrie 4.0:
• Exzellenzcluster –
Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer
• SmartFactory
Ermittlung der spezifischen Anforderungen von Industrie 4.0 in der Textilindustrie
• SpeedFactory
Automatisierte Einzelstückfertigung von Sportartikeln und Autositzen.
• StoreFactory
Echtzeitfähige Umsetzung kundenindividueller, gestrickter Produkte auf der Basis von kundenindividuellen Designwünsche und physiologischen Anforderungen (3D-Scans)
• SozioTex
Analyse und gezielte Gestaltung von soziotechnischen Systemen für eine älter werdende Belegschaft, insbesondere beim Umgang mit innovativen
und vernetzten Produktionsschritten.
• AugmenTex
Realitätsnahes, zeitlich unabhängiges und selbständiges Erlernen der Funktionsweise von Textilmaschinen mittels Augmented Reality.
• Zahlreiche direkte Forschungs- und Entwicklungsprojekte
Kontakt:
Adjunct Prof. (Clemson Univ.) Dr.-Ing.
Yves-Simon Gloy
Telefon +49 241 80 23470
E-Mail [email protected]
Internet www.ita.rwth-aachen.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
iwb – Institut für Werkzeugmaschinen und
Betriebswissenschaften
Technische Universität München
Das 1875 gegründete Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universität München (TUM) wird von Prof. Dr-Ing. Gunther Reinhart und Prof. Dr.-Ing. Michael F. Zäh geleitet. Mit
seinen Einrichtungen in Garching bei München, dem Anwenderzentrum und der 2009 mit dem Fraunhofer IWU
gegründeten Fraunhofer-Projektgruppe „Ressourceneffiziente Mechatronische Verarbeitungsmaschinen“ (RMV)
in Augsburg, ist das iwb an zwei Standorten in Bayern vertreten. Die Forschung des iwb orientiert sich an drei
Ebenen der Produktionstechnik: der Unternehmensplanung und -organisation, den mechatronischen Produktionssytemen sowie den Fertigungs- und Montagetechnologien.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Mit zukunftsweisenden, wissenschaftsorientierten
Ansätzen einerseits und anwendungsnahen, im
Unternehmen direkt implementierbaren Lösungen
andererseits forscht das iwb in Grundlagen- und
Verbundprojekten sowie in bilateralen Kooperationen mit Industriepartnern. Die Kompetenzen des
iwb liegen hierbei in den Bereichen Werkzeugmaschinen, Füge- und Trenntechnik, Additive Fertigung, Montagetechnik und Robotik sowie im Bereich Produktionsmanagement und Logistik.
Werkzeugmaschinen:
• Zerspanungsprozesse
• Strukturverhalten
• Energieeffizienz und Leichtbau
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
• CyProS – Intelligente Vernetzung in der Produktion
durch cyber-physische Produktionssysteme
• AKOMI – Automatisierte Konfiguration in der Mikrosystemtechnik
• InnoCyFer – Integrierte Gestaltung und Herstellung
kundeninnovierter Produkte in Cyber-Physischen Fertigungssystemen
Demonstratoren zu folgenden Themen:
• Cyber-Physische-Systeme in der automatisierten Montage
• Dienstbereitstellung in der aufgabenorientierten Bildverarbeitung
• Integrierte Gestaltung und Herstellung kundeninnovierter Produkte auf cyber-physischen Fertigungssystemen
• Der Mensch in der Industrie 4.0
Füge- und Trenntechnik:
• Laserfertigungstechnik
• Reibschweißen
• Fügen und Trennen von CFK
Additive Fertigung
Montagetechnik und Robotik:
• Batterieproduktion
• Cyber-Physische Montagesysteme
• Industrielle Robotik
Produktionsmanagement und Logistik:
• Mensch in der Fabrik
• Bionik in der Produktionsorganisation
• Technologiemanagement in der Produktion
Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Gunther Reinhart
Telefon +49 89 289 155 04
E-Mail [email protected]
Internet www.iwb.tum.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
LPS – Lehrstuhl für Produktionssysteme
Ruhr-Universität Bochum
Der Lehrstuhl für Produktionssysteme (LPS) forscht auf den Gebieten der Produktionsautomatisierung, des Produktionsmanagements, der Produktionsdienstleistungen sowie der industriellen Robotik. Zurzeit arbeiten 35 wissenschaftliche Mitarbeiter am LPS. Davon beschäftigen sich neun wissenschaftliche Mitarbeiter mit dem Themenfeld Industrie 4.0. Zudem betreibt der LPS eine nach modernsten Gesichtspunkten gestaltete Lernfabrik zur studentischen Ausbildung und Weiterbildung von industriellen Mitarbeitern. Die LPS-Lernfabrik wird auch zur Umsetzung und Evaluierung von Forschungsergebnissen in einem praktischen Fabrikumfeld verwendet.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Forschung
• Produktionsmanagement
 Industrie 4.0
 Ressourceneffizienz
 Materialflusssimulationen
 Lean Management
• Produktionsautomatisierung
 Formgedächtnistechnik
 Inkrementelle Blechumformung
 Ringwalzen
 Medizintechnik
• Industrielle Robotik
 Mensch-Roboter-Kollaboration
 Mensch-Maschine-Schnittstelle
 Roboterbasierte Produktion
 Industrielle Servicerobotik
Weiterbildung
• Lernfabrik
 Lernfabrik für Ressourceneffizienz
 Lernfabrik für Prozessoptimierung
 Lernfabrik für Management und Organisation
• Institut für Wertschöpfungsexzellenz (IWEX)
 Gemeinsam mit den Partnern LMX Consulting
und der Akademie der Ruhr-Universität Bochum
ist der LPS seit 2010 am IWEX beteiligt
 Das IWEX bietet eine praxisorientierte Weiterbildung im Themenfeld Lean Management
Projektbeispiele Industrie 4.0
Im Forschungsfeld von Industrie 4.0 ist der Lehrstuhl
zurzeit mit insgesamt 4 Verbundprojekten aktiv:
Das Projekt APPsist bietet mit Hilfe der Entwicklung
eines CPS-integrierten, intelligenten Assistenzsystems
produzierenden Unternehmen die Möglichkeit, sich für
diese Herausforderungen der Industrie 4.0 zu rüsten.
Mitarbeiter sollen dazu befähigt werden, die immer
komplexer werdenden Tätigkeiten auch zukünftig beherrschen zu können.
In DigiLernPro werden auf Basis digitaler Medien
semi-automatisch generierte Lernszenarien entwickelt,
die neue Formen des Lernens am Arbeitsplatz ermöglichen. Damit soll eine nachhaltige Weiterbildung im
Umfeld von Industrie 4.0 ermöglicht werden.
Im Verbundprojekt SOPHIE wird die reale Fabrik mit
der digitalen Fabrik in Echtzeit verknüpft. Dadurch
sollen Entscheidungsträger befähigt werden, geplante
und reale Abläufe auch direkt in der Produktion abzugleichen und Eingriffe in den realen Prozessablauf
durch Simulationen abzusichern.
Ziel des Forschungsprojekts Cyber System Connector ist es, eine aktuelle technische Dokumentation
durch ein virtuelles Abbild der Anlagen über den gesamten Produktentstehungsprozess zu gewährleisten.
Der CSC bildet dabei die Schnittstelle für jede eingebundene Systemkomponente innerhalb einer Maschine
oder Anlage.
Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Bernd Kuhlenkötter
Telefon +49 234 32 26310
E-Mail [email protected]
Prof. Dr.-Ing. Dieter Kreimeier
Telefon +49 234 32 26309
E-Mail [email protected]
Internet www.lps.rub.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
LSWI – Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik und Electronic
Government, Anwendungszentrum Industrie 4.0
Universität Potsdam
Das Anwendungszentrum Industrie 4.0 stellt eine hybride Simulationsplattform aus cyberphysischen Systemen
(CPS) und realer Automatisierungstechnik bereit. Durch die Kombination von Softwaresimulation und physischer
Modellfabrik können alle Produktionselemente der Simulationsumgebung für unterschiedliche Grade an dezentraler Steuerung konfiguriert und reale Industriekomponenten problemlos eingebunden werden. Die plastische Demonstration der Interaktion von CPS wird ermöglicht. Unterschiedliche Prozesse können konkrete und individuell
auf Potenziale untersucht und der Nutzen von Industrie 4.0-Technologien plastisch und realistisch aufgezeigt
werden.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Der Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik und Electronic
Government (LSWI) zeichnet sich aus durch ein gewachsenes Ansehen in Lehre, Forschung und Wissenstransfer aus. Themenschwerpunkte sind insbesondere
die Gestaltung von Geschäftsprozessen in produzierenden Unternehmen, Märkte und Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme wie ERP (Enterprise
Ressource Planning) und MES (Manufacturing Execution System).
Die Modellfabrik des Anwendungszentrums Industrie
4.0 erlaubt durch die plastische und realistische Darstellung von Produktionsprozessen:
• die Demonstration, was sich hinter Industrie 4.0
verbirgt,
• die beste Lösungsvariante aus dem Industrie 4.0
Instrumentarium für Ihren Produktionsprozess zu
bestimmen,
• konkrete Aussagen zum Nutzen von Technologien
(RFID, etc.) zu generieren,
• alternative Lösungen zu vergleichen,
• Investitionsentscheidungen unterschiedlichen Zielgruppen zu argumentieren,
• Neuerungen vor der Einführung interaktiv zu testen
und zu schulen.
• Nachweis der Integrationsfähigkeit von IT- und Automatisierungstechnik - "Industrie 4.0 ready"
Projektbeispiele Industrie 4.0
Die hybride Simulationsplattform des AZI 4.0 als flexibles Werkzeug zur Untersuchung von Themen im Bereich Industrie 4.0 wurde bereits in zahlreichen Projekten eingesetzt und weiterentwickelt.
• Projekt LUPO (http://www.lupo-projekt.de) zur Untersuchung von Konzepten des dezentralen Produktionsmanagements mit autonomen Objekten im
Rahmen des AUTONOMIK-Programms des BMWi
• BMBF-Projekt MetamoFab zur Integration cyberphysischer Systeme in bestehende Modernisierungs- und Entwicklungsvorhaben
(http://metamofab.de/)
• AiF-geförderte Projekt PMSaisonal
(http://www.saisonale-lieferketten.de) zur Beherrschung saisonaler Schwankungen durch Wandlungsfähigkeit und
• BMBF-Projekt Aqua-IT-Lab zur IT-Sicherheit kritischer Infrastrukturen
Neben der projektbezogenen Beratung finden regelmäßig Veranstaltungen mit Fokus Industrie 4.0 statt.
Forschungsprojekte mit Praxispartnern und die Auftragsforschung sichern Wissenstransfer und anwendung.
Kontakt:
Sander Lass
Telefon +49 331 977 3322
E-Mail [email protected]
Internet www.industrie40-live.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
InstitutsLogo
PLT – Lehrstuhl für Prozessleittechnik
RWTH Aachen University
Ein theoretischer Forschungsschwerpunkt des Lehrstuhls ist die Beschreibung von leittechnischen Konzepten mit
Metamodellen und die Handhabung dieser Metamodelle mit formalen Methoden. Ein Anwendungsschwerpunkt ist
die Entwicklung von neuartigen Informationskonzepten zur durchgängigen Unterstützung des Engineerings, der
optimierten Prozessführung und des Anlagenmanagements im Lifecycle einer Produktionsanlage. Der Lehrstuhl
arbeitet eng mit Herstellern und Anwendern in der Prozessindustrie zusammen und unterstützt durch aktive Mitwirkung die nationale und internationale Normung im gesamten Bereich der Automatisierungstechnik. Zudem
leistet der Lehrstuhl einen bedeutenden Beitrag zum Masterstudiengang Automatisierungstechnik an der RWTH.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Entwicklung von Referenzmodellen für
• Anlagenbeschreibung
• Prozedurbeschreibung
• Lebenszyklus
• System of Systems
• Dienste
Mitwirken bei der Normung im Bereich Automatisierungstechnik
ACPLT Laufzeitumgebung – Objektbasierte automatisierungstechnische Open-Source Plattform für Steuerungen, die während der Laufzeit erkundet und modifiziert werden kann
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
• Forschung im Bereich Merkmalsysteme und Verwaltungsschale
• Profile für OPC UA als plattformübergreifendes
Kommunikationsprotokoll
• DYMASOS EU Projekt – Management von „System
of Systems“
• Automatisierte Dynamische Synthese von Kontextmodellen zur Pumpenüberwachung
• Automatische Codegenerierung für SPS
• Regelbasiertes Engineering
OPC UA
Modulare Anlagen
Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Epple
Telefon +49 241 80-94339
E-Mail [email protected]
Internet http://www.plt.rwth-aachen.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
PtU – Institut für Produktionstechnik und
Umformmaschinen, Technische Universität Darmstadt
Das Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU) befasst sich unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing.
Dipl.-Wirtsch.-Ing. Peter Groche mit der Lehre und Forschung im Gebiet der Umformtechnik. Das Institut gliedert
sich mit seinen derzeit 36 wissenschaftlichen Mitarbeitern fachlich in die vier Abteilungen: Prozessketten und
Anlagen, Walz- und Spaltprofilieren, Tribologie sowie Funktions- und Verbundbauweise. Für experimentelle Untersuchungen von Umformprozessen stehen zwei Walzprofilieranlagen sowie verschiedene Pressentypen zur
Verfügung. Weiter können für Grundlagenuntersuchungen unterschiedliche Prüfstände genutzt werden. Rechnerunterstütze Untersuchungen werden durch ein breites Spektrum an Software im Bereich FE, CAD sowie Steuerungs- und Regelungstechnik abgedeckt.
Schwerpunkte und Kompetenzen
• Entwicklung und Optimierung von neuen und bestehenden Produktionsprozessen durch ganzheitliche Betrachtung von Prozessketten und der dazugehörigen Maschinen- und Anlagentechnologie
 Industrie 4.0 in der Umformtechnik durch Integration robuster Sensorik in die Wertschöpfungskette, um dadurch gewonnene Informationen als Steuerungs- und Regelungsgrundlage
zu nutzen
 Herstellung ressourcenschonender Permanentmagnete durch Substitution von seltenen
Erden
• Kombination und Erweiterung von Profilierverfahren
wie Walz- und Spaltprofilieren
 Walzprofilieren von Spaltprofilflanschen zur Realisierung integraler Verbindungsstellen ohne
weitere Fertigungsschritte
 Flexibles Spaltbiegen
• Analyse und Optimierung von tribologischen Systemen zur Steigerung der Produktivität und Stabilität umformtechnischer Prozesse
 Verschleißuntersuchungen
 Entwicklung von Reibmodellen für die industrielle Praxis
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
• Integration von Funktionsmaterialien durch Rundkneten
• Vernetzung durch strukturintegrierte Leiterbahnen
• RFID-Technologie in der kontinuierlichen Blechumformung
verzweigter Bleche
• Umformen funktional bedruckter
Bleche
• RobIN 4.0
• Prozessintegrierte Herstellung von Sandwichstrukturen, um ein hohes Maß an Automatisierung zur
Einsparung von Kosten sicherzustellen.
Kontakt:
M. Sc. Johanna Schreiner; Johannes Hohmann
Telefon +49 6151 16 7342; -5356
E-Mail [email protected]
[email protected]
Internet www.ptu.tu-darmstadt.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
PTW – Institut für Produktionsmanagement,
Technologie und Werkzeugmaschinen
Technische Universität Darmstadt
Das Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen lehrt und forscht auf dem Gebiet
der Zerspanung metallischer Werkstoffe, der Konstruktion und Auslegung von Werkzeugmaschinen und Komponenten sowie der Prozessoptimierung, Produktionsorganisation und Energieeffizienz im produktionstechnischen
Umfeld.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Fertigungstechnische Bereiche
• Mechatronische Systeme und Komponenten
• Zerspanen mit Industrierobotern
• Motorspindelsysteme
• Zerspanung von Powertrain-Komponenten
• Schwer zerspanbare Werkstoffe
• Bohren, Reiben und Entgraten mit hoher
Qualität
• Hochgeschwindigkeitsbearbeitung
• Additive Fertigung und dentale Technologie
Produktionsorganisatorische Bereiche
• Schlanke Produktion und Digitalisierung
• Optimiertes Werkzeugmanagement
• Schutz vor Produktpiraterie
• Industrie 4.0 in komplexen Wertschöpfungsketten
• Energieeffiziente Produktionsmaschinen
• Energie- und Versorgungstechnik in der
Produktion
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
• Effiziente Fabrik 4.0: Entwicklung eines Industrie 4.0Lernparcours für den Mittelstand in der Prozesslernfabrik CiP (Brown Field Ansatz)
incl. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der einzelnen Use Cases (HMWEVL)
• ETA-Fabrik: Entwicklung einer energieeffizienten Modellfabrik mit wertstromübergreifendem Energiemonitoring zur optimierten Energieflusssteuerung durch IKT-Vernetzung von Produktionsmaschinen und technischer Gebäudeausrüstung (Vernetzung von Maschinen, Prozess und Gebäude)
• SmartTool: Entwicklung eines intelligenten Werkzeugsystems zur Steigerung der Informationstransparenz im Werkzeugkreislauf (BMBF)
Industrie 4.0 am PTW praktisch erleben
Lernfabriken des PTW
• Prozesslernfabrik CiP (Center für industrielle
Produktivität)
 Lean Management
 Integration von Industrie 4.0 in bestehende Produktionssysteme
• ETA-Fabrik (Energieeffizienz-, Technologieund Anwendungszentrum)
 Umweltgerechte Produktion
Condition Monitoring
Individualfertigung
Energy Monitoring
Intelligenter Werkzeugkreislauf
Bauteile als
Informationsträger
Digitales
Shopfloormanagement
Papierlose
Qualitätssicherung
Intelligente
Werkerassistenzsysteme
Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Eberhard Abele
Prof. Dr.-Ing. Joachim Metternich
Telefon +49 6151 16 2156
E-Mail [email protected]
Internet www.ptw.tu-darmstadt.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V.
KL
SmartFactory ist Wegbereiter der intelligenten Fabrik von morgen und Pionier von Industrie 4.0. Als führendes
Kompetenzzentrum und unabhängige Demonstrations- und Forschungsplattform entwickeln wir innovative Fabriksysteme, in denen die Vision von Industrie 4.0 bereits Realität wird. In einem Netzwerk von renommierten Partnern aus Industrie und Forschung arbeiten wir an neuen Konzepten, Standards und Lösungen, die die Grundlage
für eine hochflexible Automatisierungstechnik bilden. So verfügt die SmartFactoryKL über die weltweit erste herstellerübergreifende Industrie 4.0-Anlage.
Schwerpunkte und Kompetenzen
KL
Die SmartFactory befasst sich mit der Überführung
der Vision Industrie 4.0 in die Realität. Zusammen mit
namhaften Partnern sind in den Bereichen Automatisierungstechnik, IT und Mensch-Maschine-Interaktion
zahlreiche realitätsnahe Lösungen entwickelt und
umgesetzt worden. In gemeinschaftlichen Projekten,
bei denen die SmartFactoryKL als Technologieplattform und Schnittstelle agiert, werden Forschungsergebnisse und theoretisches Know-How in die industrielle Praxis überführt. Das große Partnerkonsortium
bietet die Möglichkeit, herstellerübergreifende Entwicklungen voran zu treiben, Anbieterkooperationen
zu schließen und gemeinschaftlich wichtige Standards zu definieren. Gleichzeitig arbeitet die SmartFactoryKL intensiv mit dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI GmbH) an
unterschiedlichen Forschungsvorhaben im Bereich
Industrie 4.0 zusammen.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Die weltweit erste, herstellerübergreifende Industrie 4.0Anlage: 16 Partner haben im Zusammenschluss die
Demonstrationsanlage mit acht Produktionsmodulen,
basierend auf einer herstellerübergreifend kompatiblen
Infrastruktur und zentralen IT-Services, realisiert. Durch
modernste Internet- und Kommunikationstechnologien
und gemeinsame Standards wird eine hochflexible,
automatisierte Fertigung nach dem „Plug&ProducePrinzip realisiert. Das Gemeinschaftsprojekt bietet den
Proof of Concept für die beteiligten Partner und die entwickelnden Konzepte, sowie eine einzigartige Lern- und
Forschungsplattform für die Industrie.
Kontakt:
Herr Rüdiger Dabelow
Telefon +49 631 20575 3404
E-Mail [email protected]
Internet www.SmartFactory.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
SOFI – Soziologisches Forschungsinstitut Göttingen
Georg-August-Universität Göttingen
Das Soziologische Forschungsinstitut Göttingen (SOFI) ist ein nichtkommerzielles, drittmittelfinanziertes Institut
mit enger Anbindung an die sozialwissenschaftliche Fakultät der Universität Göttingen. Im Mittelpunkt der Institutsarbeit steht angewandte, um Zeitdiagnostik bemühte, empirische Grundlagenforschung in den Bereichen Arbeits-, Industrie- und Bildungssoziologie sowie Sozialstrukturforschung. Das Institut erhält eine institutionelle
Grundfinanzierung durch das Land Niedersachsen. Überwiegend erfolgt die Finanzierung des SOFI durch Mittel
der Forschungsförderung, der Ressortforschung (Landes- und Bundesministerien) sowie in geringem Maße auch
von Verbänden und Unternehmen.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Seit Ende der 1960er Jahre begleitet das Soziologische Forschungsinstitut Göttingen (SOFI) in seiner
Forschung Prozesse des industriellen Wandels und
des Wandels von Arbeit. Die aktuelle Forschung konzentriert sich auf drei sich ergänzende Forschungsperspektiven:
• Arbeit im Wandel: Stichworte sind hier neue Formen der Arbeitsorganisation und der betrieblichen
Arbeitspolitik, neue Steuerungskonzepte, Wandel
von Arbeitsgestaltung und Qualifikationsbedarf,
neue Strategien der betrieblichen Aus- und Weiterbildung, arbeitspolitische Gestaltungsspielräume
zur Verbesserung der Arbeitssituation, Auswirkungen des demografischen Wandels und alters- und
alternsgerechte Arbeitsgestaltung, Einbeziehung
der Beschäftigten bei der Ausgestaltung und Umsetzung neuer Technologien, sektoraler Wandel
und Strukturwandel der Arbeitsgesellschaft, Bedeutung neuer Arbeitsformen.
• Wandel von Produktions- und Innovationsmodellen: Wichtige Themen in diesem Bereich sind
Fragen der Globalisierung, Wechselwirkungen zwischen institutionellem Wandel und betrieblichen
Produktions- und Innovationsstrategien sowie die
sozialen Wirkungen neuer Technologien (insbesondere IuK-Technologien).
• Wandel des Sozialmodells (Arbeit-BildungLebensweise im Umbruch): Während sich die ersten beiden Schwerpunkte auf Entwicklungen auf
der betrieblichen und Unternehmensebene konzentrieren, geht es hier um Themen wie Prekarisierung von Arbeit, Umbau des Sozialstaates oder
Entwicklungen im Berufsbildungssystem. U.a. wirkt
das SOFI am Nationalen Bildungsbericht mit.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Die Erforschung der Auswirkungen von Industrie-4.0
auf Arbeit steht allgemein noch am Anfang. Industrie
4.0 bringt viele bestehende Dinge auf neue Weise
zusammen. Vielfach wird davon ausgegangen, dass
dem Menschen in der digitalisierten Arbeitswelt eine
zentrale Rolle zukommen, Arbeit sich aber deutlich
verändern wird. Wie Arbeit 4.0 aussehen wird, ist aber
eine offene Frage.
Die Erwartungen reichen von der Zunahme qualifizierter Arbeit bis zu drastischen Beschäftigungseinbrüchen und einer verstärkten Kontrolle der Arbeitenden.
Das SOFI geht diesen Entwicklungen in seiner Forschung nach.
Beispiele für einschlägige Projekte zur Entwicklung
von Arbeitswelt und Digitalisierung in Industrie und
Dienstleistungen sind:
• Arbeitsorganisation, Prozesssteuerung, Produktionssysteme: IWEPRO (Intelligente selbstorganisierende Werkstattproduktion), AGTIL (Ausprägungen innovativer Arbeitspolitik), Montagearbeit 4.0
• Arbeitspolitik und Personalstrategien: AGTIL,
Alter(n)sgerechte Arbeitspolitik
• Entwicklung von Industrie-4.0-Technologien:
COLLIN (Kollaborative Innovationen), Aushandlung
interorganisationaler F+E-Projekte
• Digitalisierung, Gestaltung von Arbeit und Qualifizierung, neue Geschäftsmodelle: COLLIN,
Montagearbeit 4.0, Antrag AQLog (Arbeit und Qualifizierung in Logistik 4.0), Mediaconomy
Kontakt:
Prof. Dr. Jürgen Kädtler
Telefon +49 551 5 22 050
E-Mail [email protected]
Internet http://www.sofi-goettingen.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
STFI – Sächsisches Textilforschungsinstitut e. V.
an der Technischen Universität Chemnitz
Unser Institut ist eine gemeinnützige Forschungseinrichtung im Freistaat Sachsen, die sich den langjährigen
Traditionen sächsischer Textilforschung verpflichtet fühlt.
In unserer verfahrens- und erzeugnisbezogenen FuE-Arbeit widerspiegeln sich klassische Textiltechnologien
sowie innovative, unkonventionelle Lösungen für breiteste Anwendungsgebiete.
Wir pflegen den Austausch mit Firmen und Forschungseinrichtungen des In- und Auslandes und unterstützen mit
unserem Know-how die Unternehmen der regionalen Textilindustrie.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Die Arbeit des Instituts konzentriert sich mit dem Kompetenzzentrum Vliesstoffe und dem Innovationszentrum
Technische Textilien in erster Linie auf die Themenfelder Technische Textilien und Vliesstoffe.
Daneben verfügt das Institut über eine anerkannte Prüfund Zertifizierungsstelle mit dem Schwerpunkt Geokunststoffe und Persönliche Schutzausrüstungen
(PSA).
Ein angeschlossenes Transferzentrum unterstützt die
Kommunikation, die Bereitstellung von Informationen,
die Koordinierung der nationalen und internationalen
Zusammenarbeit.
Das Institut verfügt durch eine starke Industrieanbindung und die Mitarbeit in über 50 Gremien und Verbänden über ein leistungsfähiges Netzwerk.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Im Rahmen des Projektes „futureTEX - Ein Zukunftsmodell für Traditionsbranchen in der vierten industriellen Revolution“ wird seit 2014 das Thema branchenspezifisch bearbeitet. Das Projektkonsortium verfolgt
das Ziel, die führende Position bei der Umsetzung der
vierten industriellen Revolution im Textilmaschinenbau
und in der Textilindustrie zu erringen und damit bis
2030 das modernste textilindustrielle Wertschöpfungsnetzwerk Europas aufzubauen.
Schwerpunkt bilden aktuell die Basisvorhaben:
• Smart Factory
• Mass Customization
• Open Innovation
• Arbeitswelt 4.0
als Grundlage spezifischer Folgevorhaben und den
Aufbau von Demonstratoren für branchenspezifische
Industrie 4.0 Anwendungen.
Kontakt:
Dipl.-Ing. Dirk Zschenderlein
Telefon +49 371 5274 283
E-Mail [email protected]
Internet http://www.futuretex2020.de
http://www.stfi.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
TECO
Karlsruher Institut für Technologie
Die TECO Forschungsgruppe am KIT beschäftigt sich mit Technologien die zur digitalen Transformation der Industrie beitragen und deren Auswirkung auf den Nutzer. Zentrales technisches Element am TECO ist das Internet
der Dinge von der Plattform bis hin zur Datenauswertung sowie zugehörige Benutzerschnittstellen. Das TECO
forscht an wissenschaftlichen Kernfragen in diesem Bereich, transferiert in Entwicklungs- und Beratungsprojekten
seine Technologie in die Industrie und engagiert sich in Gremien bzw. Zentren. So hat das TECO den Vorsitz des
deutschen Big-Data Zentrums Smart Data Innovation Lab (SDIL) sowie die Co-Leitung des Smart Data Solution
Center Baden-Württemberg (SDSC-BW) inne.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Smart Data Analyse von Daten aus der Industrie 4.0
Analyse von industriellen Daten aus Maschinen, Produktionsflüssen und Logistik sind unsere Spezialisierungen mit Fokus auf:
• Korrelation von Maschinendaten auf Ereignisse und
Betriebszustände, Aufbereitung/Kuratierung von
Maschinendaten für Big Data Analysen bei hoher
Datenrate und –vielfalt
• Klassifikation und Prädiktion von Ereignissen
• Werkzeuge zur Analyse und Prädiktion
• Hochleistungsdatenbanken für Sensordatenströme
Kabellose Sensorplattformen für das Internet der
Dinge (Internet of Things, IoT)
Die kostengünstige Aufnahme von Sensordaten stellt
die Voraussetzung für Smart Data Analyse z.B. zur
Verbesserung der Produktion dar. Unsere IoT Plattformen bieten:
• IEEE802.15.4 und BLE basierte Ultra-low Power
kabellose Sensorsystem-Familie für Reichweiten
von 1 bis 400m
• Messungen mit verschiedenster Sensorik, Gehäusealternativen, batteriebetrieben oder EnergyHarvesting
• Anbindung an Internet, Cooperative Cloud, Big Data Analytics mit höchster Sicherheit
Innovative Benutzerschnittstellen für Industrie 4.0
Unser Fokus ist die Erstellung von innovativen Benutzerschnittstellen (z.B. Mobile Apps, Augmented Reality,
(semi-) automatische Generierung von Reports, Handbüchern, kontextuellen Hilfedateien) und die Durchführung von Nutzerstudien mit IoT-Technologien unter
realistischen Einsatzbedingungen.
Unsere Leistung umfassen Beratung, Vorprojekte,
Adaption und Integration, Studien und F&E.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Das TECO betreibt zwei zentrale Projekte bzw. Zentren
im Bereich Big Data: Das Smart Data Innovation Lab
(SDIL) sowie das Smart Data Solution Center BadenWürttemberg (SDSC-BW). Im SDIL und im SDSC-BW
ist Industrie 4.0 momentan das zentrale Thema unserer
„Smart Data“-Aktivitäten.
Darüber hinaus kann das TECO zahlreiche Industriekooperationen in diesem Bereich vorweisen. Aktuelle
Forschungsaufträge untersuchen beispielsweise den
Energieverbrauch und mögliche Ursachen. In einem
anderen Projekt steht der Zusammenhang zwischen
Qualitätsparametern und Betriebsdaten im Vordergrund. Die gefundenen Zusammenhänge werden jeweils mit Big-Data Software modelliert und dann in der
Steuerung verwendet. Ein weiterer Schwerpunkt von
Analysen ist die Identifikation, Klassifikation und Prädiktion wiederkehrender Sequenzen bei Maschinenaktivitäten.
Unsere kabellosen Sensorsysteme befinden sich im
Einsatz in der industriellen Produktion und liefern dort
Daten zur Überwachung der Produktqualität und den
Produktionsprozessen.
Im Bereich Benutzerschnittstellen beschäftigen wir uns
z.B. im EU Projekt Prosperity4All mit der Adaption auf
eine möglichst großen Breite von Anwendern, z.B.
auch älteren Personen, intuitiv verwendet werden können.
Kontakt:
Prof. Dr. Michael Beigl
Telefon +49 721 608 41700
E-Mail [email protected]
Internet www.teco.kit.edu,
www.sdil.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
wbk – Institut für Produktionstechnik
Karlsruher Institut für Technologie
Das wbk ist mit knapp 100 Mitarbeitern thematisch in der Fakultät für Maschinenbau angesiedelt. Die drei Bereiche Fertigungs- und Werkstofftechnik, Maschinen, Anlagen und Prozessautomatisierung und Produktionssysteme, die von den Professoren Prof. Dr.-Ing. habil. Volker Schulze, Prof. Dr.-Ing. Jürgen Fleischer und Prof. Dr.-Ing.
Gisela Lanza geleitet werden, widmen sich der anwendungsnahen Forschung, der Lehre und Innovation im Bereich Produktionstechnik.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Neben den Forschungsaktivitäten in den klassischen
Feldern des Maschinen- und Anlagenbaus, setzt das
wbk auf die Entwicklung der Produktionstechnik für
Anwendungsfelder der Enabling Technologies wie
beispielweise:
• Mikroproduktion (u.a. mikrostrukturierte Oberflächen)
• Leichtbau (metallischer Leichtbau, Composites,
hybrider Leichtbau)
• Elektromobilität (Prozesskette Zellfertigung, Batteriemontage, E-Motorfertigung)
• Generative Fertigung (sowohl auf Basis von Polymeren als auch von Metallpulvern)
Diese Themen werden entlang der gesamten Prozesskette von der
• Fertigungs- und Werkstofftechnik unter Ein-schluss
der fertigungsbedingten Bauteileigenschaften über
• Lösungen für Werkzeugmaschinen und Handhabungstechnik bis hin zu
• Fertigungsmesstechnik und robusten Produktionssystemen in globalen Wertschöpfungsnetzwerken.
Industrie 4.0 stellt dabei eine alle Anwendungsfelder
umspannende Methodenbasis dar. Der Fokus des
Forschungsschwerpunktes Industrie 4.0 liegt auf einer
intelligente Vernetzung von Menschen und Produktionsmitteln. Dabei werden sowohl neue Produkte,
Dienstleistungen und Geschäftsmodelle (für Leitanbieter) entwickelt wie auch Prozesse im Betrieb optimiert
(für Leitanwender).
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Die Projektthemen zu Industrie
4.0 erstrecken
sich entlang der
Prozesskette.
Aktuelle Beispiele sind:
• Online-Sensordatenauswertung
• plug&work-fähige Kugelgewindetriebe
• Geschäftsmodelle auf Basis von Predictive Maintenance
• Orientierungshilfe zur Implementierung im Mittelstand (VDMA Leitfaden Industrie 4.0)
• Qualitätssicherung auf Basis von Big Data
• Gestaltung von wandlungsfähigen Produktionsnetzwerken und Fabriken
• Anreicherung von Lean Production durch Industrie
4.0
Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Fleischer
Telefon +49 721 608 44011
E-Mail jü[email protected]
Prof. Dr.-Ing. Gisela Lanza
Telefon +49 721 608 44017
E-Mail [email protected]
Prof. Dr.-Ing. habil. Volker Schulze
Telefon +49 721 608 42440
E-Mail [email protected]
Internet
www.wbk.kit.edu
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Werkzeugmaschinenlabor WZL, Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement
RWTH Aachen University
Das WZL der RWTH Aachen steht seit Jahrzehnten weltweit als Synonym für erfolgreiche und zukunftsweisende Forschung und Innovation auf dem Gebiet der Produktionstechnik. In sechs Forschungsbereichen werden sowohl grundlagenbezogene als auch an den Erfordernissen der Industrie ausgerichtete Forschungsvorhaben durchgeführt. Darüber hinaus werden praxisgerechte Lösungen zur Rationalisierung der Produktion
erarbeitet. Der Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement arbeitet und forscht unter der
Leitung von Prof. Dr.-Ing. Robert Schmitt an der Industrialisierung betrieblicher Prozesse in der Produktionstechnik.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Unter Industrialisierung verstehen wir die Erhebung
relevanter und objektiver Daten und ihre Rückführung
und Nutzung im betrieblichen Kontext. Der Schwerpunkt im Bereich der Fertigungsmesstechnik liegt auf
der Entwicklung modellbasierter Systeme, die eine
Digitalisierung der realen Welt auf Basis valider
Messdaten darstellen. Hierzu erforschen wir innovative Messsysteme und deren individuelle Integration in
die Fertigungsprozesse von Unternehmen. Unsere
Kompetenzfelder umfassen z.B. rückgeführte Messprozesse für komplexe und große Bauteile oder die
Computertomographie im industriellen Einsatz. Ein
weiterer Schwerpunkt liegt in der messtechnischgestützten Montage mit Kompetenzen u.a. in den
Bereichen Montagesystemtechnik und Prüfprozessmanagement.
Im Bereich des Qualitätsmanagements sehen wir die
Nutzung relevanter Daten durch die Entwicklung
geeigneter Strukturen entlang des gesamten Produktlebenszyklus als den Schlüssel zu fähigen, effizienten
Prozessen. Unser Schwerpunkt in den frühen Phasen
der Produktentstehung liegt auf einem durchgängig
anforderungsorientierten Produktmanagement. So
kann bei gleichzeitig kosteneffizienter Entwicklung
der Produktwert aus Kundensicht sukzessive erhöht
werden. Die damit einhergehende Produktindividualisierung stellt für die späteren Phasen im Produktentstehungsprozess eine große Herausforderung dar.
Ein weiterer Schwerpunkt ist daher die Erforschung
innovativer Konzepte für die individualisierte, digitalisierte Produktion. Unsere Kompetenzen umfassen
hier z.B. die Entwicklung von IT-Systemen zur Produktionsplanung und -steuerung.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Kollaboration und Vernetzung von Unternehmen,
Menschen und Maschinen durch horizontale und
vertikale Integration sowie durch einen kontinuierlichen Datenfluss entlang des gesamten Produktlebenszyklus bilden den Rahmen unserer Forschungsaktivitäten im Kontext von Industrie 4.0 (Auszug):
Im Forschungsvorhaben „KollaborativSynchronisierte Fertigung – KoSyF“ werden wir
die vertikale Kollaboration zwischen Menschen und
technischen Systemen zur störungsfreien Ausführung
von Fertigungsabläufen erforschen.
Mit dem „Kapazitätsmarkt“-Ansatz erforschen wir
die Potentiale horizontaler Kollaboration durch das
Teilen von Produktionsressourcen (Shared Resources) für eine Steigerung von Flexibilität und Effizienz in Wertschöpfungsketten.
Im DFG-geförderten Projekt „Quality Intelligence“
erforschen wir das qualitätsbezogene Produktgedächtnis entlang von Wertschöpfungsketten und
dessen digitale Abbildung in Form von Daten.
Für die Produktentwicklung erforschen wir in diesem
Zusammenhang die Einrichtung eines virtuellen,
integrierten Produktmodells. In diesem werden
sämtliche, die Anforderungen an ein Produkt betreffende Daten zusammengefasst (Single Source of
Truth im Anforderungsmanagement).
Kontakt:
Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing Patrick Beaujean
Telefon +49 241 80 26339
E-Mail [email protected]
Internet www.wzl.rwth-aachen.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Werkzeugmaschinenlabor WZL, Lehrstuhl für Produktionssystematik, RWTH Aachen University
Das Werkzeugmaschinenlabor WZL der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen steht für
Innovation in der Produktionstechnik. Das WZL der RWTH Aachen hat sich seit seiner Gründung 1906 zu einem
der größten Hochschulinstitute Europas entwickelt. Die ganze Breite des Themas wird durch vier Lehrstühle vertreten. Das WZL hat etwa 830 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Etwa 220 wissenschaftliche Mitarbeiter koordinieren und bearbeiten Forschungs- und Industrieprojekte. Dabei werden sie von 190 nichtwissenschaftlichen Mitarbeitern sowie 420 studentischen Hilfskräften unterstützt.
Schwerpunkte und Kompetenzen
Die Abteilung Produktionsmanagement am WZL erforscht Fragestellungen in den Bereichen globale Produktion, Prozessmanagement und Produktionslogistik.
Hierfür werden in enger Kooperation mit renommierten
Partnern aus Industrie und Forschung innovative Ansätze für die Gestaltung, Organisation und das Management der Produktion entwickelt und in der Praxis
umgesetzt. Hinsichtlich der Erforschung und Erprobung
von Industrie 4.0 Lösungen steht seit Ende 2013 eine
Demonstrationsfabrik zur Verfügung.
Die Demonstrationsfabrik Aachen ist ein zentraler Bestandteil des Clusters Smart Logistik auf dem RWTH
Aachen Campus. Ihr Ziel ist die Schaffung eines innovativen Raums, um in einem realen Produktionsumfeld
empirische Forschung sowie Schulungen und Weiterbildungen durchzuführen. Die Produktionsumgebung
bietet dabei zum einen die Möglichkeit zur Herstellung
von Prototypen und Vorserienprodukten, zum anderen
die Infrastruktur für Industrie und Forschung, um gemeinsam produktionssystematische Fragestellungen in
einem realen Betrieb zu untersuchen. Im Gegensatz zu
bestehenden Lernfabriken, die eine Produktion in der
Regel modellhaft abbilden, wird in der Demonstrationsfabrik die komplette Wertschöpfungskette von Beschaffung, Lagerhaltung, Fertigung und Montage für unterschiedliche Produktgruppen mit realen Prozessen
abgebildet.
Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
Im Rahmen des „Industrie 4.0“-Forschungsprojekts
ProSense wird das Konzept einer hochauflösenden
Produktionssteuerung auf Basis kybernetischer Unterstützungssysteme und intelligenter Sensorik entwickelt,
das bislang nicht verfügbare Daten über Materialflüsse
durch zusätzliche Sensoren einbezieht und zusammen
mit bereits vorhanden Daten durch das kybernetische
Unterstützungssystem zu neuen Informationen verknüpft. Basierend auf diesen Informationen werden
automatisch Handlungsvorschläge für den Fertigungssteuerer generiert. Ziel ist es, den Fertigungssteuerer
in die Lage zu versetzen, fundierte Entscheidungen
bezüglich notwendiger Eingriffe sowohl auf dem Shopfloor als auch in den IT-Systemen zu treffen. Dadurch
wird die Planungszuverlässigkeit verbessert und die
Einhaltung von zugesagten Kundenterminen trotz eines
turbulenten Produktionsumfelds verbessert.
Kontakt:
Dipl.-Wirt. Ing. Felix Brambring
Telefon +49 241 8028241
E-Mail [email protected]
Internet www.wzl.rwth-aachen.de
Auszug aus:
„Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, September 2015
Kontakt: Judith Binzer  VDMA-Forum Industrie 4.0  Telefon +49 69 6603-1810  E-Mail [email protected]
Impressum
VDMA
Forum Industrie 4.0
Judith Binzer
Lyoner Str. 18
60528 Frankfurt am Main
E-Mail: [email protected]
Internet: industrie40.vdma.org
Design und Layout
VDMA
Forum Industrie 4.0
Dr. Beate Metten
Erscheinungsjahr
2015
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Bildnachweis
Titelbild: billionPhotos.com
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Die Verbreitung, Vervielfältigung und öffentliche Wiedergabe dieser Publikation bedarf der
­Zustimmung des VDMA und seiner Partner.
VDMA
Forum Industrie 4.0
Lyoner Str. 18
60528 Frankfurt am Main
Telefon +49 69 6603-1810
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Internetindustrie40.vdma.org
industrie40.vdma.org

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