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Drohnen und fahrerlose Transportfahrzeuge

Autonome Vehikel surren und schwirren durch die Lagerhallen der Zukunft.

Das „Innovationslabor Hybride Dienstleistungen in der Logistik“ ist ein Gemeinschaftsprojekt des Fraunhofer IML und der Technischen Universität Dortmund. In dem 570 Quadratmeter großen Forschungszentrum werden verschiedene Referenzsysteme eingesetzt, wie z. B. ein Laserprojektionssystem bestehend aus acht „Kvant“-Lasern. Das Leitliniensystem für Mensch und Roboter kann beispielsweise mit Laserpfeilen den Weg vorgeben. Ein optisches Referenzsystem, welches das größte seiner Art in Europa ist, ermöglicht zusätzlich durch 38 Hightech-Kameras die Echtzeitlokalisierung von Objekten und Menschen, die mit einem Marker ausgestattet sind. Damit können bis zu 100 Objekte gleichzeitig getrackt werden. Auf diese Weise lassen sich nicht nur am Boden befindliche Objekte tracken, sondern auch solche, die in der Luft sind – zum Beispiel Drohnen.

Drohnen, sogar ganze Schwärme, spielen dabei eine entscheidende Rolle. „Wir nutzen den Drohnenschwarm, um Algorithmen zu entwickeln, mit denen wir autonome Fahrzeuge und Maschinen untereinander und in Interaktion mit dem Menschen steuern“, erklärt Prof. Dr. Dr. h. c. Michael ten Hompel, geschäftsführender Institutsleiter des Fraunhofer IML. „Drohnen sind gut geeignet, da wir praktisch beliebige Szenarien im industriellen Maßstab dreidimensional und hochdynamisch abbilden können.“

Eine der autonom fliegenden Drohnen ist aus dem Forschungsprojekt „InventAIRy“ hervorgegangen. Sie ist in der Lage, durch ein Lager zu navigieren und logistische Objekte zu erfassen. Dadurch kann sie die Belegung der Stellplätze im Lager dokumentieren – Inventur auf Knopfdruck.

„Neben Drohnen kommen auch fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) zum Einsatz. Sie bewegen Waren automatisiert durch die Lagerhallen.“

Neben Drohnen kommen auch fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) zum Einsatz. Sie bewegen Waren automatisiert durch die Lagerhallen. Der Transportroboter TORU beispielsweise kann selbstständig durch das Lager navigieren und Picklisten abarbeiten. Dabei kann er Objekte aus einer Höhe von bis zu 1,75 Metern greifen und diese nach Beendigung des Auftrags zur Kommissionierstation bringen. Bei Zalando in Erfurt ist der von der Magazino GmbH entwickelte Roboter jetzt im Praxistest.

Abb. 1: Laserlicht leitet Transportroboter

EMILI (Ergonomischer, mobiler, interaktiver Ladungsträger für die Intralogistik) ist sogar das erste autonome FTF, das eine intuitive Kommunikation zwischen Mensch und Maschine ermöglicht. Sie lässt sich in Verbindung mit Wearables über Gesten, Sprache oder Smartphones, Tablets und AR-Brillen steuern. Über ein integriertes Display an ihrer Front kann sie sich den Menschen in ihrer Umgebung mitteilen: Lächelt ihr Gesicht, funktioniert sie einwandfrei und kann beladen werden. Hat sie einen eher unzufriedenen Gesichtsausdruck, ist etwas nicht in Ordnung. Wie ihr geholfen werden kann, erklärt sie selbst; zum Beispiel mithilfe eines Tablets, das eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Fehlerbehebung anzeigt.

Abb. 2: Transportroboter EMILI teilt seinen Betriebszustand direkt auf einem Display mit.

Dabei ist ein Roboter wie EMILI nur ein erster Schritt beim Rennen um künstliche Intelligenz. „Ein Robotersystem wirklich intelligent zu machen“, bedeutet für ten Hompel, „dass das System mit seiner Umgebung kooperiert, die Umgebung wahrnimmt, mit anderen Robotern und dem Menschen kooperiert – und auf diese Weise lernt und sich weiterentwickelt“.

Sicherheit

Wollen Mensch und Maschine in Zukunft wirklich zusammen sicher kooperieren können, müssen zunächst sichere Rahmenbedingungen gewährleistet werden. Die beteiligten Teams des EU-Projekts „SafeLog“ entwickeln eine Systemlösung, die von vornherein Zusammenstöße zwischen Mensch und Maschine bei ihren Touren durch die Lagerhallen vermeiden soll. Dabei könnten künftig auch Roboter eingesetzt werden, die besonders schnell sind oder besonders schwere Lasten heben, ohne den Menschen zu gefährden. Ein speziell entwickeltes Flottenmanagementsystem verteilt Aufgaben für Mensch und Maschine so, dass ein Kreuzen der Wege minimiert wird. Zusätzlich schickt eine speziell entwickelte Warnweste für menschliche Mitarbeiter ein Signal an fahrerlose Transportfahrzeuge, die sich in der Nähe aufhalten. Diese drosseln dann ihr Tempo oder stoppen ganz – denn der Werker hat immer „Vorfahrt“. //


Quelle: Logistik entdecken #19 – Magazin des Fraunhofer-Instituts für Materialfluss und Logistik IML Dortmund

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Going Global

Mehr Wachstum durch die Erschließung neuer Märkte

Internationalisierung bietet Online-Händlern die Chance, ihre Umsätze zu steigern. Doch die Expansion ins Ausland ist mit Hürden verbunden, die zunächst gemeistert werden müssen.

Nicht jedes Land ist gleichermaßen als Expansionsziel geeignet. Generell ist es einfacher, sich zunächst in den Ländern auszubreiten, die sprachlich und kulturell wenig Unterschiede aufweisen und daher keine komplexere Anpassung des Online-Shops erfordern. Je nach feilgebotener Ware kann es natürlich gute Gründe geben, von dieser Regel abzuweichen, wie beispielsweise die Konkurrenzsituation und auch damit verbundene Unterschiede in der zu erwartenden Nachfrage.

Location-Intelligence-Dienste können helfen, den geeigneten Zielmarkt zu finden. Unter „Location Intelligence“ versteht man die Fähigkeit, Wissen anzuwenden, das durch den Zugriff auf Informationen und deren Analyse und Aufbereitung unter Berücksichtigung räumlicher Zusammenhänge entsteht. Sie beschreibt das Konzept, dass Organisationen mithilfe von Standortinformationen ihre Kunden, Bürger und Märkte besser verstehen und einen Wettbewerbsvorteil erzielen.(1)

Um die Prozesse und Systeme mit den Anforderungen der Zielländer in Einklang zu bringen, ist lokale Expertise immer von Vorteil, aber auch Software-Tools können hinsichtlich einer Compliance-Überprüfung hilfreich sein. Um Vertrauen im Zielland aufzubauen, ist es unerlässlich, alle rechtlichen Standards einzuhalten: Impressum, AGBs, Liefer-, Zahlungs- und Einfuhrbestimmungen sowie Kennzeichnungspflichten müssen berücksichtigt werden. Zudem lässt sich die Vertrauenswürdigkeit des eigenen Online-Shops im Ausland erhöhen, wenn er mit einem Gütesiegel zertifiziert wurde.

Die technische und die logistische Infrastruktur sind die Grundpfeiler des E-Commerce. IT-Infrastrukturen wie „Content Delivery Networks“ helfen Latenzen und Ausfallzeiten für den Web-Shop zu vermeiden. Natürlich sollte auch der Warenversand schnell, kostengünstig und nachvollziehbar sein. Digitale Lösungen wie Sendungsverfolgung oder Lieferung in den Kofferraum bieten zusätzlich Komfort und erhöhen damit das Kundenbindungspotenzial.

Achten Sie auch bei den Zahlungsmitteln darauf, dass Sie den Gepflogenheiten des Landes entsprechen. Während hierzulande noch viel auf Rechnung gekauft wird, führt in China kein Weg an Mobile-Payment-Plattformen wie WeChat Pay und Alipay vorbei.

Die Anpassung eines Online-Shops an die Zielländer ist maßgeblich für den Erfolg. Die Übersetzung steht dabei an erster Stelle, wobei insbesondere auch auf die richtigen Maßeinheiten zu achten ist. Generell sollten alle Marketingmaßnahmen und somit auch die Gestaltung der Seite und die auf der Startpage beworbene Produktauswahl an die Vorlieben im Zielland angepasst werden. Achten Sie auch bei Suchmaschinenoptimierungen auf landesspezifische Besonderheiten. Google dominiert zwar weltweit den Markt, spielt aber in China (Baidu) und Russland (Yandex) keine Rolle. Vergleichbares gilt natürlich auch bei der Nutzung sozialer Medien.

IT-Dienstleistungen


Gerade der IT-Dienstleistungssektor ist geprägt von internationalem Wettbewerb. Durch Cloud-Computing-Plattformen wie Amazon Web Services oder Microsoft Azure sind Dienstleistungsmarktplätze entstanden, worüber schlüsselfertige Softwarelösungen bezogen werden können. Buchbare Dienste reichen von Betriebssystemen über Cloud-Speicher bis hin zu AI, Blockchain oder IoT-Anwendungen. Wer hier seine eigenen Leistungen einstellt, ist mit einem Schlag international abrufbar.

Das im internationalen Vergleich extrem unterschiedliche Preisniveau macht ein IT-Offshoring besonders lukrativ. In Ländern wie Indien, den Philippinen, China, Thailand, Sri Lanka oder Mexiko sind IT-Dienstleistungen wesentlich günstiger. Dies betrifft nicht nur die Löhne, sondern auch die Miete, zudem bestehen teils steuerliche Vorteile. Wichtig dabei ist, auf die Datenschutzbestimmungen des eigenen Landes zu achten, da ein Verstoß kostspielige Konsequenzen mit sich bringt. Zusätzlich entsteht beim IT-Offshoring ein besonders hohes Risiko der Wirtschaftsspionage. Auch wenn keine sensiblen Firmendaten im Ausland verarbeitet werden, lässt sich durch den Datenaustausch besonders leicht Malware einschleusen. //


(1) Seite „Location Intelligence“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 13. September 2018, 18:34 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Location_Intelligence&oldid=180881672 (Abgerufen: 12. April 2019, 11:54 UTC)


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Virtual & Augmented Reality

Augmented und Virtual Reality verschmelzen zur Mixed Reality.
Die Daten des IoT lumineszieren beim Gang durch die vernetzte Welt.

Computergenerierte interaktive Simulationen mittels kleiner Devices in unserem Leben eröffnen schier unendliche Potenziale an Möglichkeiten, um die Welt neu zu erfahren. Technologische Entwicklungen, die es uns jetzt schon erlauben, die Wirklichkeit zunehmend zu virtualisieren, sind vorhanden. Schon jetzt lässt sich erahnen, welche Änderungen auf uns zukommen. Die Art, wie wir miteinander interagieren und wie wir die vernetzte Welt mit ihren datenfunkenden IoT-Sensoren wahrnehmen, wird nicht mehr dieselbe sein.

Was ist Augmented Reality?

Unter „Augmented Reality“ (kurz AR), also erweiterte Realität, versteht man die computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung. Diese Informationen können alle menschlichen Sinnesmodalitäten ansprechen. Häufig wird jedoch unter erweiterter Realität nur die visuelle Darstellung von Informationen verstanden, also die Ergänzung von Bildern oder Videos mit computergenerierten Zusatzinformationen oder virtuellen Objekten mittels Einblendung/Überlagerung. Bei Fußball-Übertragungen ist erweiterte Realität beispielsweise das Einblenden von Entfernungen bei Freistößen mithilfe eines Kreises oder einer Linie. (Wikipedia – Erweiterte Realität)

Im „Realitäts-Virtualitäts-Kontinuum“ (nach Paul Milgram et al., 1994) sind die erweiterte Realität („Augmented Reality“) und erweiterte Virtualität („Augmented Virtuality“) Teil der sogenannten gemischten Realität („Mixed Reality“). Während der Begriff Augmented Virtuality kaum benutzt wird, werden Augmented Reality und Mixed Reality, selten auch Enhanced Reality, meist synonym verwendet.

Im Gegensatz zur virtuellen Realität (kurz VR), bei welcher der Benutzer komplett in eine virtuelle Welt eintaucht, steht bei der erweiterten Realität die Darstellung zusätzlicher Informationen im Vordergrund. Virtuelle Realität und die Realität werden also miteinander kombiniert oder teilweise überlagert. Interaktivität in Echtzeit, in der reale und virtuelle Objekte dreidimensional zueinander in Bezug stehen. Diese Definition umfasst jedoch nur technische Merkmale und beschränkt sich dabei auf einen Teilaspekt von AR. Andere Arbeiten definieren AR als eine Ausweitung der Sinneswahrnehmung des Menschen durch Sensoren um Umgebungseigenschaften, die der Mensch selbst nicht wahrnehmen kann, wie z. B. Radar, Infrarot und Distanzbilder. Menschliche Eigenschaften können damit durch AR verstärkt oder gar ergänzt werden.

Allein die visuelle Modalität bedeutet eine nicht unwesentliche komplexe Herausforderung an die Positionsbestimmung (Tracking) und Kalibrierung. Um eine Augmented-Reality-Anwendung aufzubauen, benötigt es AR-Systeme (kurz ARS), die sich aus technischen Bestandteilen, wie z. B. Kamera, Trackinggeräte, Unterstützungssoftware usw., zusammensetzen. VR und AR sind weit mehr als nur ein Hype. Erkennen lässt sich dies nicht nur an ernst zu nehmenden Hardware-Entwicklungen / Devices für AR-Systeme, wie Facebooks Oculus Rift, HTC VIVE und Microsofts HoloLens, die mittlerweile durchaus massentauglich sind. Auch geistiges Eigentum wird sich einverleibt.

Begriffserklärung

Am besten veranschaulicht man sich diese abstrakten Begriffe an konkreten Beispielen:

  • Reine Realität ist ein Mensch, der zum Einkaufen in den Supermarkt geht.

  • Erweiterte Realität sind Brillengläser, auf deren Innenseite ein Computer den Einkaufszettel des Benutzers projiziert; und zwar so, dass beim Benutzer der Eindruck entsteht, der Einkaufszettel sei an die Wand des Supermarktes angeschrieben. Die Wirklichkeit wird hier um virtuelle Informationen angereichert.

  • Erweiterte Virtualität ist ein Computerspiel, das über einen VR-Helm gespielt wird und das die Türsprechanlage auf die Kopfhörer überträgt, wenn es an der Tür klingelt.

  • Die Virtualität wird hier um reelle Informationen angereichert. Virtuelle Realität ist ein Computerspiel, das über einen VR-Helm gespielt wird und nicht auf die reale Außenwelt des Benutzers reagiert.

    (Quelle: Wikipedia„Mixed Reality“)

Die großen Player am Markt bereiten sich offensichtlich auf eine Zukunft mit AR vor. Viele Argumente sprechen zudem für den Einsatz und das Wachstumspotenzial dieser neuen Technologien: Kostenersparnisse, Qualitätssteigerungen, Sicherheit.

VR- und-AR-Technologien verändern zunehmend unsere Lebens- und Arbeitswelt. AR-Brillen kommunizieren jetzt schon mit den Fächern in den Lagerhallen und weisen dem Picker den Weg. Zu wartende Maschinen helfen bei der Reparatur, indem sie sinnvolle Daten auf einem AR-Device einblenden oder durch Bildmaterial eine Sicht aus jeder Perspektive und durch alles hindurch ermöglichen. Gleiches gilt auch in der Montage in den Werkshallen.

Lesen Sie auf Seite 2: VR & AR: Trends

Von Robotik und Automation

Lange verdammt, unentwegt einfachste Handlungen zu verrichten, mutieren Roboter zu autonom agierenden „Kollegen“ mit flexiblen Aufgaben.

von Andreas Fuhrich

Automatisierung ist ein maßgeblicher Erfolgsfaktor des produzierenden Gewerbes. Durch sie lassen sich Kosten senken und dennoch höchste Qualitätsansprüche realisieren. Bezahlbare und leistungsfähige Produkte, vom Smartphone bis zur Sicherheitstechnik im Auto, sind ohne sie nicht denkbar.

War das Thema Automatisierung bis vor einigen Jahren noch den „großen“ Unternehmen vorbehalten, gehen mittlerweile mehr und mehr kleine und mittelständische Betriebe dazu über, ihre Fertigung zu automatisieren.(1)

Roboter, als wesentliche Bausteine der Automatisierung, dienen dabei vermehrt als persönliche Produktionsassistenten, die direkt mit dem Werker in gemeinsamer Arbeitsumgebung ohne trennende Schutzzäune interagieren. Innovative Sicherheitskonzepte verbunden mit dem vermehrten Einsatz von Sensorik, Software und Bildverarbeitungstechnologie bilden die ausschlaggebende Basis der hierfür notwendigen erhöhten Sicherheit.(2)

China ist mit der größte Produzent von Industrierobotern und produzierte laut einer Schätzung der International Federation of Robotics 2017 115 000 Einheiten. Dahinter folgen Südkorea (44 000), Japan (42 000) und USA (36 000). Auf Platz fünf rangiert Deutschland (21 000)(3), wo die Branche 2017 erstmals einen Umsatz von über 14 Mrd. Euro erwirtschaftete.(4)

IoRT – Das Internet of Robotic Things

Während Roboter ursprünglich dazu angedacht waren, einfache repetitive Aufgaben unentwegt auszuüben, sind sie heute in der Lage, mit ihrer Umwelt zu interagieren und intelligentes Verhalten zu zeigen. Ein Roboter mit einer Verbindung zum Internet verfügt dabei über eine immense Informationsquelle, die ihm bei Entscheidungsfindungen und Interaktionen hilft. Vernetzen sich diese Roboter zusätzlich auch untereinander, entsteht eine gemeinsame Intelligenz, die für alle betreffenden Geräte die günstigsten Handlungsabläufe ermitteln kann. Das Konzept der Einbindung von Teams aus Robotern in das IoT wird als das „Internet of Robotic Things“ oder das „IoRT“ bezeichnet.

Autonome Roboter-Schwärme

Derart vernetzte Schwarm-Drohnen werden bald in Gruppen zu Hunderten oder Tausenden um uns schwirren, in Formationen wie bei Vogelschwärmen. In Zukunft könnten solche Schwärme etwa kostengünstig Pipelines, Hochspannungsleitungen und Industrieanlagen inspizieren oder in der Landwirtschaft Pestizide und Herbizide versprühen, und zwar exakt dosiert an den erforderlichen Stellen.

Die Grundlagen der Robotik – Erfassung, Bewegung, Mobilität, Manipulation, Autonomie und Intelligenz – werden durch das Internet of Things auf eine neue Stufe gehoben. Roboter müssen nicht länger selbst mit kognitiven Fähigkeiten ausgerüstet sein, denn schließlich stellt das IoT mit all seinen Sensordaten wiederverwendbare und offen verfügbare Informationen bereit, auf die sie zur Erfüllung ihrer Aufgaben zugreifen können. Dies ermöglicht eine Miniaturisierung vernetzter Roboter-Schwärme bis auf Nano-Ebene, wodurch ganz neue Möglichkeiten eröffnet werden.(5)


Abteilung Marketing

Mit digitalem Marketing den Kunden individualisiert ansprechen

Um heutzutage eine erfolgreiche Marketing-Strategie zu erstellen, sollten Werbetreibende vor allem die Synergien innerhalb der verschiedenen Kanäle, aber auch die Wechselwirkung zwischen den klassischen und digitalen Kanälen berücksichtigen. Verantwortliche müssen verstehen, welche Kontaktpunkte zur Marke bestehen und welcher Einfluss damit verbunden ist.

Um zur richtigen Zeit die richtige Botschaft auszuspielen, ist ein Multichannel-Ansatz daher Grundvoraussetzung und vielfach schon gelebte Realität. Daten aus allen Kanälen laufen in einem zentralen System zusammen und ermöglichen einen ganzheitlichen Blick auf alle Maßnahmen.

Der schnellste und effektivste Kanal – die menschliche Sprache – wird dabei im Zeitalter der digitalen Assistenten und Smart Speaker immer wichtiger und eine Präsenz in Alexa und Co. zum festen Bestandteil des Markenerlebnisses. Analog zu anderen Kommunikationskanälen benötigen Unternehmen deshalb eine eigene Voice- und Audiostrategie. Sie müssen eine Audio-Identity und eigenen Audio-Content entwickeln und mit ihren Marken, Produkten und Angeboten ihren Zielgruppen auf die neuen Geräte folgen. Die künstliche Intelligenz ist dabei mittlerweile so weit, dass sie nicht nur Sprache verstehen kann, sondern aus den gesprochenen Worten Emotionen herausliest. Ein unschätzbarer Datenschatz, der auch im Callcenter entsteht und aus dem das Marketing wertvolle Rückschlüsse gewinnen kann.

Smart Speaker gehören zu den großen Trends im digitalen
Marketing und interagieren durch immer natürlichere
Sprache mit ihren Benutzern.

In Verbindung mit weiteren Daten, die bei jedem Online-Werbekontakt oder dem Besuch einer Website entstehen, lässt sich das Bild über die Interessen, Abneigungen und Absichten des Users weiter präzisieren, wobei die Datengrundlage in Umfang und Qualität mit der fortschreitenden Digitalisierung zunimmt.

Wir befinden uns im Zeitalter des Kunden. Dies bedeutet: in Echtzeit zu wissen, was der Kunde will, individuelle Kundenwünsche zu erfüllen und das jederzeit über alle Kanäle hinweg. Dazu müssen nicht nur Prozesse und Reaktionszeiten beschleunigt werden, das gesamte Unternehmen muss sich digital transformieren. Vorhandene Daten sind in Wissen über die Kunden zu verwandeln und die Chancen hierfür über alle Kanäle hinweg zu nutzen. Potenzielle Kunden sind mit genau den passenden Werbebotschaften zu genau dem richtigen Zeitpunkt über genau den richtigen Kanal zu kontaktieren.

Unternehmen haben mit Big-Data-Analysen die Möglichkeit, auf Kundenwünsche schnell und individuell zu reagieren, können aber oftmals die Vielzahl an Daten nicht miteinander richtig verknüpfen und auswerten. Hier gilt es die richtigen Weichen für den Erfolg zu stellen. Das Produktinformationsmanagement übernimmt dabei in der Praxis eine entscheidende Rolle. Informationen liegen in einem Unternehmen häufig nicht zentral gebündelt vor, sondern verstreut bei Mitarbeitern und in Abteilungen – etwa in der Entwicklungsabteilung, im Warenwirtschaftssystem oder im Vertrieb.

Dabei werden Daten in unterschiedlichen Formaten abgespeichert oder sind nur als Druckversion verfügbar. Diese Informationen werden in verschiedenen Umgebungen und Kontexten verwendet – etwa im Verkaufskatalog für eine detaillierte Produktbeschreibung mit Preisangabe oder in der Logistikabteilung für Angaben zu Größe und Gewicht zur Frachtkostenberechnung. PIM stellt hier einen Lösungsansatz zur zentralen, medienneutralen Datenhaltung dar, um einkaufs-, produktions- und kommunikationsrelevante Daten für die Mehrfachnutzung über mehrere IT-Systeme, Sprachen, Ausgabemedien und Publikationen hinweg bereitzustellen. Es bietet zudem Lösungen zur effizienten Datenübernahme, -verwaltung, -anreicherung und -ausgabe.(1)


Durch die Digitalisierung sind Unternehmen angebots- und preistransparent. Kunden haben dadurch eine stärkere Markt­position.


Für viele Unternehmen ist der Hauptgrund, digitale Kanäle nicht zu nutzen, der Datenschutz. Unternehmen müssen besonders vertrauensvoll mit den Daten der Kunden umgehen, sodass zwar Erkenntnisse abgeleitet werden, aber kein Datenmissbrauch betrieben wird. Die digitalen Kanäle sind günstiger als die klassischen Marketingmedien, aber Kunden fühlen sich teilweise überrollt von Werbung. Kunden entwickeln und nutzen daher auch Technologien, um sich gegen diese Art des Marketing (Customer Resistance) zu schützen. Verbraucher nutzen Pop-up-Blocker, um Werbung beim Surfen zu entgehen, oder filtern E-Mail-Newsletter über die Junk-Mail-Funktion.

Die Chancen, mit digitalen Kanälen seinen Bekanntheitsgrad zu steigern und in neue Märkte einzusteigen, sind dennoch groß, bergen aber auch Risiken. Durch die Digitalisierung sind Unternehmen angebots- und preistransparent. Kunden haben dadurch eine stärkere Marktposition. Der Einfluss der Digitalisierung auf den Bereich Marketing hat zusätzlich dazu geführt, dass Kunden durch verschiedene Technologie wie zum Beispiel Social Media ein Sprachrohr erhalten und so einen Einfluss auf Unternehmen erlangen. Auch hier gilt es, Strategien zu entwickeln, um unkontrollierten Kommuni­kationseffekten, sogenannten „Shitstorms“, entgegenzuwirken oder zumindest richtig mit ihnen umzugehen.

Quelle:
(1) Vgl.: Seite „Produktinformationsmanagement“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 27. März 2019, 08:49 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Produktinformationsmanagement&oldid=186977501 (Abgerufen: 9. April 2019, 13:08 UTC)

Abt. Produktion & Fertigung

Erst die Vielzahl an Daten erweckt das (I)IoT zum Leben.

von Andreas Fuhrich

Unter dem Begriff Industrie 4.0 subsumiert die Bundesregierung diverse technologische Trends wie Maschine-zu-Maschine-Kommunikation und das Internet der Dinge. Sie erwartet, dass die Organisation und Steuerung der gesamten Wertschöpfungskette über den kompletten Lebenszyklus hinweg sich durch den Einzug neuer Technologien verändern wird. Grundlage bildet dabei die Verfügbarkeit aller notwendigen Informationen in Echtzeit, durch die Vernetzung aller beteiligten Instanzen.(1) Die 5G-Technologie ist hierfür eine Grundvoraussetzung.

Der Trend geht dabei weg von standardisierten hin zu individuellen, auf den Kunden zugeschnittenen Produkten. Durch die Möglichkeiten des 3-D-Drucks und sogenannter Smart Factories kann der Endkunde jetzt selbst unmittelbar Einfluss auf die Fertigung des Produkts nehmen, etwa über eine einfach zu nutzende CAD-Software, welche ihm kostenlos zum Download bereitgestellt wird.

Cyber-physische Fertigungseinheiten kommunizieren über das Internet der Dinge in Echtzeit sowohl miteinander als auch mit der Fertigungsanlage. Auf diese Weise werden die miteinander vernetzten Produktionsbestandteile in die Lage versetzt, jederzeit auf Veränderungen zu reagieren, ohne dass die Produktionskette hierfür unterbrochen werden muss. Individuelle Kundenwünsche können so kosteneffizient umgesetzt werden.


www.plattform-i40.de
2013 haben Bitkom, vdma und zvei in einer Kooperationsvereinbarung beschlossen, in Form einer ideellen thematischen Zusammenarbeit über Verbandsgrenzen hinweg die Plattform Industrie 4.0 zu betreiben, denn in der Industrie 4.0 werden Informations- und Kommunikations-, Automatisierungs- und Produktionstechnologien stärker denn je miteinander verzahnt. Ziel ist es, den traditionellen Kern der deutschen Industrie mit seiner international herausragenden Position zu verteidigen und auszubauen. www.plattform-i40.de


Die Struktur der Vernetzung kann jedoch auch über einzelne Fertigungsanlagen hinaus erweitert werden, sodass ganze selbst organisierende, unternehmensübergreifende Wertschöpfungsnetzwerke entstehen. Diese Netzwerke lassen sich beispielsweise nach Kriterien wie Kosten, Verfügbarkeit oder Ressourcenverbrauch optimieren. Die Fähigkeit, die Datenmenge der cyber-physischen Systeme (Big Data) effektiv zu analysieren und daraus Optimierungsschritte abzuleiten, wird in diesem Zusammenhang immer wichtiger. Aufgabenbereiche von traditionellen Produktionsmitarbeitern und Wissensarbeitern, wie z. B. Datenanalysten, werden weiter zusammenwachsen.

Die Erfahrung der Produktionsmitarbeiter kann in Kombination mit Big Data dazu genutzt werden, Produkte weiterzuentwickeln oder neue Produkte zu fertigen. Zusätzlich können selbstlernende Systeme die in der Wertschöpfungskette entstehenden Daten laufend analysieren und darauf aufbauend die Prozesse optimieren. Unwirtschaftliche Fertigungsschritte werden durch die Analysemöglichkeiten besser erkannt und immer häufiger aufgelöst bzw. durch externe Zulieferer ersetzt. Der Komplexitätsgrad eines Unternehmens wird weiter steigen und die Vernetzung von Unternehmen nimmt zu. Auf Plattformen entstehen bereits branchenspezifische Eco-Systems mit sich ergänzenden Dienstleistungen unterschiedlicher Unternehmen. Die Fertigungstiefe innerhalb des Unternehmens nimmt ab, dafür steigt der Aufwand, die Zulieferer zu steuern und zu kontrollieren.

Entscheidend wird daher in Zukunft der Umgang mit kurzzyklischen Schwankungen der Märkte sein. Diese resultieren auch aus dem wichtigsten zukünftigen Erfolgsfaktor: Durch Vernetzung und Echtzeitanalyse sind Produktionsunternehmen in der Lage und gewissermaßen verpflichtet, schnell auf sich ändernde Kundenanforderungen zu reagieren.(2)

Die zunehmende Automatisierung von Produktion und Fertigung sowie das Internet der Dinge bieten auch in puncto Nachhaltigkeit ein enormes Potenzial. Maschinen laufen nur dann, wenn sie wirklich benötigt werden, intelligente Heiz- und Kühlsysteme regulieren die Temperatur bei höchster Ressourceneffizienz und mittels Bodensensoren kann jeder einzelne Fleck eines Feldes optimal gedüngt und bewässert werden, um nur einige Beispiele zu nennen.

Tipp: Durch die Ersparnis an Rohstoffen und Energiekosten können sich Ausgaben in solche Technologien schon nach kurzer Zeit amortisieren.

Stück für Stück zur Smart Factory

Aufbruch ins IIoT: Wie bestehende Anlagen zukunftsfit werden.

Über den Weg hin zur Predictive Maintenance sprach die Redaktion mit Lumir Boureanu, CEO der compacer GmbH.

Herr Boureanu, wie unterstützen Sie Ihre Kunden bei der Erfassung, Konsolidierung und Auswertung heterogener Maschinendaten?

Foto Becker & Bredel

Mittlerweile liegen viele Daten aus Maschinen und Anlagenparks in deutschen Unternehmen vor. Es ist aber nicht die Frage, ob Unternehmen bereits einen Datenbestand haben, sondern wie die mannigfaltigen Maschinendaten genutzt werden, um neue Erkenntnisse daraus zu gewinnen. Eine Herausforderung stellt vor allem der Medienbruch dar, wenn die Daten aus Maschinen an ERP-Lösungen übergeben werden sollen, um weiter Analysen und Prozesse anzustoßen. Gerade im Maschinen- und Anlagenbau muss der Medienbruch gemeistert werden, um die Anlagen fit für das IIoT zu machen.

Wie sieht in diesem Kontext Ihre Lösung aus?

Nach einer professionellen Ist-Analyse wird die Maschine mit verschiedenen Sensoren ausgestattet. Zum Beispiel mit einem Temperatursensor, einem Vibrationssensor und einem Körperschallsensor. Anschließend werden die generierten analogen Signale über die vBox vom Fraunhofer Institut in digitale Daten umgewandelt. Um diese Daten zu erfassen, aufzubereiten und analysieren zu können, ist nun die Implementierung von „edbic“, unserer Plattform zur Integration und Interpretation, nötig. Denn erst jetzt können diese Daten genutzt werden, um Condition Monitoring zu betreiben, das in Echtzeit Auskunft über den aktuellen Zustand der Maschine gibt.

Was ist und wie funktioniert eigentlich „edbic“?

edbic ist ein modernes Datenintegrationssystem, das alle Beteiligten innerhalb der Wertschöpfungskette miteinander verbindet. Alle Daten unterschiedlicher Formate und Herkunft laufen in edbic zusammen. Mit dieser Middleware können wir Produktions- und Werkmaschinen, Anlagen, Verarbeitungszentren, Geräte, aber auch unterschiedliche Industrieprotokolle wie OPC-UA, Siemens S7 sowie diverse Cloud-Services zusammenführen und integrieren. Ebenso können Prozesse und andere Workflows orchestriert und die dazugehörigen Daten in einem Dashboard gespeichert, angezeigt und analysiert werden. Anschließend kommt unser Tool „edpem“ zum Einsatz.

Das „Process Event Monitoring“-System visualisiert die „rohen“ Daten im Controlling Dashboard und alarmiert, wenn Schwellwerte überschritten werden. Bei registrierten Anomalien verschickt „edpem“ E-Mails oder Slack-Nachrichten. Genauso gut können aber auch die Daten in das vorhandene ERP- oder MES-System gesendet werden. Durch diese sinnvolle Automatisierung werden bestehende Geschäftsprozesse nachhaltig verbessert und für mehr Übersichtlichkeit und Stabilität gesorgt.

Schaubild: Wie die Retrofit-Methode Maschinen ins IIoT einbindet.

Welche Nutzungsmodelle sind vorgesehen?

Wir bieten unseren Kunden Managed Services, Software as a Service oder On-premise-Implementierungen an. Als Unternehmen der eurodata-Gruppe nutzen wir das eurodata-eigene Hochleistungs-Rechenzentrum in Saarbrücken, das nach ISO/IEC 27001 zertifiziert ist.

Der nächste Schritt in Richtung Smart Factory wird nach einem längeren Beobachtungszeitraum realisiert: Nach der Erhebung entsprechender Vergleichsdaten, die sich aus den Monitoring-Daten ergeben, lassen sich Zustandsprognosen ableiten und ein Frühwarnsystem etablieren.

Sind wir jetzt schon bei der Smart Factory?

Durch diese Maßnahmen sind unsere Kunden der Smart Factory bereits ein großes Stück näher gekommen, in jedem Fall sind aus den gewonnenen Daten bereits neue Geschäftspotenziale gewachsen.

Der nächste Schritt in Richtung Smart Factory wird nach einem längeren Beobachtungszeitraum realisiert: Nach der Erhebung entsprechender Vergleichsdaten, die sich aus den Monitoring-Daten ergeben, lassen sich Zustandsprognosen ableiten und ein Frühwarnsystem etablieren. Dadurch werden zukünftig Anomalien, Abnutzungserscheinungen, Ausfälle oder andere Probleme innerhalb des Produktionsprozesses rechtzeitig identifiziert. Sobald genügend Daten vorliegen, geht es weiter in Richtung Predictive Maintenance.

Und wie geht es weiter für Ihr Haus?

Angesichts der Tatsache, dass die Erfassung, Konsolidierung und Auswertung heterogener Maschinendaten und deren Übergabe an ERP-Systeme in den nächsten Jahren die Erfolgsgrundlage von Maschinen- und Anlagenbauern bleiben wird, freue ich mich auf viele neue Projekte. //


Kontakt zum Autor

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Dies ist eine allgemeinverständliche Zusammenfassung der Lizenz (die diese nicht ersetzt).

Sie dürfen:

Teilen — das Material in jedwedem Format oder Medium vervielfältigen und weiterverbreiten

Bearbeiten — das Material remixen, verändern und darauf aufbauen
und zwar für beliebige Zwecke, sogar kommerziell.

Der Lizenzgeber kann diese Freiheiten nicht widerrufen solange Sie sich an die Lizenzbedingungen halten.

Unter folgenden Bedingungen:

Namensnennung — Sie müssen angemessene Urheber- und Rechteangaben machen, einen Link zur Lizenz beifügen und angeben, ob Änderungen vorgenommen wurden. Diese Angaben dürfen in jeder angemessenen Art und Weise gemacht werden, allerdings nicht so, dass der Eindruck entsteht, der Lizenzgeber unterstütze gerade Sie oder Ihre Nutzung besonders.

Weitergabe unter gleichen Bedingungen — Wenn Sie das Material remixen, verändern oder anderweitig direkt darauf aufbauen, dürfen Sie Ihre Beiträge nur unter derselben Lizenz wie das Original verbreiten.

Keine weiteren Einschränkungen — Sie dürfen keine zusätzlichen Klauseln oder technische Verfahren einsetzen, die anderen rechtlich irgendetwas untersagen, was die Lizenz erlaubt.

Industrie 4.0 für Bestandsanlagen

Bestehende Maschinen werden zum Maschinenpark 4.0.

Foto Becker & Bredel

von Lumir Boureanu

Es gibt verschiedene Gründe, wa­rum heute Maschinenparks aufgerüstet und modernisiert werden. Maschinen werden häufig für einen bestimmten Zweck angeschafft, der sich jedoch im Laufe des Lebenszyklus durchaus ändert. Maschinen müssen dann angepasst oder erweitert werden. Ziel unserer Kunden ist es zum Beispiel, eine Verlängerung der Maschinen-Lebensdauer, die Produktqualität und die Versorgung mit Ersatzteilen im Maschinenpark sicherzustellen. Aber digitaler Retrofit für Bestandsanlagen bedeutet im Kontext von Industrie 4.0 (IIoT) für uns noch mehr.

Gehen wir davon aus, dass nicht alle Maschinen die neusten Schnittstellen besitzen und noch analog ihre Dienste verrichten. Zusätzlich treffen wir bei der Beratung unserer Kunden immer wieder auf heterogene Maschinenlandschaften verschiedenster Hersteller und teilweise stammen Spezialmaschinen noch aus den 70er-Jahren.

Aber Digitalisierung erfordert nicht unbedingt neue Maschinen. Mit den richtigen Lösungen lassen sich heterogene Maschinenparks harmonisieren und für das IIoT vorbereiten. Voraussetzung ist dabei stets, dass die Maschinen und Anlagen in der Lage sind, Ereignisse und Zustände real mithilfe von Sensoren analog zu erfassen, diese Informationen in digitale Daten zu verwandeln und dann an ein übergeordnetes System weiterzugeben.

Viele Projekte scheitern, weil sich Unternehmen auf das reine Sammeln von Daten beschränken. Daten alleine schaffen jedoch noch keinen Mehrwert – auf die konkreten Anwendungsfälle kommt es an.

Lumir Boureanu

Aber die Daten müssen nicht nur erfasst, sondern dann auch sinnvoll verarbeitet werden. Insofern geht es bei einem auf die Digitalisierung der Produktion ausgerichteten Retrofit darum, die Maschinen in den digitalen Produktionsprozess zu integrieren.

Dennoch scheitern viele Projekte, weil sich Unternehmen auf das reine Sammeln von Daten beschränken. Daten alleine jedoch schaffen noch lange keinen Mehrwert – auf die konkreten Anwendungsfälle kommt es an. Wichtig ist deshalb, nicht nur die vorhandenen Daten zu betrachten, sondern auch zu überlegen, welche Informationen wirklich gebraucht werden, um das Potenzial zu heben.

Am Anfang steht sicherlich die Analyse der Fähigkeiten der jeweiligen Maschinen und Anlagen. Fragen wie „Sind schon moderne BUS-Systeme integriert, oder nicht?“ müssen nun beantwortet werden, um den Aufwand der Implementierung einzuschätzen. Dann sollten die Auswahl der Sensoren und die Entwicklung einer Retrofit-Strategie angegangen werden. Die Sensoren werden je nach Bedarf und Ziel des Unternehmens und des Maschinentyps ausgewählt.

Dadurch werden Technologie- und Prozessinformationen durchgängig erfasst und bereitgestellt. Damit zum Beispiel eine Prognose über eine Maschine abgegeben werden kann, müssen Daten über den Zustand der Maschine gesammelt werden. Nach einer professionellen Ist-Analyse wird sie deshalb mit verschiedenen Sensoren ausgestattet. Dies können zum Beispiel Temperatursensoren, Vibrationssensoren und Körperschallsensoren sein. Abnutzung und Verschleiß von wichtigen Maschinenbauteilen können jetzt analog erfasst werden.

Die ankommenden analogen Signale werden zunächst digitalisiert. Dies passiert mithilfe der Installation der vBox unseres Technologiepartners Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT. Sie arbeitet gemäß den aktuellen Industriestandards: Das kompakte System kann Positionsdaten ebenso wie digitale In- und Outputs mit Sensordaten synchronisieren und dem Anwender nach Bedarf visuell darstellen – unabhängig von der verwendeten Steuerungstechnik.

Um die Daten zu erfassen, aufzubereiten und analysieren zu können, ist die Implementierung von edbic, einer Plattform zur Integration und Interpretation nötig. Denn erst dann können diese Daten genutzt werden, um Condition Monitoring zu betreiben, das in Echtzeit Auskunft über den aktuellen Zustand der Maschine gibt.

Es können Produktions- und Werkmaschinen, Anlagen, Verarbeitungszentren, Geräte, aber auch unterschiedliche Industrieprotokolle, OPC UA, Siemens S7, sowie Cloud-Services in edbic zusammengeführt und integriert werden. Ebenso können Prozesse und andere Workflows orchestriert und die dazugehörigen Daten in einem Dashboard gespeichert, angezeigt und analysiert werden.

In edbic werden Daten zusammengeführt und können in einem Dashboard gespeichert und analysiert werden. epdem alarmiert, sollten Schwellenwerte überschritten werden.

edpem, ein „Process Event Monitoring“-System, visualisiert die „rohen“ Daten im Controlling Dashboard, alarmiert, wenn Schwellwerte überschritten werden, und verschickt E-Mails oder Slack-Nachrichten bei Anomalien. Genauso gut können aber auch die Daten in das vorhandene ERP- oder MES-System gesendet werden. Vielleicht starten Sie sogar mit einem Pilotprojekt, also zunächst mit einer kleinen Anzahl an Maschinen. So kann der Maschinenpark sukzessiv harmonisiert und vernetzt sowie eine Kommunikation möglich gemacht werden.

Deshalb lohnt sich digitaler Retrofit

  • Retrofit schafft die Basis für die Digitalisierung der Produktion, indem Maschinen und Anlagen in digitale Prozesse integriert werden.

  • Retrofit sorgt für Investitionssicherheit, weil bereits angeschaffte Maschinen und Anlagen weiter genutzt werden können.

  • Im Vergleich zur Neuanschaffung eines Assets ist Retrofit äußerst günstig.

  • Durch Retrofit werden digitale Szenarien möglich – und das bedeutet mehr Transparenz, steigende Effektivität, Effizienz sowie Flexibilität bei den Prozessen und innovativen Use-Cases.

  • Retrofit trägt zu einer längeren Maschinenlebensdauer durch die permanente Überwachung der Maschinen und bessere Ersatzteilversorgung bei.

Der Haupt­unterschied und damit ein großer Vorteil bei der von uns beschriebenen Retrofit-Methode ist die stabile Komplexität. Sie steigt nicht mit der Anzahl der Maschinen, sondern bleibt aufgrund des Business-Integration-Clusters, edbic, tragfähig. Das macht auch Ihr digitales Projekt um vieles leichter und agiler. Folgenden Tipp möchten wir Ihnen noch an die Hand geben: Wenn Sie wirklich die Hebel der Digitalisierung nutzen möchten, dann sollten Sie sich auch mit Ihren Partnern, Kunden und Lieferanten verbinden und zusammenarbeiten. Nur so kann ein effizientes Ecosystem entstehen, das für alle Seiten einen Mehrwert schafft! //


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