Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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Steigerung der Energieeffizienz mittels Energiekennzahlen am Beispiel der Metallverarbeitung

2022 , Sigg, Stefan , Kühn, Armin , Schmidt, Alexander , Roder, Sven , Thiele, Gregor , Krüger, Jörg

Die Energiewende und die einhergehende Forderung nach Effizienzsteigerungen stellen produzierende Unternehmen vor betriebliche und technische Herausforderungen. Methoden und Technologien des Energiemanagements gewinnen damit auch im Mittelstand an Relevanz. Dabei sind Kennzahlen ein Schlüssel, um die aktuelle Energieeffizienz einzuschätzen und Potenziale für Einsparungen zu identifizieren. Der Artikel dokumentiert Erfahrungen der Anwender mit Bezug auf Konzepte aus der Wissenschaft, um Interessierten aus der Industrie den Einstieg in das Thema zu erleichtern.

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UrbanTSN - Automatisierung mit Echtzeit-Internet

2020 , Chemnitz, Moritz , Wolff, Tobias , Vick, Axel

Die individualisierte Massenproduktion mit hochgradig wandelbaren Produktionskapazitäten erfordert das Umdenken auch in der Steuerungstechnik. Das Ziel der Auftragsforschung im Projekt UrbanTSN ist die Ablösung der starren Liniensteuerung klassisch hierarchischer Fabrikautomatisierung durch eine mit Docker und Codesys virtualisierte, mit USDL und WSDL flexibel orchestrierte und damit ad hoc skalierbare Online-Steuerungstechnik. Diese Entwicklung auf dem Gebiet der Industrie 4.0 verbindet erfolgreich die Errungenschaften der fortgeschrittenen IKT-Welt mit den anspruchsvollen Anforderungen der industriellen Produktionslandschaft.

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Increasing resource efficiency with an engineering decision support system for comparison of product design variants

2019 , Buchert, Tom , Ko, Nathanael , Graf, Roberta , Vollmer, Thomas , Alkhayat, Moritz , Brandenburg, Elisabeth , Stark, Rainer , Klocke, Fritz , Leistner, Philip , Schleifenbaum, Johannes Henrich

The development of sustainable and resource-efficient products requires consideration of multiple design targets concerning the whole product life cycle. Taking these factors into account leads to complex decision situations with conflicting targets and trade-offs. To support design engineers in these situations an Engineering Decision Support System (EDSS) has been developed. In this article, the overall concept of the EDSS is presented. Furthermore, one function of the EDSS to assist a systematic comparison of product variants is introduced in detail. It is based on combining an existing PLM solutions (in particular Siemens Teamcenter 11/Siemens NX9) and software for Life Cycle Assessment (GaBi 7). Beyond a proof of concept for information exchange between both systems a methodology is presented which enables design engineers to systematically assess and select multiple product variants based on their resource utilization. The approach is complemented with a comprehensive case study for different design options of a core slide. In the scope of this study, variations of geometry (solid vs. hollow design), materials (hot-working steel vs. nickel-based superalloy) and manufacturing processes (laser metal deposition vs. milling) were considered. Furthermore, a usability study of the decision support tool is shown.

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Execution and evaluation of enterprise models in IEM/MO2GO based on Petri net

2018 , Jin, Guangying , Jäkel, Frank-Walter

Because the growth of internet of things (IOT) technology, stakeholders who come from different research areas (information modeling area, dynamic process modeling area, and so on) will very easily and simultaneously evaluate and control the manufacturing process from all over the world. Therefore, there is an urgent need for a comprehensive enterprise modeling methodology with the integration of information modeling and dynamic process modeling method. However, it is known that there is limited research on the realization of a modeling methodology that can simultaneously handle information modeling and dynamic process modeling. The method for object-oriented business process optimization (MO2GO) system performs modeling in terms of information and process. However, the process modeling part in this system is static. Meanwhile, the Petri net mathematical modeling language has strong dynamic simulation capability. Thus, our main contribution is to analyze the characteristics of Petri net, which would be helpful to the dynamic process modeling realization in the MO2GO system, and integrate Petri net engine into the MO2GO system to allow a static process model to become dynamic. In here, the system can not only display a simulated manufacturing process but also calculate actual information (time and cost) for a final manufactured product. Therefore, it is possible for the system to handle both information modeling and dynamic process modeling. Finally, the MO2GO system will be more competitive in the future industry.

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Integration von ISO 9001:2015 und Ganzheitlichen Produktionssystemen

2020 , Kohl, Holger , Neumann, Konstantin

Ganzheitliche Produktionssysteme und Qualitätsmanagementsysteme nach DIN EN ISO 9001 : 2015 finden sich in zahlreichen Organisationen. Dabei wird das Potenzial beider Systeme nicht ausgeschöpft, wenn diese getrennt voneinander betrachtet werden. Durch die Nutzung etablierter Methoden Ganzheitlicher Produktionssysteme können gleichzeitig Normforderungen erfüllt und Potenziale dieser Methoden genutzt werden. Es wird daher in diesem Beitrag gegenübergestellt, welche Methoden geeignet sind, um die Anforderungen der ISO 9001 zu erfüllen.

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Schnell erholen dank Resilienz im Unternehmen

2020 , Knothe, Thomas , Scholz, Julia-Anne , Oertwig, Nicole , Petrusch, Natalie

Die aktuelle Corona-Pandemie ruft große Unsicherheiten hervor. Durch die Gefahr einer sogenannten ""zweiten Welle"" sehen sich produzierende Unternehmen gezwungen, jederzeit die Produktion herunterfahren und wieder hochfahren zu können. Mit dem schnell verfügbaren individualisierten Bewertungssystem ""Easy Ramp-Up Check"" sind Unternehmen in der Lage, vor, während und nach dem Wiederanlauf, Risiken zu identifizieren sowie passende Maßnahmen abzuleiten. Ergänzt durch das systematische Monitoring der kritischen Prozesse im interaktiven Lagebild, wird eine schnelle und resiliente Reaktion auf ungeplante Störgrößen ermöglicht.

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Development and operation of Digital Twins for technical systems and services

2019 , Stark, Rainer , Fresemann, Carina , Lindow, Kai

Digital Twins are new solution elements to enable ongoing digital monitoring and active functional improvement of interconnected products, devices and machines. In addition, benefits of horizontal and vertical integration in manufacturing are targeted by the introduction of Digital Twins. Using the test environment of smart factory cells, this paper investigates methodological, technological, operative, and business aspects of developing and operating Digital Twins. The following Digital Twin dimensions are considered in scientific and application oriented analysis: (1) integration breadth, (2) connectivity modes, (3) update frequency, (4) CPS intelligence, (5) simulation capabilities, (6) digital model richness, (7) human interaction, and (8) product lifecycle. From this, design elements for the development of Digital Twins are derived and presented.

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Deutsche Normungsroadmap Künstliche Intelligenz

2020 , Adler, R. , Kolomiichuk, Sergii , Hecker, Dirk , Lämmel, Philipp , Ma, Jackie , Marko, Angelina , Mock, Michael , Nagel, Tobias , Poretschkin, Maximilian , Rennoch, Axel , Röhler, Marcus , Ruf, Miriam , Schönhof, Raoul , Schneider, Martin A. , Tcholtchev, Nikolay , Ziehn, Jens , Böttinger, Konstantin , Jedlitschka, Andreas , Oala, Luis , Sperl, Philip , Wenzel, Markus , et al.

Die deutsche Normungsroadmap Künstliche Intelligenz (KI) verfolgt das Ziel, für die Normung Handlungsempfehlungen rund um KI zu geben, denn sie gilt in Deutschland und Europa in fast allen Branchen als eine der Schlüsseltechnologien für künftige Wettbewerbsfähigkeit. Die EU geht davon aus, dass die Wirtschaft in den kommenden Jahren mit Hilfe von KI stark wachsen wird. Umso wichtiger sind die Empfehlungen der Normungsroadmap, die die deutsche Wirtschaft und Wissenschaft im internationalen KI-Wettbewerb stärken, innovationsfreundliche Bedingungen schaffen und Vertrauen in die Technologie aufbauen sollen.

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Deep learning for part identification based on inherent features

2019 , Krüger, Jörg , Lehr, Jan , Schlüter, Marian , Bischoff, Nils

The identification of parts is essential for the efficient automation of logistic processes such as part supply in assembly and disassembly. This paper describes a new method for the optical identification of parts without explicit codes but based on inherent geometrical features with Deep Learning. The paper focusses on the improvement of training of Deep Learning systems taking into account conflicting factors such as limited training data and high variety of parts. Based on a case study in turbine industry the effects of steadily growing training data on the robustness of part classification are evaluated.

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Mikrobohren ohne flüssige Dielektrika

2018 , Uhlmann, Eckart , Yabroudi, S. , Polte, Mitchel

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