Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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White Paper »RESYST«. Resiliente Wertschöpfung in der produzierenden Industrie - innovativ, erfolgreich, krisenfest

2021 , Buß, Dominik , Gebauer, Heiko , Glawar, Robert , Heller, Thomas , Klan, Steffen , Knothe, Thomas , Kohl, Holger , Sai, Brandon , Schmidtke, Niels , Stenzel, Fabian , Werner, Markus , Wilms, Marcel

Ziel des White Papers zum Thema Resiliente Wertschöpfung ist es, die Ergebnisse aus dem Fraunhofer-Innovationsprogramm Resiliente Wertschöpfungssysteme (»RESYST«) einer breiten Öffentlichkeit aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik zugänglich zu machen. Im Lichte aktueller Erfahrungen aus der Corona-Pandemie, aber auch der Hochwasserkatastrophe greift das Innovationsprogramm die Anforderungen des Wirtschaftsstandorts Deutschland an resiliente und dynamische Wertschöpfungssysteme bei gleichbleibend hoher Produktivität und Individualisierung auf. Resilienz gegenüber Krisen und Störfällen aller Art entwickelt sich somit zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor.

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Resilienz durch dynamisches Prozessmanagement

2021 , Knothe, Thomas , Oertwig, Nicole , Woesthoff, Julia , Sala, Alessandro , Lütkemeyer, Marius , Gaal, Alexander

Krisen treten regelmäßig auf und betreffen aufgrund zunehmender Globalisierung immer mehr Unternehmen gleichzeitig. In diesem Beitrag wird ein Ansatz für ein dynamisches Prozessmanagement vorgestellt, welches die Fähigkeit der Früherkennung von Disruptionen und gleichzeitig auch Routine sowie Agilität im Normal- wie auch im Krisenmodus durchgängig unterstützt.

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Prozessmanagement für KMU

2020 , Oertwig, Nicole , Gering, Patrick , Knothe, Thomas

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Ensure OPC-UA interfaces for digital plug-and-produce

2020 , Jäkel, Frank-Walter , Wolff, Tobias , Happersberger, Vincent , Knothe, Thomas

Experiences in industry has illustrated that ""Open Platform Communications Unified Architecture"" (OPC-UA) as upcoming de-facto standard for Industry 4.0 requires interoperability tests to support a digital plug-and-produce. Existing tools to validate OPC-UA implementations need to be applicable for such validations. Within the German national ""Internet of Things Test"" (IoT-T) project, we developed concepts and software for the validation of interoperability between different cyber physical systems using OPC-UA. The paper focuses on this part of the work and provides insights in the results. The results consists of industrial use cases, requirements, concepts and open source software. It also includes the comparison of the developments in the IoT-T project with the Compliance Test Tools (CTT) provided by the OPC Foundation (OPCF), which checks the conformity of the OPC-UA servers and clients against the OPC-UA specification.

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Resilienz im strategischen Management produzierender Unternehmen. Konzeptpapier

2021 , Schuh, Günther , Patzwald, Marc , Krebs, Leonie , Dumitrescu, Roman , Rasor, Rik , Sihn, Wilfried , Steinwender, Arko , Sala, Alessandro , Kohl, Holger , Knothe, Thomas , Singer, Katrin , Hecklau, Fabian

Während Resilienz in anderen Managementdisziplinen, wie etwa im Bereich der Lieferketten, bereits seit längerer Zeit Einzug gehalten hat, existieren für das strategische Management von produzierenden Unternehmen kaum systematische Untersuchungen zu dessen Integration. Im Rahmen des Konzeptpapiers werden dem Leser daher konzeptionelle Ansatzpunkte aufgezeigt, wie Resilienz als neue normative Zielgröße in exemplarischen Teilstrategien des Strategiesystems produzierender Unternehmen Berücksichtigung findet (bspw. der Unternehmens-, Technologie- und Innovations-, Engineering- sowie Produktionsstrategie).

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Hyperconnected Ecosystems für industrielle Netzwerke

2021 , Jäkel, Frank-Walter , Gering, Patrick , Knothe, Thomas

Das Hyperconnected Ecosystems für industrielle Netzwerke wird definiert als die Vernetzung aller relevanten Informationen und deren Erreichbarkeit jederzeit und von überall (hyperconnected). Barrieren zwischen Netzwerkpartnern bzgl. Datenbereitstellung und Zugriff werden reduziert und an aktuelle Anforderungen ausgerichtet. Die Evolution des Netzwerkes wird durch dessen dynamische Anpassbarkeit und flexible Einbindung von Diensten ermöglicht. Schlussendlich soll jede erforderliche Information an jedem Ort sofort in einer bearbeitbaren Form und möglichst ohne Aufwand verfügbar sein. Die Metapher des sozialen Netzwerks, in denen sich Partner finden und nach Bedarf Daten und Leistungen austauschen, dient als Basis für die Strukturen im Netzwerk. Dabei müssen industrielle Anforderungen nach Sicherheit, Souveränität und Transparenz integriert werden. Der Beitrag beschreibt die Vision eines Hyperconnected Ecosystem für industrielle Netzwerke und erste Ansätze zu dessen Umsetzung.

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Combine the best of two worlds. Experience in setting up the Sino-German Intelligent Manufacturing Research Institute (SGIMRI) in Nanjing

2020 , Knothe, Thomas

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Interaktives Lagebild - Ein Werkzeug für das Krisenmanagement in prozessorientierten Unternehmen

2021 , Kohl, Holger , Knothe, Thomas , Oertwig, Nicole , Gering, Patrick , Scholz, Julia-Anne

Viele Unternehmen bringt die Krise um den Coronavirus SARS-CoV-2 in existenzielle Nöte. Der plötzliche Ausfall von Zulieferern und Kunden oder eine kurzfristige Änderung von Regularien (z. B. Kurzarbeitsregeln) stellen Betriebe vor Herausforderungen. Hinzu kommen sich laufend ändernde Einflüsse und Informationsquellen. Ein gemeinsames Lagebild bietet Einsatzkräften im Sicherheitsbereich seit langem Orientierung und wird nun auch für Unternehmen relevant. Die Verknüpfung und Visualisierung von externen Informationen aus dem Unternehmensumfeld (z. B. Corona-Fallzahlen in der Region eines Hauptzulieferers) mit den internen Fähigkeiten eines Unternehmens (z. B. Verfügbarkeit der Mitarbeiter) bleibt jedoch ein ungelöstes Problem. Dieser Beitrag zeigt, wie ein Lagebild auch für Unternehmen zu einem zielgerichteten Handeln beitragen kann.

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Handlungsempfehlungen

2020 , Schneider, Benjamin , Kayser, Marco , Gelec, Erdem , Schweizer, Hartmut , Knothe, Thomas

Im vorliegenden Kapitel werden die Anforderungen an die Umsetzung einer Industrie-4.0-Maßnahme aus KMU-Sicht betrachtet. Hierzu wird zunächst ein Leitfaden eingeführt, der Anwendern in KMU als Orientierungshilfe bei Umsetzungsvorhaben dient. Der Leitfaden untergliedert sich in die Dimensionen Mensch, Technik und Organisation und deckt alle aufeinanderfolgenden Phasen einer Umsetzung ab. Die Phasen umfassen: 1) Anwendungsfall ausarbeiten - Anforderungen klären, 2) Detaillierung - Voraussetzungen schaffen sowie 3) Umsetzung/Pilotierung - Pilotbetrieb. Des Weiteren wird sowohl für die Erweiterung und Umstrukturierung als auch für die Neueinführung von Software und Hardware empfohlen, aktuelle Standards zu verwenden und die Kompatibilität des Bestandes zu berücksichtigen. Zudem sollte die Kompatibilität nach oben und unten (ERP und SCADA) und horizontal in allen Unternehmensebenen gegeben sein. Im Allgemeinen wird KMU u. a. geraten, zuerst ihre Prozesse zu klären und zu stabilisieren sowie ihre neuen Rollenbilder zu klären. Des Weiteren sollten sie selbst Kompetenzen aufbauen, dabei jedoch nicht spezifische Kompetenzen am Markt unterschätzen. Zudem sollten sie nicht auf Standards warten und deren Qualität überschätzen.

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Intuitive Werkzeuge für ein durchgehendes Engineering. Technologieintegrierte Fabrikplanung für KMU

2020 , Glodde, Ilona , Scholz, Hannes , Knothe, Thomas , Kohl, Holger

Für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) ist die Fabrikplanung mit digitalen Werkzeugen und Methoden in der Regel nicht wirtschaftlich, obwohl sie die gleichen Qualitätsanforderungen an die Fabrikplanung stellen wie große Unternehmen. Dieser Beitrag zeigt, wie auf Basis von Unternehmensmodellen die technologieintegrierte Fabrikplanung wirtschaftlich die Planungsqualität steigert, indem sie bereits in der frühen Entwicklungsphase Kernelemente der Planung synchronisiert: Fabrikkonzept, Fertigungsprozesse, Technologien und Digitalisierung.

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