Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

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  • Publication
    IT-based architecture for power market oriented optimization at multiple levels in production processes
    ( 2019)
    Seitz, Philipp
    ;
    Abele, Eberhard
    ;
    Bank, Lukas
    ;
    Bauernhansl, Thomas
    ;
    Colangelo, Eduardo
    ;
    Fridgen, Gilbert
    ;
    Schilp, Johannes
    ;
    Schott, Paul
    ;
    Sedlmeir, Johannes
    ;
    Strobl, Nina
    ;
    Weber, Thomas
    Given the increasingly volatile prices on the power markets, it becomes economically more and more important for companies to develop and realize flexible strategies for energy consumption. A steady adaption of production processes which considers current power prices can take place on several levels of the automation pyramid, where each level has its own characteristics and requirements. In this paper, we present an optimization architecture based on an IT-platform which meets the challenges of complex multilayered production processes. We introduce layer-specific optimization strategies as well as an associated information flow, which facilitates creating holistic and well-coordinated optimizations.
  • Publication
    Smart Devices erfolgreich in Produktionsprozesse integrieren
    (Universität Bayreuth, 2019)
    Bitzer, Michael
    ;
    Kleylein-Feuerstein, Joachim
    ;
    König, Ulrich
    ;
    Röglinger, Maximilian
    ;
    Urbach, Nils
    ;
    Wenninger, Annette
    Mit der zunehmenden Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft ist die Vision der Industrie 4.0, einer intelligenten und vernetzten Produktion, entstanden. Inzwischen ist Digitalisierung für Unternehmen ein entscheidender Faktor, um zukunfts- und wettbewerbsfähig zu bleiben. Allerdings stellt diese Entwicklung insbesondere kleine und mittlere Unternehmen(KMU) vor große Herausforderungen. KMU sind zum Beispiel häufig damit konfrontiert, bestehende Anwendungssysteme aufzurüsten und individuelle Lösungen für die Digitalisierung zu entwickeln. Das durch die Bayerische Forschungsstiftung (BFS) geförderte konsortiale Forschungsprojekt »SmarDe's@Work - Smart Devices in der Produktion« adressiert exakt diese Herausforderung und unterstützt KMU bei dem zielgerichteten Einsatz von Smart Devices in Produktionsprozessen. Hierzu wurden Smart Devices (z.B. Smartphones, Tablets, Smartwatches) in Produktionsprozessen zur Verbesserung der Kommunikation zwischen Menschen, Maschinen und Anwendungssystemen eingesetzt. Die Umsetzung von Industrie 4.0-Technologien wird für KMU dadurch maßgeblich erleichtert. Zentraler Bestandteil des Forschungsprojekts war die Entwicklung eines Demonstrators, bestehend aus einer Middleware und einer Client-Applikation, der in acht realweltlichen Anwendungsfällen implementiert und evaluiert sowie in fünf weiteren fiktiven Anwendungsfällen analysiert wurde. Die bisherigen Anwendungserfahrungen waren ausnahmslos positiv, sodass die am Forschungsprojekt beteiligten Unternehmen die Smart Devices sowie die zugehörige Software (Middleware und Client-Applikation) dauerhaft in ihren Produktionsprozessen einsetzen werden. Der entwickelte Demonstrator wurde auf der Open-Source-Plattform Github für interessierte Unternehmen zur individuellen Nutzung und Weiterentwicklung veröffentlicht. Die vorliegende Studie bietet Unternehmen und Mitarbeitern, insbesondere Führungskräften, die Möglichkeit, Einblick in dieses zukunftsweisende Forschungsprojekt zu erhalten, Ideen für die eigene Produktion zu sammeln sowie Synergieeffekte für das eigene Unternehmen zu schaffen. Darüber hinaus erhalten die Leser den Kontakt zu kompetenten Ansprechpartnern, die über eine große Expertise im Bereich Industrie 4.0 verfügen.
  • Publication
    Harnessing the Full Potential of Industrial Demand-Side Flexibility: An End-to-End Approach Connecting Machines with Markets through Service-Oriented IT Platforms
    ( 2019)
    Rösch, Martin
    ;
    Bauer, Dennis
    ;
    Haupt, Leon
    ;
    Keller, Robert
    ;
    Bauernhansl, Thomas
    ;
    Fridgen, Gilbert
    ;
    Reinhart, Gunther
    ;
    Sauer, Alexander
    The growing share of renewable energy generation based on fluctuating wind and solar energy sources is increasingly challenging in terms of power grid stability. Industrial demand-side response presents a promising way to balance energy supply and consumption. For this, energy demand is flexibly adapted based on external incentives. Thus, companies can economically benefit and at the same time contribute to reducing greenhouse gas emissions. However, there are currently some major obstacles that impede industrial companies from taking part in the energy markets. A broad specification analysis systematically dismantles the existing barriers. On this foundation, a new end-to-end ecosystem of an energy synchronization platform is introduced. It consists of a business-individual company-side platform, where suitable services for energy-oriented manufacturing are offered. In addition, one market-side platform is established as a mediating service broker, which connects the companies to, e.g., third party service providers, energy suppliers, aggregators, and energy markets. The ecosystems aim at preventing vendor lock-in and providing a flexible solution, relying on open standards and offering an integrated solution through an end-to-end energy flexibility data model. In this article, the resulting functionalities are discussed and the remaining deficits outlined.
  • Publication
    Extending the Automation Pyramid for Industrial Demand Response
    ( 2019)
    Körner, Marc-Fabian
    ;
    Bauer, Dennis
    ;
    Keller, Robert
    ;
    Rösch, Martin
    ;
    Schlereth, Andreas
    ;
    Simon, Peter
    ;
    Bauernhansl, Thomas
    ;
    Fridgen, Gilbert
    ;
    Reinhart, Gunther
    Industrial demand response uses a multitude of energy flexibility measures. Their planning and control requires various production IT systems. A widely accepted approach to classify these inhouse IT systems are the levels of the automation pyramid in companies. This paper broadens the scope of this concept to overcome the limitation to companies' (virtual) borders by including required IT systems that refine and monetarize a company's energy flexibility, e.g. energy markets, aggregators, etc. Therefore, a holistic approach for the classification of functionalities for industrial demand response across companies and energy markets is developed and applied exemplarily.