Ein Überblick Industrie-4.0-Forschung an deutschen ...sf-eu.net › wp-content › uploads › 2016 › 08 › vdma-2016-industrie-4.0 … · und Anwender von Industrie-4.0-Technologien

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Ein Überblick

Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten

Ausgabe 2016

Bei der Einführung von Industrie 4.0 entscheiden die Ergebnisse aus der Forschung maßgeblich über den Erfolg im internationalen Wettlauf und über die Wettbewerbs fähigkeit des Industriestandorts Deutschland. Wesentliche Erfolgsfaktoren sind die Vernetzung aller Akteure und der schnelle Transfer von Forschungsergebnissen in die Breite der indus-triellen Praxis.

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“, beispiels-weise die „Lab Touren I40“, die im Exkursionsformat zu den Innovations-stätten 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 „Industrie-4.0-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, ziel gerichtet Partner für zukünftige Projekte und Aktivitäten im Umfeld von Industrie 4.0 zu finden.

Profitieren auch Sie vom Netzwerk VDMA!

Gemeinsam forschen für die Zukunft

Judith BinzerVDMA-Forum Industrie 4.0Forschung & Innovation

Judith Binzer

EDITORIAL

Industrie 4.0 an deutschen Forschungsinstituten• AIS Lehrstuhl für Automatisierung und Informationssysteme,

Technische Universität München

• AUT Automatisierungstechnisches Institut der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg

• AZI4.0 Anwendungszentrum Industrie 4.0 des Lehrstuhl für Wirtschafts- informatik insb. Prozesse und Systeme, Universität Potsdam

• BIBA Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH an der Universität Bremen

• BWL Lehrstuhl für BWL, insb. Betriebliche Umweltökonomie, Technische Universität Dresden

• CIIT CENTRUM INDUSTRIAL IT, Forschungs- und Entwicklungszentrum, Lemgo

• DiK Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion, Technische Universität Darmstadt

• DSI Digital Society Institute Berlin, ESMT European School of Management and Technology

• FAPS Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

• FBK Lehrstuhl für Fertigungstechnik und Betriebsorganisation, Technische Universität Kaiserslautern

• FIA Forschungsgebiet Industrie- und Arbeitsforschung, Technische Universität Dortmund, Wirtschafts- und Sozialwissenschaftliche Fakultät

• FIR e.V. Forschungsinstitut für Rationalisierung an der RWTH Aachen University

• fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik, Technische Universität München

• Fraunhofer AISEC Fraunhofer-Institut für Angewandte und Integrierte Security, München

• Fraunhofer ESK Fraunhofer-Institut für Eingebettete Systeme und Kommunikationstechnik, München

• Fraunhofer FIT Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik, Sankt Augustin

Inhalt

• Fraunhofer FKIE Fraunhofer-Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie, Wachtberg-Werthoven

• Fraunhofer IAO Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation, Stuttgart

• Fraunhofer IDMT Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie, Ilmenau

• Fraunhofer IFF Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung, Magdeburg

• Fraunhofer IGD Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung, Darmstadt

• Fraunhofer IIS Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen, Erlangen

• Fraunhofer IIS, EAS Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen, Institutsteil Entwurfsautomatisierung EAS, Dresden

• Fraunhofer IISB Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie, Erlangen

• Fraunhofer IML Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik, Dortmund

• Fraunhofer IMS Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme, Duisburg

• Fraunhofer IOSB Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung, Karlsruhe

• Fraunhofer IOSB-INA Fraunhofer-Anwendungszentrum Industrial Automation, Lemgo

• Fraunhofer IPA Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung, Stuttgart

• Fraunhofer IPK Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik, Berlin

• Fraunhofer IPMS Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme, Dresden

• Fraunhofer IPT Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie, Aachen

• Fraunhofer ISI Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung, Karlsruhe

• Fraunhofer IVV Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung Außen- stelle für Verarbeitungsmaschinen und Verpackungstechnik Dresden

• Fraunhofer IWU Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik, Chemnitz

• Fraunhofer IWU Projektgruppe „Ressourceneffiziente mechatronische Verarbeitungsmaschinen“ (RMV), Augsburg

Inhalt

Inhalt

• Fraunhofer LBF Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt

• Fraunhofer SIT Fraunhofer-Institut für Sichere Informationstechnologie, Darmstadt

• Fraunhofer UMSICHT Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik, Oberhausen

• FTK e.V. Forschungsinstitut für Telekommunikation und Kooperation, Dortmund

• FZI Forschungszentrum Informatik am Karlsruher Institut für Technologie

• IAS Institut für Automatisierungs- und Softwaretechnik, Universität Stuttgart

• IBF Institut für Betriebswissenschaften und Fabriksysteme, Technische Universität Chemnitz

• IFA Institut für Fabrikanlagen und Logistik, Leibniz Universität Hannover

• IFL Institut für Fördertechnik und Logistiksysteme, Karlsruher Institut für Technologie

• IFW Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen, Leibniz Universität Hannover

• IfW Institut für Werkzeugmaschinen, Universität Stuttgart

• IMA/ZLW & IfU Lehrstuhl für Informationsmanagement im Maschinenbau IMA, Zentrum für Lern- und Wissensmanagement ZLW & An-Institut für Unternehmenskybernetik e.V. IfU, RWTH Aachen University

• IMI Institut für Informationsmanagement im Ingenieurwesen, Karlsruher Institut für Technologie

• IMR Institut für Maschinentechnik der Rohstoffindustrie, RWTH Aachen University

• inIT Institut für industrielle Informationstechnik, Hochschule Ostwestfalen-Lippe

• IPeG Institut für Produktentwicklung und Gerätebau, Leibniz Universität Hannover

• IPEK Institut für Produktentwicklung, Karlsruher Institut für Technologie

• IPH Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

• IPRI International Performance Research Institute, Stuttgart

Inhalt

• IPS Institut für Produktionssysteme, Technische Universität Dortmund

• IST Institut für Systemtheorie und Regelungstechnik, Universität Stuttgart

• ISW Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen, Universität Stuttgart

• ITA Institut für Textiltechnik, RWTH Aachen University

• iwb Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften, Technische Universität München

• LPS Lehrstuhl für Produktionssysteme, Ruhr-Universität Bochum

• PLT Lehrstuhl für Prozessleittechnik, RWTH Aachen University

• PtU Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen, Technische Universität Darmstadt

• PTW Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen, Technische Universität Darmstadt

• SmartFactory KL e.V. Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V., Kaiserslautern

• SOFI Soziologisches Forschungsinstitut Göttingen, Georg-August-Universität Göttingen

• STFI Sächsisches Textilforschungsinstitut e. V. an der Technischen Universität Chemnitz

• TECO Karlsruher Institut für Technologie

• VPE Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung, Technische Universität Kaiserslautern

• wbk Institut für Produktionstechnik, Karlsruher Institut für Technologie

• Wi1 Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik, insb. Innovation und Wertschöpfung, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

• Wirtschaftsinformatik Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik und Neue Medien, Universität Siegen

• WZL Werkzeugmaschinenlabor WZL, RWTH Aachen University Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement Lehrstuhl für Produktionssystematik

Auszug aus: „Industrie-4.0-Forschung an deutschen Forschungsinstituten – ein Überblick“, VDMA, April 2016 Kontakt: Judith Binzer VDMA-Forum Industrie 4.0 Telefon +49 69 6603-1810 E-Mail [email protected]

AIS – Lehrstuhl für Automatisierung und Informations-systeme, Technische Universität München Der Lehrstuhl für Automatisierung und Informationssysteme (AIS) konzentriert sich auf die Modellierung und au-tomatische Synthese von verteilten eingebetteten Systemen in der Automatisierungstechnik des Maschinen- und Anlagenbaus entlang des gesamten Lebenszyklus von Produktionsanlagen. Im Mittelpunkt stehen die Zuverläs-sigkeit und Benutzerfreundlichkeit von Maschinen und Anlagen, sowie die Mensch-Maschine-Interaktion im Engi-neering und im Anlagenbetrieb. Den Herausforderungen, die sich im Rahmen der Industrie 4.0 in diesen Berei-chen ergeben, begegnet der Lehrstuhl mit Forschungsarbeiten an dem institutseigenen, hochschulübergreifenden Demonstrator myJoghurt, an dem Methoden entwickelt bzw. angepasst und die Potenziale der Implementierung von Industrie 4.0 exemplarisch aufgezeigt werden.

Schwerpunkte und Kompetenzen Der Lehrstuhl AIS erforscht und entwickelt neue Ansät-ze zur Unterstützung der interdisziplinären Entwicklung und des Betriebs von industriellen Maschinen und Anlagen. Ein Hauptfokus liegt dabei auf der Adaption von agentenbasierten Ansätzen für das Engineering und den Betrieb von Cyber-Physischen Produktions-systemen (CPPS) der Industrie 4.0. Andere Arbeiten des Lehrstuhls umfassen folgende Felder: Modellbasiertes Engineering variantenreicher, interdisziplinärer Produktionssysteme Ein hauptsächliches Forschungsgebiet des AIS liegt im Engineering automatisierter Produktionssysteme. Die untersuchten Methoden auf diesem Gebiet umfassen die modellbasierte Entwicklung, Modelltransformatoren und Codegeneratoren. Ein Hauptaugenmerk liegt auf dem interdisziplinären Charakter von Maschinen und Anlagen und der Handhabung ihrer Komplexität wäh-rend des Engineerings und Betriebs. Mensch-Maschine Interaktion und Datenintegration für die Unterstützung des Menschen Ein weiteres Forschungsfeld des Lehrstuhls liegt in der Entwicklung und Bewertung von Mensch-Maschine Schnittstellen (MMS) für den Betrieb von Maschinen und Anlagen und auch für deren Entwicklung mit Hilfe von Engineering-Support Systemen. Dafür werden in diesem Forschungsgebiet verschiede-ne Visualisierungstechniken von Prozessdaten für das Training von menschlichem Personal sowie dessen Unterstützung bei der Prozessbeobachtung, Pro-zessoptimierung und Prozessdiagnose entwickelt und untersucht.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 myJoghurt: Der hochschulübergreifende Demonstra-tor für CPPS zeigt am Beispiel einer virtuellen Joghurt-produktion die Konzepte der Industrie 4.0 für ein örtlich verteiltes Produktionsnetzwerk. Die informationstechni-sche Kopplung örtlich getrennter Produktionssysteme basierend auf Softwareagenten, die sich etablierter und neu geschaffener Kommunikationsprotokolle bedienen, steht dabei im Vordergrund. Sidap: Ziel des Projekts ist die Entwicklung von Big-Data Technologien für innovative Nutzungsszenarien in der Prozessindustrie. Dazu werden sichere unterneh-mensübergreifende Integrationsarchitekturen zur Da-tenaggregation und zur Unterstützung der Entschei-dungsfindung im Betrieb entworfen. Dies erfolgt in enger Zusammenarbeit mit führenden Akteuren der Prozessindustrie und IT-Anbietern. iSikon: Das Ziel des Projektes besteht in der Entwick-lung eines modularen, selbstkonfigurierenden Material-flusssystems, das nach dem Plug-and-Play-Prinzip verbunden werden kann. Die Intelligenz für sowie Ent-scheidungskompetenz im System ist Agenten zuge-ordnet, die auf eingehende Auftragsanfragen reagieren und die notwendigen Aktionen auf Grundlage einer Wissensbasis über das vertretene Modul im Logistik-netzwerk umsetzen.

Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Birgit Vogel-Heuser Telefon +49 89 289 16400 E-Mail [email protected] Internet i40d.ais.mw.tum.de


AUT – Automatisierungstechnisches Institut der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg „Durchgängiges Engineering“ ist eine der drei Säulen von Industrie 4.0 und bereits seit 2004 unser Haupt-Forschungsschwerpunkt. Wir entwickeln gemeinsam mit Automatisierungs-Herstellern (z.B. ABB, Phoenix Contact, Siemens, WAGO) neue Methoden und Werkzeuge für effizientes Engineering. Im Mittelpunkt steht dabei die digitale Modellierung von Strukturen und Verhalten von automatisierten Systemen (prozesstechnische Anla-gen, fertigungstechnische Anlagen, Logistiksysteme und Gebäude). Unser Bestreben ist es, dafür zu sorgen, dass diese Modelle mit wenig Aufwand, möglichst automatisch, aus vorhandenen Datenquellen erstellt werden können und für möglichst viele Anwendungen über den Lebenszyklus der Anlagen genutzt werden können.

Schwerpunkte und Kompetenzen Was bringt uns Industrie 4.0? Ermittlung von Optimierungspotential in der Steue-rung der Intralogistik und der Produktion (zusammen mit produzierenden Unternehmen) Wie durchgängig ist die Werkzeugkette? Entwicklung einer Metrik zur Analyse von Steuerungs-Entwicklungs-Werkzeugen (mit ABB AG) Wie bekommt Industrie 4.0 Bedeutung? Semantische Inhalte für Wertschöpfungsprozesse und Anwendungen von Industrie 4.0 (BMWi-Projekt „SemAnz40“, zusammen mit Part-nern) Was nützt eine dezentrale Steuerung? Analyse von Steuerungsalgorithmen und Einrichtung einer Benchmark-Möglichkeit

Kann man autonomen Agenten vertrauen? Erarbeitung von Methoden zum Nachweis der Sta-bilität dezentral-autonomer Entscheidungsprozesse Wie erhöhen wir die Wiederverwendung im Anla-gen-Engineering? (im BMBF-Projekt SPES XT)

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Wie geht Plug&Produce in der Prozessindustrie? Integration von Modulen in eine verfahrenstechnische Anlage und ihr Prozessleitsystem in wenigen Minuten (Projekt mit WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG, Mitarbeit in den Gremien von NAMUR und ZVEI)

Arbeitet die Maschine noch so wie gewollt? Entwicklung von Methoden zum Erstellen von Verhaltens-modellen am laufenden Produktionsprozess (DFG-Projekt im SPP „Managed Software Evolution“) Wie erfüllt meine Maschine neue Anforderungen? (DFG-Projekt „FlexA“ zusammen mit der Uni Stuttgart)

Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Alexander Fay Telefon +49 40 6541 2719 E-Mail [email protected] Internet www.hsu-hh.de/aut


AZI4.0 – Anwendungszentrum Industrie 4.0 des Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik insb. Prozesse und Systeme, 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 dezentra-ler Steuerung konfiguriert und reale Industriekomponenten problemlos eingebunden werden. Die plastische De-monstration der Interaktion von CPS wird ermöglicht. Unterschiedliche Prozesse können konkret 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 insb. Prozes-se und Systeme (LSWI) zeichnet sich durch ein ge-wachsenes Ansehen in Lehre, Forschung und Wis-senstransfer aus. Themenschwerpunkte sind insbe-sondere die Gestaltung von Geschäftsprozessen in produzierenden Unternehmen, Märkte und Architek-turen betrieblicher Anwendungssysteme wie ERP (Enterprise Resource Planning) und MES (Manu-facturing Execution System). Die Modellfabrik des Anwendungszentrums Industrie 4.0 erlaubt durch die plastische und realisti-sche 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 Technolo-gien (RFID, etc.) zu generieren,

alternative Lösungen zu vergleichen, Investitionsentscheidungen unterschiedlichen

Zielgruppen zu argumentieren, Neuerungen vor der Einführung interaktiv zu tes-

ten und zu schulen. Nachweis der Integrationsfähigkeit von IT- und

Automatisierungstechnik – "Industrie 4.0-ready"

Projektbeispiele im Umfeld 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 Un-tersuchung von Konzepten des dezentralen Produk-tionsmanagements mit autonomen Objekten im Rahmen des AUTONOMIK-Programms des BMWi,

das BMBF-Projekt MetamoFab zur Integration cyber-physischer Systeme in bestehende Moderni-sierungs- und Entwicklungsvorhaben (http://metamofab.de/),

das AiF-geförderte Projekt PMSaisonal (http://www.saisonale-lieferketten.de) zur Beherr-schung saisonaler Schwankungen durch Wandlungs-fähigkeit und

das BMBF-Projekt Aqua-IT-Lab zur IT-Sicherheit kritischer Infrastrukturen (www.lswi.de/aquaitlab)

Neben der projektbezogenen Beratung finden regelmä-ßig Veranstaltungen mit Fokus Industrie 4.0 statt. For-schungsprojekte mit Praxispartnern und die Auftrags-forschung sichern Wissenstransfer und -anwendung. Kontakt: Dipl.-Ing. Sander Lass Telefon +49 331 977 3322 E-Mail [email protected] Internet www.industrie40-live.de

Anwendungszentrum INDUSTRIE 4.0


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 renommier-ten 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 an-wendungsorientierten Forschung, der industriellen Auftragsforschung sowie in nationalen und europäischen For-schungsverbünden. 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 koope-rative, 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 Wirt-schaft 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 kom-plexe, 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 DFG Sonder-forschungsbereich „Selbststeuerung logistischer Pro-zesse“ (SFB 637) und prägt seit Langem über seine Grundlagenforschung in diesem SFB hinaus die Ent-wicklungen auf dem Feld „Industrie 4.0“ wesentlich mit. Zudem ist das BIBA Partner von Deutschlands erstem Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum „Mit uns digital! Das Zentrum für Niedersachsen und Bremen“ und bietet Schulungen zu spezifischen Problemstellungen und Themenschwerpunkten an. Angebot für F&E, Dialog und Transfer Das Kompetenz- und Transferzentrum bietet Unter-nehmen die Möglichkeit, neue Technik für Produktion und Logistik zu erleben, zu entwickeln, zu testen und zu evaluieren. Es verfügt dazu über diverse Laborein-richtungen, in denen verschiedenste detailliertere As-pekte von „Industrie 4.0“ erforscht, entwickelt und in die Praxis transferiert werden. Das Serious Gaming Lab hilft mit technikunterstützten Spielen beim Kompe-tenzausbau. Das Computer VisionLab beschäftigt sich mit Bildverarbeitung und Künstlicher Intelligenz zum Beispiel für die MenschMaschine-Interaktion.

Das LogDynamics Lab ist ein uiversitätsweites Anwen-dungszentrum für Technologien in der Logistik. Mit dem jüngsten Zuwachs, dem IoT FabLab können smarte und mit dem Internet verknüpfte Produkte entwickelt werden.

Foto: clabeck.de Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 ArKoH: Arbeitsprozessorientierte Kompetenzentwicklung für den Hafen der Zukunft FALCON: Gewinnen und Verarbeiten von Nutzungsin-formationen für die Gestaltung von Produkten und zuge-hörigen Dienstleistungen. JobNet 4.0: Entscheidungstool zur adaptiven Gestaltung von PPS-Methoden für Lohnfertiger in dynamischen Auftragsnetzen der Luftfahrtbranche preIno: Methoden und Werkzeuge für die preagierende Instandhaltung von Offshore-Windenergieanlagen SFB 637: Selbststeuerung logistischer Prozesse – Ein Paradigmenwechsel und seine Grenzen Kontakt: Christian Gorldt Telefon +49 421 218 50 100 E-Mail [email protected] Internet www.biba.uni-bremen.de


Lehrstuhl für BWL, insb. Betriebliche Umweltökonomie Technische Universität Dresden Durch die zunehmende ökologische Knappheit hat sich die Umwelt zu einem ökonomisch knappen und somit entscheidungsrelevanten Parameter entwickelt. Als Antwort auf diese Entwicklung hat die Fakultät Wirtschafts-wissenschaften der TU Dresden bereits 1996 den Lehrstuhl für Betriebswirtschaftslehre, insbesondere Betriebli-che Umweltökonomie eingerichtet. Im Mittelpunkt der Lehr- und Forschungsaufgaben steht das Spannungsfeld zwischen Ökonomie und Ökologie, wobei der Schwerpunkt auf der ökonomisch-ökologischen Optimierung be-trieblicher Entscheidungsprozesse liegt.

Schwerpunkte und Kompetenzen Der Lehrstuhl widmet sich drei großen Fragen der betrieblichen Umweltökonomie: Welche Rahmenbedingungen gelten für die privat-

wirtschaftlichen Unternehmen und die öffentlichen Einrichtungen und wie gehen die Organisationen mit diesen um?

Welche Entscheidungsinstrumente zur ökonomisch-ökologischen Optimierung sind zielführend für die Integration ökologischer Aspekte in betriebliche Entscheidungsprozesse?

Welcher Zusammenhang besteht zwischen der betrieblichen Umweltökonomie und der Zielstellung einer nachhaltigen Entwicklung?

Die Forschungsausrichtung des Lehrstuhles widmet sich der ökonomisch-ökologischen Optimierung in Organisationen. Aufbauend auf der Erarbeitung theore-tischer Grundlagen werden Konzepte entwickelt, die in der Praxis Anwendung finden. Die Forschungsschwer-punkte des Lehrstuhles liegen daher in folgenden Themenfeldern. Ressourceneffizienz Hemmnisse neuer Energiesysteme Innovationsmanagement Ökonomisch-Ökologische Bewertung Nachhaltige Unternehmensführung Umweltindikatoren Lebenszyklusbewertung Ökobilanzierung

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Neueste Entwicklungen zeigen, dass Unternehmen am besten in ihren eigenen Produktionshallen beginnen um die Ver(sch)wendung der gebrauchten Produkti-onsmaterialien näher zu betrachten. Das Aufzeigen etwaiger Ineffizienzen gelingt erstmalig in umfassender Weise durch die sog. Materialflusskostenrechnung (MFKR), einer neuen Kostenrechnungsmethode, die als Norm DIN ISO 14051 veröffentlicht wurde. MFKR hat die Identifizierung von Ineffizienzen von Material- und Energieströmen und damit die Vermeidung der damit verbundenen Kosten zum Ziel. Professor Edeltraud Günther betreut als Obfrau den zugehörigen DIN-Ausschuss und fördert die schnelle und weitreichende Verbreitung. Auch durch die wirt-schaftliche Relevanz hat sich die MFKR zu einem For-schungsschwerpunkt am Lehrstuhl entwickelt und konnte in den letzten Jahren durch zahlreiche Drittmit-telprojekte mit der Praxis weiter ausgebaut werden. Eines der Schwerpunkte innerhalb dieses Forschungs-projektes ist die Erforschung der Verknüpfung mit In-dustrie 4.0. Es soll bei weiteren Praxispartnern die Methode der MFKR zur Ressourceneinsatzminderung bei gleichzeitiger Kostenoptimierung eingeführt werden und mit den Möglichkeiten der Industrie 4.0 verknüpft werden. Damit einher geht auch die Weiterentwicklung der Methode, u.a. durch die Erweiterung um die Le-benszyklusperspektive. Zudem soll die Verknüpfung der MFKR mit der strategischen Unternehmenspla-nung, insbesondere Management Control Systems erforscht und schließlich bei Praxispartnern implemen-tiert werden. Kontakt: Prof. Dr. Edeltraud Günther Telefon +49 351 463 34313 E-Mail [email protected] Internet www.tu-dresden.de/wwbwlbu


CIIT – CENTRUM INDUSTRIAL IT Forschungs- und Entwicklungszentrum, Lemgo 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 Automatisie-rungstechnik. 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 indust-rielle Informationstechnik (inIT) der Hochschule OWL und dem Fraunhofer-Anwendungszentrum Industrial Automation (IOSB-INA), namhafte Technologieunter-nehmen, wie Phoenix Contact, Weidmüller, ISI Auto-mation, OWITA, Bosch Rexroth oder MSF-Vathauer. Das CIIT ist eines der drei regionalen Leistungszentren im BMBF-Spitzencluster „it's OWL - Intelligente Techni-sche Systeme OstWestfalenLippe“, bundesweit eine der größten Initiativen im Kontext Industrie 4.0. Zusammen mit dem Erweiterungsbau des CIIT und 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 aus-gewählt. 2012 erhielt das CIIT das Prädikat „Ausge-wählter Ort im Land der Ideen“ durch die Bundesregie-rung und Deutsche Bank. 2013 folgte die Auszeich-nung „Germany at its best“ durch das nordrheinwestfä-lische Ministerium für Wirtschaft, Energie, Industrie, Mittelstand und Handwerk. Mit dem Titel „Ort des Fortschritts“ des Ministeriums für Innovation, Wis-senschaft und Forschung des Landes NRW, darf sich das CIIT seit 2014 schmücken.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Kompetenzzentrum für die vierte industrielle Revoluti-on: Industrie 4.0 In gemeinsamen Forschungsprojekten, im Rahmen angewandter Grundlagenforschung, werden im CIIT Spitzentechnologien für die Fabrik der Zukunft entwi-ckelt. An der Schnittstelle von Forschung und Industrie wird durch neue Formen der Zusammenarbeit eine wesent-liche Optimierung des Innovationsprozesses und des Knowhow-Transfers erreicht. Austausch, Kommunika-tion und ein vertrauensvoller Umgang mit- und unterei-nander 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.

Das Forschungs- und Entwicklungszentrum CENTRUM IN-DUSTRIAL IT (CIIT) Kontakt: Sybille Hilker Telefon +49 5261 702 2411 E-Mail [email protected] Internet www.ciit-owl.de


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 Be-deutung der Informationstechnik im Maschinenbau Rechnung zu tragen. Somit stellt das Fachgebiet die Schnitt-stelle zwischen diesen beiden Disziplinen dar. Die Informationstechnik wird dabei als integraler Bestandteil des Maschinenbaus verstanden und ihr Anwendungsbezug in Forschung und Lehre wird am Fachgebiet stetig weiter-entwickelt. Es werden rechnergestützte Methoden und Werkzeuge entwickelt die den gesamten Produktentste-hungsprozess bis hin in die Produktnutzung verbessern und neugestalten.

Schwerpunkte und Kompetenzen Das DiK arbeitet im Bereich der Grundlagen- und An-wendungsforschung sowie der Auftragsforschung. Die hier erlangten Kompetenzen finden ebenso die direkte Übertragung in die Lehrveranstaltungen im Bachelor- und Masterstudium. Zu den Kernkompetenzen gehören folgende Bereiche: Industrie 4.0: Zentrale Themen des Fachgebiets sind die Beschrei-bung von Bauteilen und Ressourcen als Informations-träger, die informationstechnische Beschreibung cyber-physischer Produktionssysteme sowie die Prozessbe-schreibung der Produktentstehung. Hinzu kommt das Themenfeld der IT-Sicherheit für neuartige Produkti-onslösungen. Informationsintegration: Hier wird sich mit der Entwicklung objektorientierter Methoden zur Informationsmodellierung sowie mit der Konzeption und Realisierung darauf aufbauender In-formations- und Systemintegrationen befasst. Virtuelle Produktentstehung: Aufgabe dieses Bereiches ist die Konzeption und Ent-wicklung, Analyse und Evaluierung von prozessketten-orientierten Produktentstehungsmethoden. Hauptau-genmerk liegt auf der Erzeugung und dem Manage-ment prozessrelevanter und multidisziplinärer Produkt-daten über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg. Verteiltes und Kooperatives Arbeiten: Es werden Methoden und Tools zur standortunabhän-gigen, internen wie externen Kommunikation und Ko-operation zwischen Unternehmen am DiK erarbeitet und realisiert.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Effiziente Fabrik 4.0: Erfassung von Industrie 4.0 Best Practices und Implementierung ausgewählter Anwen-dungsfälle in bestehender Prozesslernfabrik. Entwick-lung von Demonstratoren und Umsetzungsempfehlun-gen für den Mittelstand. Mittelstand 4.0 – Kompetenzzentrum: Ziel ist es, mittelständische Unternehmen und Handwerksbetriebe bei der Digitalisierung und Vernetzung sowie Anwen-dung von Industrie 4.0 zu unterstützen. Es werden unterschiedliche Veranstaltungskonzepte und Demons-tratoren u.a. in den Bereichen „Effiziente Wertschöp-fungsprozesse“, „Arbeit 4.0“ und „Neue Geschäftsmo-delle“ entwickelt und umgesetzt. SmartF-IT: Gestaltung einer menschzentrierten Soft-ware und bedarfsgerechte Anpassung an die mensch-liche Arbeitskraft unter Berücksichtigung der nachhalti-gen Akzeptanz aller am Produktionsprozess Beteilig-ten. Leitfaden Industrie 4.0: Vorstellung eines Workshop-konzepts für mittelständische Maschinen- und Anla-genhersteller. Dadurch wird ein Werkzeug bereitge-stellt, um unternehmensspezifische Industrie 4.0-Ideen in Konzepte zu erarbeiten und neue Geschäftsmodelle zu entwickeln. IUNO: Erfassung spezifischer Rahmenbedingungen und Anforderungen der Industrie 4.0 und Entwicklung von Modellen und Spezifikationen für ein durchgängi-ges und umfassendes Security by Design, sichere Geräte und Identitäten sowie Methoden für den effekti-ven Schutz vor Manipulationen, Wissensdiebstahl und Piraterie. Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Reiner Anderl Telefon +49 6151 16 21791 E-Mail [email protected] Internet www.dik.tu-darmstadt.de


DSI – Digital Society Institute Berlin ESMT European School of Management and Technology Das Digital Society Institute Berlin unter der Leitung von Dr. Sandro Gaycken versteht sich als internationaler und interdisziplinärer Think Tank für strategische Querschnittsforschung zu digitalen Themen. Unabhängig von klassischen IT- Konzernen arbeitend, vereint das Institut gemeinnützige Grundlagenforschung mit hochwertiger technischer Auftragsforschung, um effektive wie auch verantwortungsvolle Strategien für Euro-pas digitale Zukunft zu entwerfen. Im Fokus steht hierbei insbesondere die pragmatische Entwicklung industrie- und politikorientierter Ansätze mit enger Bindung an die Praxis. Die Arbeit des DSI wird unterstützt von Allianz, Volkswagen, BASF, EY und TÜV Nord.

Schwerpunkte und Kompetenzen Kernkompetenzen des DSI liegen in den Bereichen In-dustrie- und Sicherheitspolitik, digitale Gesellschaft und Strategie, digitale Risiken und Evaluation von Lösungs-ansätzen, sowie im Bereich Innovation und Regulation. International führende Wissenschaftler befassen sich mit folgenden Forschungsthemen: Konzeptuelle Betrachtung des Themenbereichs „In-

dustrie 4.0“ unter Sicherheitsaspekten Methodische Risikomodellierung für informatisierte

und vernetze Industrieanlagen Identifikation und Analyse von Angriffsszenarien für

Industrial / Embedded-IT, sowie Bewertung beste-hender Sicherheitsansätze

Liability und Compliance bei Verwendung von Indust-rial/Embedded-IT, sowie systematische Innovations-planung mit sicherer Industrial/Embedded-IT

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Die von der DIHK in Auftrag gegebene 2014 erschie-nene Studie „Cyberreadiness in kleinen und mittleren Unternehmen“ von S. Gaycken und R. Hughes ana-lysiert den Status Quo in puncto Cybersicherheit deutscher Unternehmen und gibt sicherheitsrelevante Empfehlungen an die Wirtschaft und Politik. Das DSI plant zudem ein Industrial Security Lab mit folgenden Schwerpunkten:

Modell- und Methodenentwicklung: Design base threat and model-driven design; Secure develop-ment and high-assurance software engineering; Security usability; Testing, verification, validation and certification;

Policy und Fähigkeitsanwendung: Security toler-ance specification; Industrial policies and stand-ards; Corporate capacity building; Corporate awareness building.

Einsatz technischer Bewertungskompetenzen: Industrial Attacks & Vulnerabilities; MILS; Memory protection; Scheduling; I/O & Root of Trust; Hardware verification; Embedded encryption and key management.

Technologieentwicklung: High assurance embed-ded IT; Micro/Separation Kernels for Embedded; P2P embedded encryption and key management.

Kontakt: Dr. Shina-Nancy Erlewein Koordinatorin des Digital Society Institute Berlin Telefon +49 30 21231 1651 E-Mail [email protected] Internet dsi.esmt.org


FAPS – Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Das übergreifende Forschungsziel liegt in der Vernetzung aller Teilfunktionen einer Fabrik zu einem rechnerinte-grierten Gesamtkonzept. Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke konzentriert die Forschung auf innovative Fertigungsverfahren und Informationsprozesse für mechatronische Produkte. Durch die Vielzahl der Kooperationen mit wissenschaftli-chen Einrichtungen und industriellen Betrieben findet neben intensiver Forschung auch ein stetiger Technologie-austausch 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 Schnitt-

stellenstandards 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 Ferti-gung durch Cyber Physical Transport Systems

Digitalisierung des Arbeitsumfeldes durch optische Sensorik

Themen aus der Digitalen Fabrik: Planung und Simu-lation für die Montage

Praktikum „Durchgängiges Engineering“ am Beispiel einer automatisierten Montagelinie

Big Data Ansätze zur Qualitätsregelung im Elektroma-schinenbau 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-Cyber-Physische Systeme: Betrieb von CPS für die In-standhaltung in einer realen Produktionsumgebung mit besonderem Augenmerk auf das Zusammenwir-ken zwischen CPS und Mensch NaLoSysPro: Webbasiertes Werkerinformations-system zur Unterstützung des manuell geführten Schraubprozesses; Integration aktueller Positionsda-ten 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 Automa-tisierungssysteme 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 Mate-rialfluss: Konzeptionierung eines CPPS mit dem Fokus auf Kommunikation der Entitäten und der Auftragsallokation der Fahrzeuge. Big-Data-Technologien: evolutionäres Wissens-management zur umfassenden Optimierung von Produktionsprozessen für Elektronik und Elektromo-toren

Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke Telefon +49 9131 85 27971 E-Mail [email protected] Internet www.faps.de


FBK – Lehrstuhl für Fertigungstechnik und Betriebs-organisation, Technische Universität Kaiserslautern Das FBK vertritt im Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik der TU Kaiserslautern die Gebiete Ferti-gungstechnologie und Produktionssysteme in Forschung und Lehre. Enger Kontakt und vielfältige Kooperationen mit Unternehmen sichern dabei den Bezug zur Praxis der industriellen Produktion. Das starke Engagement bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft ist Ausdruck der Grundlagenforschung an der Grenze des technologisch Machbaren. Kooperation und wissenschaftlicher Austausch im Rahmen der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktionstechnik (WGP) und der Internationalen Akademie für Produktionstechnik (CIRP) sind ein wichtiger Teil der Tätigkeit des FBK.

Schwerpunkte und Kompetenzen des Instituts Der Lehrstuhl für Fertigungstechnik und Betriebsorga-nisation widmet sich den folgenden Forschungsfeldern: Life Cycle Engineering

Verbesserung der Life-Cycle-Performance von Zerspanprozessen; Produkt-Service Systemen; Pi-raterieschutz für Ersatzteile

Ressourceneffiziente Produktion Methoden zur Planung, Bewertung und Verbesse-rung der Ressourceneffizienz auf Fabrik-, Maschi-nen- und Prozessebene; Additive Manufacturing

Virtuelle Produktion Erschließung neuer Anwendungsfelder von Virtual Reality (VR) in der Produktion; VR-gestützte Ge-staltung und Evaluation von Fabriken

Cybertronische Produktionssysteme (CTPS) Vernetzung mechatronischer Systeme der Produti-on über das Internet zu CTPS (Industrie 4.0); Me-thoden zur Planung, Gestaltung und Einführung von CTPS

Mikromaschinen und –komponenten Entwicklung komplexer Mikrobearbeitungsmaschi-nen für spanende Mikrobearbeitungsverfahren und Werkzeugmaschinen für die Herstellung von Mikro-schleifstiften und –fräsern

Werkzeugentwicklung Entwicklung von Werkzeugen zur Gewährleistung von Prozessfähigkeit und –sicherheit; Optimierung von Verschleißverhalten, Span- und Gratbildung und Einsatz von Prozesshilfsstoffen

Hochleistungswerkstoffe Spanende Bearbeitung und Zerspanbarkeit von Hochleistungs-und Verbundwerkstoffen (u. a. Ti- / Ni-Basis-Legierungen, hochlegierte Stähle, faser-verstärkte Kunststoffe, Metal Matrix Composites)

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 InnoServPro – Innovative Serviceprodukte für individu-alisierte, verfügbarkeitsorientierte Geschäftsmodelle für Investitionsgüter: Im Kontext von Industrie 4.0 werden innovative, intelli-gente Serviceprodukte für das erweiterte Wertschöp-fungsnetzwerk entwickelt, um verfügbarkeitsorientierte Geschäftsmodelle zu realisieren. Darin inbegriffen ist die Konzeption von individualisierten, verfügbarkeits-orientierten Geschäftsmodellen, die Entwicklung und Integration von intelligenten Komponenten sowie die Gestaltung eines passenden Informationsmanage-ments. BMBF-Förderkennzeichen: 01FJ15009 mecPro² - Modellbasierter Entwicklungsprozess cyber-tronischer Produkte und Produktionssysteme: Industrie 4.0 zielt u. a. auf eine zunehmende Vernet-zung mechatronischer Systeme, die sich dadurch zu cybertronischen Systemen entwickeln. In Rahmen von mecPro² wird für cybertronische Produkte und Produk-tionssysteme sowohl ein integrierter Entwicklungspro-zess als auch eine modellbasierte Beschreibungssys-tematik entwickelt. Diese werden durch ein Datenmo-dell ergänzt und in eine PLM-Software überführt. BMBF-Förderkennzeichen: 02PJ2573

Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Jan C. Aurich Telefon +49 631 205 2618 E-Mail [email protected] Internet www.mv.uni-kl.de/fbk/

<Ihr Log


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 insbe-sondere auf die Entwicklungstendenzen von Industriearbeit im Kontext von Digitalisierung und Industrie 4.0. Auf-gegriffen werden Fragen nach den Perspektiven und Konsequenzen sowohl auf der betrieblichen als auch der zwischenbetrieblichen Ebene (u.a. Wertschöpfungsketten, Logistik, Industriezweige). Hierbei stehen mit Blick auf die Schnittstellen von technischen, organisationalen und personellen Herausforderungen insbesondere die The-men Arbeitsorganisation, Qualifikation, Beteiligung sowie Entgrenzung und Vernetzung im Zentrum.

Schwerpunkte und Kompetenzen Folgende Themen stehen dabei im Fokus:

Wandel von Arbeit und Organisation in Produktion, Forschung und Entwicklung sowie Management

Qualifikationsstrukturen und Kompetenzentwicklung Gestaltung der Mensch-Maschine-Interaktion (Assis-

tenzsysteme) Beteiligung und Partizipation der Mitarbeiter

Das FIA verfolgt ein sozio-technisches Verständnis von Innovation, Arbeit und Wertschöpfung. Gemeint ist da-mit, dass nicht von einem deterministischen Verhältnis zwischen technologischer Entwicklung und den Konse-quenzen für Arbeit und Produktion ausgegangen wird. Vielmehr handelt es sich dabei um einen komplexen Zusammenhang von Einflussfaktoren und Strukturbe-dingungen. Dieses Verständnis erlaubt es, nachhaltige Implikatio-nen für die Gestaltung und Entwicklung von industrieller Produktion und Arbeit abzuleiten.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Auswahl aktueller Forschungsprojekte:

„SoMaLI – Social Manufacturing and Logistics“ (BMWi)

„Wandel von Industriearbeit: ,Industrie 4.0‘“ (DFG) „ADAPTION – Reifegradbasierte Migration zum

CPPS“ (BMBF) „STEPS – Sozio-technische Gestaltung und Ein-

führung von CPPS“ (BMBF) „Digitalisierung der Prozessindustrie“ (Hans-

Böckler-Stiftung)

Ausgewählte Publikationen: Hirsch-Kreinsen, H./Ittermann, P. (2016): Arbeit

und Industrie 4.0 als Social Manufacturing. In: Schröder, L./Urban, H.-J. (Hg.): Gute Arbeit. Frankfurt a.M.

Hirsch-Kreinsen, H./Ittermann, P./Niehaus, J. (Hrsg.) (2016): Digitalisierung industrieller Arbeit. Baden-Baden/Berlin

Die Forschung des FIA orientiert sich an qualitativen Methoden. Im Rahmen der Projekte kooperiert das FIA interdisziplinär mit Forschungseinrichtungen aus dem In- und Ausland sowie mit Unternehmen unter-schiedlicher Branchen und Forschungsintensität.

Kontakt: Prof. Dr. Hartmut Hirsch-Kreinsen Telefon +49 231 755 3718 E-Mail [email protected] Internet www.Neue-Industriearbeit.de


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 beglei-tet in den Bereichen Dienstleistungsmanagement, Informationsmanagement, Produktionsmanagement und Busi-ness-Transformation. Das Schlagwort „Industrie 4.0“ beschreibt das Optimieren von betrieblichen Abläufen mithil-fe 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 Betriebsorga-nisation in einem realen Umfeld zu erforschen.

Schwerpunkte und Kompetenzen Forschung in den Industrie-4.0-Teilbereichen Pro-

duktionsmanagement, Dienstleistungsmanagement, Informationsmanagement und Business-Transformation.

Bereitstellung einer Forschungsinfrastruktur zur „experimentellen Betriebsorganisation“ – also dem Ausprobieren und Weiterentwickeln von Industrie-4.0-Aspekten.

Transfer von Forschungsergebnissen in die indust-rielle Anwendung durch Projekte mit der Industrie, Veranstaltungen, Publikationen und Weiterbil-dungsangebote.

Für Unternehmen bietet das Institut Dienstleistun-gen in der Auftragsforschung an, bspw. zu Potenzi-alen von Industrie-4.0.

Vernetzung von Partnern einer Wertschöpfungsket-te und/oder auch von Marktbegleitern mit dem Ziel einer Optimierung der gesamtwirtschaftlichen Leis-tungserbringung.

Vernetzung mit Branchenverbänden und Vereinen zur gemeinsamen Platzierung strategisch relevan-ter 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 For-schungsportfolio. 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 – Digi-

talisierung als Chance für Innovation und Wachs-tum

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


fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Technische Universität München Der Lehrstuhl fml versteht sich als offene Forschungseinrichtung, die wesentlich zum wissenschaftlichen Fort-schritt 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 Grund-lagenforschung als auch in anwendungsnahen Projek-ten mit Industriepartnern in verschiedenen Themenbe-reichen:

Augmented Reality Lösungen zur Steigerung der Prozesseffizienz und -sicherheit

Virtual Reality Lösungen für den Einsatz in frühen Planungsphasen von Logistiksystemen

Entwicklung und Integration von AutoID-Technologien zur Prozessautomatisierung

Methodische Auslegung von schlanken und ener-gieeffizienten Prozessen und Anlagen

Ergonomische Gestaltung von Arbeitsplätzen in Lager- und Kommissioniersystemen

Steuerungskonzepte für intelligente Materialflüsse und Anlagen

Analyse und Optimierung von Prozessen und Sys-temen durch Simulation

Methoden und Konzepte für eine effiziente Baustel-lenlogistik

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Unterstützung von Gabelstaplerfahrern durch Aug-

mented Reality Anwendungen zur Navigation und Positionierung der Gabelzinken

Digitalisierung der Kommissionierung durch Einsatz von Datenbrillen

Vernetzung und Digitalisierung des Werkzeugma-nagements 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 Material-flusssystemen durch die automatische Codegene-rierung

Intelligente Behälter zur automatischen Überwa-chung der Kühlkette

Inhouse-Ortung von Flurförderzeugen durch Ein-satz von optischen Identifikationstechnologien

Steigerung der Flexibilität von Materialflusssyste-men durch Plug-und-Play Konzepte

Entwicklung einer Virtual Reality Umgebung für die standortübergreifende Inbetriebnahme von Logis-tikanlagen

Kontakt: Marcus Röschinger Telefon +49 89 289 15916 E-Mail [email protected] Internet www.fml.mw.tum.de/fml


Fraunhofer-Institut für Angewandte und Integrierte Security AISEC, München 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 Manipulations-sicherheit von IT-basierten Systemen und Produkten. Die Labore für Funktions-, Interoperations-, Konformitäts-tests und Compliance-Tests sind mit modernsten Geräten ausgestattet. Die hoch qualifizierten Sicherheitsexper-ten 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 Maschine-

zu-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 Produk-

ten Verwundbarkeitsanalyse von industriellen Steue-

rungsanlagen Penetrationstests von Automatisierungs-

komponenten Konzeptentwicklung für individuelle Absicherungs-

lösungen Prototypische Umsetzung neuer Sicherheitslösun-

gen und Begleitung der Produktentwicklungsphase

Bei allen Ansätzen werden die jeweiligen besonderen Randbedingungen des Automationsumfelds, wie Echt-zeitbedingungen 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 si-cherheitskritischen Anlage: Für eine komplexe Steuerungsanlage wurde eine Analyse der Sicher-heitseigenschaften von Geräten und Kommunikati-on im Betriebs- und Wartungsfall durchgeführt

Sicheres Remote Update für einen intelligente Sensor: Konzeptentwicklung und Umsetzung eines vertrauens- und integritätsgeschützten Updates di-rekt vom Hersteller der Komponente

Entwicklung einer Schutzfolie gegen Produktpi-raterie: Know-how-Schutz von Software, Algorith-men und Parametern

Penetrationstest von Steuerungskomponenten: Im Herstellerauftrag wurde eine Steuerungskom-ponente 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 Indust-riemaschinen: Ein vom Hersteller entwickeltes Si-cherheitskonzept wurde auf mit dem aktuellen Stand der Wissenschaft und Technik abgeglichen

Studien zum Stand der Technik: Im Firmenauf-trag wurden maßgeschneiderte Studien zu speziel-len Themen der Industrial Security erstellt.

Kontakt: Bartol Filipovic Telefon +49 89 3229986 128 E-Mail [email protected] Internet www.aisec.fraunhofer.de

Instituts-


Fraunhofer-Institut für Eingebettete Systeme und Kommunikationstechnik ESK, München Das Fraunhofer ESK forscht anwendungsorientiert an Verfahren der Informations- und Kommunikationstechnik. Seine Kernkompetenzen, Leitungsgebundene Übertragungstechnik, Funknetze, Zuverlässige Ethernet-/IP-Kommunikation, Adaptive Systeme und Verlässliche Software, bündeln das technologische Wissen der Geschäftsfelder Automotive, Industrial Communication und Telecommunication.

Schwerpunkte und Kompetenzen Vom einfachen Ersatz drahtgebundener Datenüber-tragung bis hin zu komplexen Industrie 4.0-Szenarien – Informations- und Kommunikationstechnologien ermög-lichen 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 Automatisierungssyste-me mit neuen Kommunikationstechnologien und Steue-rungskonzepten. Dafür entwickeln die ESK-Forscher zum einen Lösun-gen zur drahtlosen Datenübertragung und Lokalisie-rung, welche die nötige Echtzeitfähigkeit, Stabilität, Robustheit und Verfügbarkeit garantieren. Zum anderen entwirft das Fraunhofer ESK neue Steue-rungs- und Vernetzungskonzepte mit standardisierten Schnittstellen, die auch webbasierte Steuerungsdienste aus der Cloud ermöglichen und den gestiegenen Flexi-bilitätsanforderungen gerecht werden.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0

Awair, die Software-Lösung für die Qualitäts-überwachung von Funknetzen, spürt Funkstörun-gen in Fertigungsanlagen zuverlässig und einfach auf.

Wireless Troubleshooting: Das Fraunhofer ESK unterstützt Unternehmen bei der Ursachenfor-schung 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: ESK-Forscher gestalten die Produktionssteuerung in-teroperabel und flexibel, in dem sie Teile davon in eine Cloud verlegen.

Kontakt: Dr.-Ing. Mike Heidrich Telefon +49 89 547088 377 E-Mail [email protected] Internet www.esk.fraunhofer.de


Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT, Sankt Augustin 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 Ener-gieeffizienz. Weitere Schwerpunkte sind Kommunikations- und Kooperationslösungen, berufliche Weiterbildungs-angebote einschließlich modernster E-Learning-Technologien zum Übergang in das »Arbeiten 4.0« sowie innova-tive 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 kom-plexer Umgebungen

Internet der Dinge, Eingebettete Systeme & Ubiquitous Systems

durchgängige proaktive Unterstützung für den pro-fessionellen Einsatz

Multimodale Unterstützung für mobile Anwendun-gen und Services

Rapid Prototyping & App-Entwicklung für mobile Plattformen (iPhone, Android, Windows Mobile)

User Centered Software Engineering für Alle in Kombination von Anwendungsforschung und Wei-terbildung in klassischen Usability-Methoden und der Weiterentwicklung für Zertifizierung und Diversity;

Kooperationssysteme: neuartige Kollaborations- und Arbeitsplatzlösungen für verteilte Organisatio-nen und Teams unter Verwendung von Social Computing-Konzepten

Konzeption und Optimierung von Kommunikations- und Kooperationsprozessen

personalisierte Unterstützung von Aus- und Weiter-bildung; Lerndiagnostik und Reflektions-unterstützung

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 Mit-

arbeiter durch mobile Anwendungen in komplexen Umgebungen in der E3-Forschungsfabrik, Chem-nitz; Realisierung von Entwicklungstools zur effizi-enteren Erstellung von I4.0-Anwendungen

MAESTRI: Entwicklung einer Managementplattform zur Prozessüberwachung sowie mobiler Anwen-dungen zur Verbesserung der Nachhaltigkeit

ebbits: prozessmodell-basierte Energieerfassung und -Analyse am Beispiel Automobilproduktion; Identifikation von Optimierungspotential

SatisFactory – Arbeiten 4.0: attraktive, zufrieden-stellende Arbeitsplatzgestaltung in Fabriken durch Einsatz vernetzter Technologien (Augmented Reali-ty-Systeme, Echtzeit-Produktionsanalysen, Social Networking)

SEAM4US – Energiemanagement-System für U-Bahnstationen: Integration von Messgeräten und Sensor-Aktuator-Netzwerken in die U-Bahn-Subsysteme 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 orts- und situationsgerechte Informationen unterstützt

ROLE: Responsive Open Learning Environ-ments: Entwicklung einer flexiblen digitalen Ler-numgebungen 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


Fraunhofer-Institut für Kommunikation, Informations-verarbeitung und Ergonomie FKIE, Wachtberg-Werthhoven 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 Fra-gestellungen. 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 Si-cherheit – 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 anwen-dungsorientierten Forschung zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit komplexer cyber-physischer Syste-me. Dabei geht es um die Weiterentwicklung informa-tionstechnischer Systeme hinsichtlich Datensicherheit, Interoperabilität und Vernetzung sowie um die Auswer-tung 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 Auseinander-setzung mit der gesamten Komplexität der Fragestel-lung bis hin zu Assistenzsystemen für diverse Benut-zer 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 Zusam-menarbeit ermöglichen Exzellenz im Detail mit dem Blick auf das Ganze. Bei der Bearbeitung von Projek-ten können wir daher grundsätzlich auf alle erforderli-chen 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, Datenbril-len, Wearables) und liefert auf der Basis eigener expe-rimenteller Untersuchungen Richtwerte für die Industrie 4.0. Auf diese Weise wird ein sicherer und beanspru-chungsoptimaler Einsatz tragbarer IT-Geräte im Betrieb unterstützt. Es gilt, den Faktor Mensch in die Gestal-tung und Konzeption frühzeitig und umfassend einzu-binden, 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 Si-mulation des Menschen u.a. für die Mensch-Roboter-Kollaboration oder Arbeitsplanung bei. In Zusammen-arbeit mit weiteren Partnern wurde an der Entwicklung eines Analysewerkzeugs zur Bewertung von Arbeits-plätzen 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


Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, Stuttgart 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 ganz-heitlich 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 Geschäftsmodel-len, effizienten Prozessen und wirtschaftlichem Erfolg. Mit einem tiefgreifenden Verständnis für Organisations-formen und Technologien schaffen wir den Transfer von angewandter Forschung in die Praxis. Eingebun-den in internationale Netzwerke erforschen und gestal-ten wir die relevanten Zukunftsthemen für den Wirt-schaftsstandort Deutschland. Unser Ziel ist es, das Zusammenspiel von Mensch, Organisation und Tech-nik systematisch zu optimieren. Bei technologischen und gesellschaftlichen Me-gatrends haben wir am Fraunhofer IAO den Finger am Puls der Zeit. Wir erforschen und gestalten Zukunfts-themen 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 14.000 m2. Darunter zählt auch „Zukunftslabor Indust-rie 4.0.“, in dem Anwendungsfälle für die vierte indust-rielle Revolution umgesetzt und ihre Auswirkungen untersucht werden.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Studie „Arbeitswelten 4.0 – Wie wir morgen arbei-

ten und leben« (2012) KapaflexCy - Selbstorganisierte Kapazitätsflexibili-

tät in Cyber-Physical-Systems (2012-2015) Studie „Produktionsarbeit der Zukunft – Industrie

4.0“ (2013) APPSist - Intelligente Assistenzsysteme in der Pro-

duktion (2013-2016) MetamoFAB - Metamorphose zur intelligenten und

vernetzten Fabrik, (2013-2016) Unternehmensgetragenes Innovationsnetzwerk

„Produktionsarbeit 4.0“ (2013-2017) Studie „Industrie 4.0 – Volkswirtschaftliches Poten-

zial für Deutschland“ (2014) Studie „Industrie 4.0 – Eine Revolution der Arbeits-

gestaltung“ (2014) „Kompetenzatlas Industrie 4.0 in Baden-

Württemberg“ (2014) Studie „Chinese Industry 4.0 Patents Volume 01“

(2015)

Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Wilhelm Bauer Telefon +49 711 970 2090 E-Mail [email protected] Internet www.iao.fraunhofer.de

© Bernd Müller, Fraunhofer IAO


Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT, Ilmenau 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 Medien-welt. Gemeinsam mit seinen Auftraggebern erarbeitet das Fraunhofer IDMT individuelle Lösungen, die konse-quent 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 insbe-sondere in den Bereichen Audio-Analyse (inkl. Ereig-niserkennung, 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 Quali-täts- und Produktbewertungen und psychoakustische Analysen der akustischen Qualität von Produkten. Die Adressierung von Sicherheits- und Datenschutz-fragen im speziellen Kontext von audiovisuellen Medi-en und Metadaten gehört ebenso zum Kompetenz-Portfolio des Instituts, wie z.B. die Entkopplung von realen und pseudonymen Identitäten von Nutzern und Sensoren sowie die Bereitstellung geeigneter ID-Management-Verfahren zur Registrierung und Authen-tifizierung 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 anfal-lenden audiovisuellen Medien bei der Prozess- und Qualitätsüberwachung sowie in den vernetzten, cloud-basierten Kommunikationen der Industrie eine immer größere Rolle in unseren Angeboten.

Industrienahe Kompetenzen für Evaluationen inklusive Usability-Assessments, die vor allem für die Entwick-lung nutzerfreundlicher Lösungen z.B. im Zusammen-spiel mit Sicherheits- und Datenschutzfragen nötig sind, ergänzen die Kompetenzen über den Medienkon-text hinaus. So dient die Entwicklung von Technologien zur Daten- und Sensorfusion vor allem der Gefahren-erkennung in Echtzeit im Bereich Mensch-Maschine-Interaktion.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 BROSE - Acoustic Condition Monitoring

akustische Qualitätsprüfung von Sitzverstellmotoren (End-of-Line)

Erstellung und Training komplexer akustischer Mus-ter für die automatisierte Beurteilung von Motoren-geräuschen mittels maschinellen Lernverfahren

Procter & Gamble / BRAUN - Smartphone-App für elektrische Zahnbürsten

akustische Analyse und Anzeige von nutzertypi-schen Putzgeräuschen elektrischer Zahnbürsten in mobilen Applikationen

Erstellung und Training komplexer akustischer Mus-ter für die automatisierte Klassifizierung von Putz-geräuschen mittels maschinellen Lernverfahren

EAR-IT - EU-Forschungsprojekt Neue Verfahren zur Nutzung von akustischen Da-

ten in intelligenten Gebäuden und vernetzten Städ-ten

Anwendungen im Bereich Sicherheit, Verkehr und Energieeffizienz mit Wiederverwendung in der In-dustrie

Sim4Save - Intelligente Raumüberwachung für Industriearbeitsplätze

Simulation idealer Positionierung von Kameras in besonders gefährdeten Arbeitsbereichen

optimale Erfassung von Arbeitsbereichen zur Er-kennung von Gefahrenpotenzialen

Link4Save - Erhöhte Sicherheit an robotergestütz-ten Arbeitsplätzen

Kommunikationseinheit zwischen Überwachungs-technik und Robotersteuerung

Auswertung komplexer Sensorinformationen zur Er-kennung kritischer Ereignisse bei Mensch-Maschine-Interaktion.

Kontakt: Steffen Holly Telefon +49 3677 467 190 E-Mail [email protected] Internet www.idmt.fraunhofer.de


Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF, Magdeburg Als Technologiepartner für produzierende Unternehmen entwickeln die Wissenschaftler Technologien, Verfah-ren 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 Produk-tion und Logistik sowie von Assistenz- und Lernsystemen.

Schwerpunkte und Kompetenzen des Instituts Strategische Unternehmensausrichtung und

Maßnahmendefinition durch „Industrie 4.0-CheckUps“,

Planung von Industrie 4.0-fähigen Produkti-ons- und Logistiksystemen,

Ergonomiebewertung von Montagesystemen zur Identifikation von Automatisierungspoten-zialen,

neue Technologien der sensorbasierten Quali-tätsbewertung von Produkt- und Prozessda-ten,

multimodale, effiziente und echtzeitfähige Datenanalyse und -interpretation,

Assistenz- und Lernsysteme zur individuellen situativen Bereitstellung von Informationen für Arbeitspersonen, Sicherung von Erfahrungs-wissen,

mit Digital Engineering Produktionsanlagen entwickeln, testen, realisieren und betreiben,

Technologien für die sichere Mensch-Roboter-Kollaboration zur Unterstützung überwiegend manueller Tätigkeiten in Montageprozessen,

Roboter oder Prüfassistenten, die über kogni-tive autonome Fähigkeiten verfügen: sie er-fassen, interpretieren Produkt- oder Prozess-abweichungen und leiten Handlungen ab.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Industrie 4.0 CheckUps sowie Planung von „Industrie

4.0-Prozessen in der Automobilindustrie Entwicklung kompletter Mensch-Roboter-Kooperations-

lösungen für Automobilindustrie Fühlende Haut für Roboter: Entwicklung druck- und

näherungssensitiver Sensorsysteme, Sichere Mensch-Roboter-Kollaboration: Roboter darf

den Menschen bei der Zusammenarbeit auf keinen Fall verletzen. Wann resultiert aus Berührung eine Verlet-zung? Dies untersuchten die Magdeburger Forscher erstmals in diversen Studien.

Automatische Montageprüfung an Flugzeugrumpfscha-len, flexibel bis zur Stückzahl eins

Mobiler Prüfassistent in der Triebwerksmontage RFID-Armband: Pickassistenz bei Kommissionier- und

Montageprozessen, Cyber Inspection durch mobile Assistenzsysteme zur

Prüfung von Industrieanlagen, Predictive Maintenance-Systeme für Infrastrukturkom-

ponenten sowie Prozessindustrie Assistenzsysteme für die Prozessindustrie auf Basis

von cyber-physischen Produktionssystemen RFID (aktiv/passiv) gestützte Produktions- und Lo-

gistikprozesse sowie kognitive Assistenz- und Visuali-sierungssysteme

FAST Realtime: Echtzeit-Optimierung von Systemen mit verteilten Sensoren/Aktore

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


Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD, Darmstadt Das Fraunhofer IGD mit seinen Standorten in Darmstadt, Rostock, Graz und Singapur betreibt angewandte For-schung im Visual Computing. Visual Computing ist bild- und modellbasierte Informatik und umfasst unter ande-rem Graphische Datenverarbeitung, Computer Vision sowie Virtuelle und Erweiterte Realität. Vereinfacht ausgedrückt, machen wir aus Informationen Bilder und holen aus Bildern Informationen. In Zusam-menarbeit mit Partnern entstehen technische Lösungen und marktrelevante Produkte. Das Fraunhofer IGD kooperiert an all seinen Standorten eng mit den dortigen Universitäten. Dadurch stärkt es personell wie fachlich seine Forschungskompetenz und die interdisziplinäre Vernetzung.

Schwerpunkte und Kompetenzen Das Fraunhofer IGD fokussiert seine Forschung auf die folgenden gesellschaftlich motivierten Leitthemen: Arbeit: Unterstützung des Menschen in der digitalen Produktion

Leben: Smart City – Kommunen Innovativ

Gesundheit: personalisierte Medizin

Für eine flexible und kosteneffiziente Umsetzung kun-denspezifischer Lösungen arbeitet das Institut an ser-vice-orientierten Architekturen. Dadurch lassen sich bereits vorhandene Funktionsbausteine schnell mit kundenspezifischen Modulen zu kompletten Systemen integrieren. Diese können dann lokal installiert oder aus der Cloud betrieben werden können.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Eine wichtige Herausforderung bei Industrie 4.0 liegt in der Kopplung von Daten aus der virtuellen und der realen Welt. Wir haben dafür den Begriff Cyber-physische Äquivalenz geprägt. Mit Methoden des Visu-al Computing lassen sich reale Umgebungen wie Pro-dukte und Produktionsabläufe erfassen und mit virtuel-len Welten wie 3D-Modell und Produktionsplanung verbinden. In der virtuellen Produktion können die Abläufe modelliert und optimiert werden und in Form von Assistenz und Automatisierung wieder zurück in die reale Produktion fließen. Die Abbildung zeigt bei-spielhaft den Einsatz von Augmented Reality im schiff-baulichen Concurrent Engineering.

Darüber hinaus wurde im Fraunhofer IGD eine Reihe weiterer Projekte zur digitalen Transformation in der Industrie erfolgreich umgesetzt. Dazu zählen mobile Assistenzsysteme in der Montage, visuelle Leitstände, der Einsatz von Visual Analytics in der Auswertung von Big Data sowie die web-basierte Bereitstellung von 3D-Daten im Unternehmen.

Kontakt: Prof. Dr.-Ing. André Stork Telefon +49 6151 155 469 E-Mail [email protected] Internet www.igd.fraunhofer.de


Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Erlangen 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 Audiocodierver-fahren mp3 und MPEG AAC ist das Fraunhofer IIS weltweit bekannt geworden. Weitere Forschungsfelder sind u.a. Bildsysteme, Energiemanagement, IC-Design, Kommunikation, Lokalisierung, Sensorsysteme, zerstörungs-freie Prüfung. Die Arbeitsgruppe für Supply Chain Services ergänzt das Profil um betriebswirtschaftliches und anwendungsbezogenes Know-how aus Produktion, Handel und Logistik.

Schwerpunkte und Kompetenzen Das Technologie- und Dienstleistungsportfolio des Fraunhofer IIS bietet aus einer Hand die technologi-sche und betriebswirtschaftliche Expertise für eine durchgängige Digitalisierung von Prozessen und unter-nehmensübergreifenden Wertschöpfungsketten. Dabei sind Kommunikation, Lokalisierung, Prozess-Monitoring und Sensorik mit lokaler Anwendungslogik und Prozesswissen auf mobilen Plattformen die Basis für Industrie 4.0-Anwendungen. Das Fraunhofer IIS entwickelt Basistechnologien und Systeme zur Ortung, Identifikation und drahtlosen Prozessdatenkommunika-tion sowie für intelligentes Energiemanagement, ver-bindet sie mit betriebswirtschaftlichem Know-how und gestaltet so Arbeitsabläufe effizienter. 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 Ge-

schäftsmodelle 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 Überwa-

chung von großen Produktionsanlagen

Selbstorganisierende drahtlose Sensornetze für die

lokale Prozesssteuerung Technologie- und Innovationsmanagement für

Industrie 4.0 Anwender Unterstützung zur informatorischen und prozessua-

len 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 Kommunika-tion, Lokalisierung, Sensorik mit Anwendungslogik und Prozesswissen vereint Pick-by-local-light: Drahtlos vernetztes Signalisierungs-system für Kommissionierprozesse SELECT: Kombination von RFID und UWB-Lokalisierung 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 Behälterma-nagement zur Steuerung von Materialflüssen Kontakt: Prof. Dr. Alexander Pflaum Telefon +49 911 58061 9572 E-Mail [email protected] Internet www.iis.fraunhofer.de


Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS Institutsteil EAS, Dresden Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS ist eine der wichtigsten deutschen Forschungseinrichtun-gen für mikroelektronische und informationstechnische Systemlösungen und Dienstleistungen. Die Wissenschaftler im Institutsteil EAS in Dresden entwickeln hierbei Konzepte, Entwicklungsmethoden und Technologien für den zuverlässigen Entwurf als auch die Umsetzung von adaptiven Systemen, welche die Grund-lage für viele technologischen Weiterentwicklungen der Zukunft sind. Als Partner der Wirtschaft entstehen bei uns robuste, sichere und zuverlässige Systemlösungen in Schlüsselanwendungen.

Schwerpunkte und Kompetenzen Durch die zunehmende Vernetzung von Mechanik und Informationstechnik in der Produktion werden Maschi-nen in ihrer Anwendung, flexibler, produktiver, intelli-genter, aber auch komplexer. Anwender stehen dabei vor vielen Herausforderungen bei der Entwicklung neuer Technologien als auch bei der Integration in ihre Produkte und Prozesse. Wir unterstützen unsere Kunden daher beim Entwurf von robusten und zuverlässigen mechatronischen Komponenten und Systemen sowie der Entwicklung von Methoden und Verfahren für die Analyse, Vali-dierung und Optimierung dieser Systeme. Ziel ist es die Verfügbarkeit von Anlagen und Maschinen zu stei-gern sowie den Integrationsaufwand zu verringern. Unsere Kernkompetenzen erstrecken sich hierbei von der Problemanalyse und Beratung über die Erarbeitung von Systemkonzepten bis zur Entwicklung von kom-pletten Lösungen. Im Detail liegen unsere Themen-schwerpunkte in den folgenden Bereichen: Systementwurf und -verifikation Bewertung von Robustheit und Zuverlässigkeit

auf Technologie- und Designebene Miniaturisierung komplexer Systeme durch

2,5- und 3D-Systemintegration Entwicklung anwendungsspezifischer Bildver-

arbeitungssysteme Selbstlernende Zustandsüberwachung von

Maschinen und Anlagen Softwareinfrastrukturen für Cloud- und Edge-

Computing Entwicklung und Umsetzung selbstkonfigurieren-

der Kommunikationsnetzwerke Mobile Fehlererkennungs- und Überwachungs-

systeme für Funkkommunikation Energieoptimale Steuerung von Produktions-

abläufen

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 RoMulus (2015 – 2018) Erarbeitung neuer Technologien und Entwurfs-

methoden zur Entwicklung robuster Multisensorik für die industrielle Anwendung

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 verteilter

Sensor-Aktor-Systeme zum verbesserten Einsatz in der Industrieautomation

Ableitung von Entwurfsrichtlinien sowie erste Demonstratoren

Effektiv (2013 – 2016) Entwicklung von Methoden und Werkzeugen zur

Fehlereffektsimulation für Motion-Control-Systeme in der Automatisierungsindustrie

AutASS (2010-2013) Schaffung intelligenter, autonomer Selbstdiagno-

sefähigkeiten von Antriebssystemen ohne zusätz-liche Sensorik

Weiterentwicklung multiphysikalischer Simulati-onsverfahren

Kontakt: Dr. Michael Galetzka Telefon +49 351 4640 744 E-Mail [email protected] Internet www.eas.iis.fraunhofer.de


Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB, Erlangen 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 Wertschöpfungs-kette für Elektroniksysteme vom Grundmaterial bis zur leistungselektronischen Anwendung ab, mit Schwerpunk-ten in den Anwendungsgebieten Elektromobilität und Energieversorgung. In enger Kooperation mit der Industrie erarbeitet das Institut Lösungen auf den Feldern Materialentwicklung, Halbleitertechnologie und -fertigung, elekt-ronische Bauelemente und Module, Simulation und Zuverlässigkeit bis hin zur Systementwicklung in der Fahr-zeugelektronik, Energieelektronik und -infrastruktur.

Schwerpunkte und Kompetenzen Optimierte Fertigungsgeräte und -prozesse, v.a. für die Halbleitertechnologie, sowie leistungselektronische Systeme für die Energieversorgung und energieeffizi-ente Fertigungsanlagen: Entwicklung technologischer Prozesse und Charak-

terisierungsverfahren für die Mikro- und Leistungs-elektronik (u.a. 1500m2 Reinraumfläche bis ISO Klasse 3 sowie umfangreiche Ausstattung an in-dustriekompatiblen Prozessgeräten und Analyse-verfahren)

Entwicklung von Fertigungsgeräten inkl. zugehöri-ger Prozesse, z.B. neuartige optische Messverfah-ren, 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 Um-gebungen unter Einbindung von lokaler Energieer-zeugung und Speicherung

Nachhaltige Energieversorgung und -infrastruktur unter industriellen Randbedingungen: Leistungs-spitzen, Netzrückwirkung, Blindleistung, sekundäre Energieformen (Kälte, Wärme, Prozessgase) und Verfügbarkeit

Das IISB ist Partner im Leistungszentrum Elektro-niksysteme (LZE, www.lze.bayern).


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 ver-mieden werden. Kontakt: Dr. Bernd Fischer Telefon +49 9131 761-0 E-Mail [email protected] Internet www.iisb.fraunhofer.de


Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML, Dortmund 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 Be-reich 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 Themen-feld erforscht und entwickelt das IML Bausteine für eine effiziente Logistik von intelligenten Behältern bis zu neu-artigen 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 Kom-plexität in Produktions-, Handels- und Logistiksyste-men. Beispielhafte Schwerpunkte sind dabei:

Die Schaffung von automatischer Transparenz und Compliance (z.B. AutoID, Cloud, etc.)

Wandelbarbeit und Skalierbarkeit durch die Redu-zierung von Infrastruktur (z.B. RackRacer),

modulare Steuerungssysteme (MAS), hybride Planungssysteme von Logistiksystemen Assistenzsysteme auf Basis von Simulationswerk-

zeugen, die den Menschen unterstützen.

100% Management Das IML erforscht und entwickelt mit und für die In-dustrie Managementmethoden und Werkzeuge für die Umsetzung von Industrie 4.0 im Sinne eines übergrei-fenden Supply Chain Management. Schwerpunktthe-men 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 Verkehrslogis-tik, der Kreislaufwirtschaft, der Mobilität und des Ge-sundheitswesens. 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“ Daim-ler - DB Mobility Networks Logistics - Fraunhofer IML, 2014

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 InBin - der intelligente Behälter kommuniziert mit

Menschen und Maschinen, trifft eigenständig Ent-scheidungen, überwacht seine Umgebungsbedin-gungen und steuert Logistikprozesse.

iDisplay - das elektronische Etikett. Das mobile Managementsystem sorgt für einen transparenten Daten- und Informationsaustausch und löst manu-elle 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 Elektro-fahrzeuge 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 Flugro-botern ermöglicht beispielsweise eine drohnenba-sierte Inventur.

SmARPro – Das SmARPro System soll die Auf-tragsebene bestehend aus Leitsystem, Warehouse Management-Systemen und dem Enterprise Re-source Planning mit der Device-Ebene, bestehend aus Wearables und Maschinen verbinden. Informa-tionen 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


Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS, Duisburg Das Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS beschäftigt sich mit der Entwick-lung 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 Tech-nologien und Entwicklungen, sich von anderen For-schungs- und Entwicklungseinrichtungen zu differen-zieren: Die Hochtemperatur-Elektronik ermöglicht zum Beispiel die Anwendung mikroelektronischer Schaltun-gen in einem Temperaturbereich bis 250°C. Konventi-onelle Elektronik stößt in solch rauer Umgebung bereits bei 125°C an ihre Grenzen. Neue Verfahren des Post-Processing dienen der Integration von Sensoren mit Elektronik auf einem Chip. Der Einsatz dieser hochwer-tigen Sensoren in der Thermografie und dem Gesund-heitsbereich gehören ebenfalls zum besonderen Know-how des Instituts. Ein weiterer Schwerpunkt des Fraunhofer IMS ist die Entwicklung drahtloser Systeme für die Industrieauto-matisierung, für medizinische Implantate oder der Ge-bäudetechnik. 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 All-tags eine gewisse Intelligenz geben, um auf die Be-dürfnisse, Herausforderungen und Gegebenheiten ihrer Umwelt aktiv reagieren zu können. Meist nicht größer als ein Hemdknopf verrichten die eingebauten Senso-ren 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 Revoluti-on. Die Entwicklungen in der Mikroelektronik ändern die Kommunikations- und Informationstechnologien entscheidend und lassen die Steuerung in jedem tech-nischen Gerät immer vielschichtiger und effektiver werden. Projektbeispiele aus dem Fraunhofer IMS:

Reflow-Lötprozess-Sensor: Verteiltes drahtloses System für die Messung der Temperatur mit Ther-moelementen zur Regelung von Prozessen in Vaku-uminduktionslötanlagen

RFD – basierter Brandschutz für Schaltschränke: Frühzeitige Erkennung von Hotspots in Schalt-schränken durch die Verwendung von Temperatur-transpondern 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 über-wacht

xposure: Mehrfach-Zeilensensor für hochsensible optische Inspektionsaufgaben, z.B. im Sicherheits-druck, für Farbaufnahmen mit einer Bildauflösung von 0,05 mm bei einer Geschwindigkeit von 10 m/s

Hochtemperatur-Näherungsschalter: Kompakter Näherungsschalter, der durch spezielle CMOS-Technologie in deutlich höheren Betriebstemperatur-bereichen 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


Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bild-auswertung IOSB, Karlsruhe Für das Fraunhofer IOSB waren Aufgaben rund um die produktionsnahe Informationstechnik schon immer wichti-ge 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 In-dustrie 4.0 bieten wir folgende Leistungen an: Anlagennahe Visualisierung, Anbindung der Ma-

schinen und Anlagen an übergeordnete Leit-und MES-Systeme, Leitsysteme für verkettete Anlagen

Plug and Work-Fähigkeit von Maschinen und Anla-gen, deren Komponenten und überlagerten IT-Systemen, z.B. MES

Unterstützung der Softwareentwicklung, Middle-ware-Konzepte, Selbstbeschreibung von Kompo-nenten, Aufbau mechatronischer Bibliotheken, OPC-UA-Server und -Clients

Advanced Planning und Scheduling, Fertigungs-feinplanung und -steuerung, Entwicklung von Op-timierungsalgorithmen zur Ressourcenbelegungs-planung in Echtzeit

Neue, intuitive Bedienkonzepte von Maschinen, verketteten Anlagen und Handarbeitsplätzen durch Gesteninteraktion

Condition Monitoring, unüberwachte maschinelle Lernverfahren, Data Mining und präventive In-standhaltung

Energiemonitoring und Energiemanagement, Spe-zifikation und Entwicklung von Datenloggern

IT-Sicherheitslabor für Industrie 4.0.

Projektbeispiele im Umfeld 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 mo-

nolithisch 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 Qualitätssicherung: „In Zusammenarbeit mit dem Fraunhof-er-Institut in Karlsruhe hat das BMW Group Werk Landshut an einer Lösung gearbeitet und ein Pro-gramm zur Erkennung und Auswertung von Gesten entwickelt.“ (Quelle BMW Group)

Kompetenzatlas Industrie 4.0 in Baden-Württemberg

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


Fraunhofer-Anwendungszentrum Industrial Automation IOSB-INA, Lemgo Inmitten von Ostwestfalen-Lippe, eine der deutschlandweit stärksten Regionen des Maschinenbaus und der In-dustrieelektronik, arbeiten wir an innovativen Lösungen im Bereich der intelligenten Automation. Hierdurch wollen wir unseren Partnern aus der Automatisierungstechnik und dem Maschinen- und Anlagenbau sowie produzieren-den 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 im Umfeld 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-Work-

Technologien Entwicklung, Bewertung und Optimierung von

Mensch-Maschine Schnittstellen Unterstützung beim Aufbau nutzerzentrierter Ent-

wicklungsprozesse Entwicklung von UI Prototypen Studien, Analysen, Workshops

Hierzu sind wir auf der einen Seite in unseren Projek-ten direkt mit der Produktentwicklung und Produkti-onstechnik unserer Kunden vernetzt. Auf der anderen Seite sind wir wissenschaftlicher Partner in nationalen und internationalen Forschungsprojekten und tragen mit Veranstaltungen und Veröffentlichungen zu aktuel-len 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


Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart Fraunhofer ist die größte Forschungsorganisation für anwendungsorientierte Forschung in Europa. Das Fraun-hofer IPA ist eines der größten Institute der Fraunhofer-Gesellschaft und beschäftigt ca. 1 000 Mitarbeiter/-innen. Das Jahresbudget beträgt über 60 Millionen Euro, davon stammt etwa ein Drittel aus Industrieprojekten. 13 Fachabteilungen arbeiten interdisziplinär, ergänzt durch 6 Geschäftsfelder, vor allem mit den Branchen Auto-motive, Maschinen- und Anlagebau, Elektronik- und Mikrosystemtechnik, Energiewirtschaft, Medizin- und Bio-technik sowie Prozessindustrie zusammen.. Mit dieser Struktur kann das Fraunhofer IPA Projektpartner aus der Industrie optimal unterstützen, ihre Marktposition durch Innovationen im Produktionsumfeld zu verbessern.

Schwerpunkte und Kompetenzen Das Fraunhofer IPA beschäftigt sich mit allen Frage-stellungen rund um die Produktionsorganisation und Automatisierungstechnik. Aktuelle Leitthemen sind Industrie 4.0 Komplexitätsbewirtschaftung Ressourceneffizienz Energiespeicher Leichtbau

Der Fokus der Initiativen liegt dabei auf langfristigen Projekten mit hoher Industriebeteiligung. »Mass Sustainability« soll einen möglichst niedrigen Ressourcenverbrauch mit möglichst hohem Wohlstand verbinden. In Leuchtturmprojekten wie der Ultraeffi-zienzfabrik, Fast Storage BW, dem Zentrum für Leicht-bau 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 Sco-pe«. Wir arbeiten beispielsweise in der ARENA2036, dem Forschungscampus für funktionsintegriertem Automobil-Leichtbau und im Campus für personalisier-te Produktion daran, individualisierte Produkte in Los-größe eins zu Kosten der Massenfertigung zu ermögli-chen. Dafür ist auch geeignete IT-Unterstützung notwendig. Das Kompetenzzentrum für Digitale Werkzeuge in der Produktion entwickelt in diesem Zusammenhang intel-ligente Lösungen für die Vernetzung und Steuerung von Produktionsumgebungen im Kontext von Industrie 4.0.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Virtual Fort Knox: Sichere Cloud-Plattform für

flexible, verteilte Produktions-IT Lösungen MultiCloud: Cloud-basierte Dienstleistungen für

die Produktion Projekte zur flexiblen und intuitiven Nutzer-

Interaktion in der Produktions-IT: eApps4Production: Flexible Vernetzung intelligen-ter Anwendungen (eApps) zur Maximierung der Maschinen- und Anlagenperformance; Apps4AME: Engineering Apps für die Produkti-onsplanung

Projekte mit dem Fokus Anlagenintegration bzw. Plug & Produce: ReApp: Intuitive Entwicklungsumgebung und In-tegrationsplattform für die Robotik; XPRESS, Transparency, Reborn, IRamp: Wis-sensmanagement und Anlagenselbstbeschrei-bungen für die aufwandarme Inbetriebnahme

Projekte mit dem Fokus Cloud Manufacturing: Rent’n’Produce, ManuCloud: Verteilte Produkt-konfiguration und Produktionssteuerung in flexib-len Produktionsnetzwerken; IMAGINE: End-to-end-Management dynamischer Produktionsnetzwerke

Kontakt: Joachim Seidelmann Telefon +49 711 970 1804 E-Mail [email protected] Internet www.ipa.fraunhofer.de


Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK, Berlin 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 Wiederver-wertung von Produkten bis hin zu Gestaltung und Management von Fabrikbetrieben. Das Institut gliedert sich in die sieben Geschäftsfelder Unternehmensmanagement, Virtuelle Produktentstehung, Produktionssysteme, Füge- und Beschichtungstechnik, Automatisierungstechnik, Qualitätsmanagement sowie Medizintechnik.

Schwerpunkte und Kompetenzen Zu den wesentlichen Aufgaben des Fraunhofer IPK gehört es Basisinnovationen in funktionsfähige An-wendungen zu überführen. Im Mittelpunkt stehen Me-thoden 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 komple-xe Produktionsanlagen. Dafür bieten wir unseren Kunden ein breites Spektrum von Leistungen an, das sowohl Detail- als auch Systemlösungen einschließt: Industrieprojekte bis zur prototypischen Realisie-

rung Machbarkeitsstudien und Wirtschaftlichkeitsbe-

rechnungen Technologie- und Methodenberatung Projektierung und Engineering Entwicklung und Implementierung von Technolo-

gien, Verfahren und Produkte Systemerprobung mit modernster Geräteausstat-

tung Schulungen, Seminare, Coaching Unterstützung bei internationalen und nationalen

Forschungs- und Entwicklungsprojekten

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Unter dem Begriff »Integrated Industry«, der die zu-nehmende 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 Geschäfts-modelle der Zukunft: SOPRO – Selbstorganisierende Produktion mit ver-

teilter Intelligenz IWEPRO – Intelligente selbstorganisierende Werk-

stattproduktion pICASSO – Industrielle Cloud-basierte Steue-

rungsplattform für eine Produktion mit Cyber-Physischen Systemen

MetamoFAB – Metamorphose zur intelligenten vernetzten Fabrik

VIB-SHP – Virtuelle Inbetriebnahme mit Smart Hybrid Prototyping durch Baukastensysteme für er-lebbare 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 auf-tragsindividuell 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 www.ipk.fraunhofer.de


Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS, Dresden Das Fraunhofer IPMS steht für angewandte Forschung und Entwicklung in den Bereichen photonische Mikro-systeme, Mikrosystemtechnologien, nanoelektronische Technologien und drahtlose Mikrosysteme. Wir bieten Lösungen vom Konzept über das Bauelement bis zum kompletten System an. Dies schließt die Muster- und Pilot-fertigung im eigenen 1500 m² Reinraum (Klasse 4 nach ISO 14644-1) mit qualifizierten Prozessen ein. Unser Institut ist kompetenter Ansprechpartner für die Forschung, Entwicklung und Fertigung der entsprechenden Halb-leiter- und Mikrosystembauelemente, integrierte Aktorik und Sensorik sowie Beratung. Das Fraunhofer IPMS ist von der DEKRA nach der Norm DIN EN 9001:2008 zertifiziert.

Schwerpunkte und Kompetenzen Mit seinen Industrie 4.0-Lösungen unterstützt das Fraunhofer IPMS Unternehmen in den verschiedenen Bereichen entlang der Wertschöpfungskette und er-möglicht ihnen Innovationen in ihren Kernprozessen und Produkten. In der Kombination aus technologi-scher Kompetenz in der Entwicklung von Sensor- und Aktorsystemen gepaart mit der Kompetenz im Indus-trial Engineering entwickelt das IPMS kundenindividuel-le Lösungen für die Fertigung der Zukunft. Mit seinen Lösungen für die industrielle Fertigung deckt das Leistungsportfolio des IPMS die Datenerhebung mittels drahtloser Sensorsys-

teme, die echtzeitfähige optische Datenübertragung, die echtzeitfähige Datenverarbeitung und -analyse, die Entwicklung von Fertigungsfeinplanungslösun-

gen sowie die Entwicklung photonischen und mesoskpoti-

schen Aktoren ab.

Die am Fraunhofer IPMS entwickelten drahtlosen Sen-sorlösungen eröffnen den Weg hin zu „smarten“ Pro-dukten. Hierfür forscht der Fraunhofer IPMS an draht-losen, passiven RFID-Systemen mit integrierter Senso-rik für die intelligente Identifikation und Überwachung von Produkten und deren Eigenschaften. Ergänzt um eine Energieversorgung oder in Kombination mit Ener-gie-Harvesting-Konzepten werden diese drahtlosen Sensorlösungen z.B. für die Überwachung von Liefer-ketten und als Datenlogger genutzt.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 LiFi M2M: Eine nach dem Plug-and-Work-Prinzip arbei-tende drahtlose Kommunikationstechnik zur nahtlosen Integration in bestehende Steuerungssysteme und Maschineninfrastrukturen sowie zur schnellen, echtzeit-fähigen und sicheren drahtlosen Datenübertragung per Licht. EILT: Ein elektronischen Losbegleitschein für die au-tomatische Verfolgung und Lokalisierung von Materia-lien in der Fertigung sowie der autonomen Steuerung des Materialflusses durch einen Sensor direkt am Werkstückträger. RFID-Sensorik: Ein passiver drahtloser Temperatur-Transponder für das Monitoring von kritischen Verbin-dungsstellen in Nieder- und Mittelspannungsschaltan-lagen Indoor-Navigation: Unter Nutzung einer bestehenden WLAN-Infrastruktur navigiert eine Android-App In-standhalter und Techniker schnell und zuverlässig zum nächsten Einsatzpunkt in der Werkhalle und liefert ihnen standortbasiert aktuelle Informationen zu Ma-schinen und Anlagen.

Kontakt: Dr. Michael Scholles Telefon: +49 351 8823 201 E-Mail: [email protected] Internet www.ipms.fraunhofer.de


Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen 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 Herausfor-derung, einzelne Schritte wie auch den gesamten Ferti-gungsablauf virtuell und simulationsgestützt zu planen und anschließend in Maschinen, Anlagen und Software-systemen umzusetzen, widmet sich das Fraunhofer IPT in seinen Forschungs- und Entwicklungsprojekten. Den Ausgangspunkt dafür bieten die Vernetzung der Anlagen und Softwaresysteme, intelligente Regelungs-systeme und Sensorik, mit der sich Technologie- und Prozessinformationen durchgängig erfassen und bereit-stellen lässt. Die erforderliche IT-Infrastruktur, zum Bei-spiel 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 Daten-

mengen Zukunftstechnologien für Industrie 4.0

2. Online-/Offline-Adaptivität von Prozessen und Prozessketten Produktionskosten durch intelligente Steue-

rungsalgorithmen senken Flexible Produktionssysteme für die

„Losgröße 1“ Selbstoptimierende Produktionsprozesse Intelligente Sensorik für Werkzeugmaschinen

3. Tiefgehendes Technologieverständnis für die Hochleistungsproduktion Automatisierung in komplexen Produktionsum-

gebungen 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


Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI, Karlsruhe Das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI analysiert Entstehung und Auswirkungen von Innovationen. Wir erforschen die kurz- und langfristigen Entwicklungen von Innovationsprozessen und die gesell-schaftlichen Auswirkungen neuer Technologien und Dienstleistungen. Auf dieser Grundlage stellen wir unseren Auftraggebern aus Wirtschaft, Politik und Wissenschaft Handlungsempfehlungen und Perspektiven für wichtige Entscheidungen zur Verfügung. Unsere Expertise liegt in der fundierten wissenschaftlichen Kompetenz sowie einem interdisziplinären und systemischen Forschungsansatz.

Schwerpunkte und Kompetenzen Die Leistungen für unsere Auftraggeber umfassen insbesondere:

Bewertung und (Weiter-) Entwicklung betrieblicher Innovations- und Wettbewerbsstrategien, insbe-sondere von mittelständischen Unternehmen,

Messung der betrieblichen Innovationsfähigkeit und Innovations-Benchmarking,

Unterstützung bei der Entwicklung von Dienstleis-tungen und neuer Geschäftsmodelle,

Unterstützung bei betrieblichen Standort- und In-/Outsourcing-Entscheidungen,

Begleitung bei der strategischen Gestaltung von organisatorischen Rahmenbedingungen für Inno-vation (z.B. Kompetenzentwicklung, Open Innova-tion, Risikobewertung von Innovationskooperatio-nen),

Studien zur Zukunfts- und Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen, Branchen und Sektoren des Verarbeitenden Gewerbes in Deutschland, Europa und international,

Evaluierung und Gestaltung von Förderinstrumen-ten der industriellen Innovations-, Technologie- und Wirtschaftspolitik.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Digitales Denken in der Produktion, im Auftrag der IMPULS-Stiftung des VDMA e.V. WICE: Potenziale eines Wandels zu einer Industrial Collaborative Economy im Kontext von i4.0, im Auftrag des Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF): http://www.isi.fraunhofer.de/isi-de/p/projekte/WICE.php SecurePLUGandWORK, im Auftrag des BMBF: http://www.isi.fraunhofer.de/isi-de/t/projekte/secure-plug-and-work.php EUManStu: Eine Analyse von Treibern, Hemmnissen und Bereitschaftsfaktoren im Bereich der Einführung fortgeschrittener Fertigungstechnologien, im Auftrag der Europäischen Kommission: http://www.isi.fraunhofer.de/isi-de/p/projekte/EU-ManStu_hk.php TAB 3D: Anwendungs- und Entwicklungsperspektiven der additiven Fertigung für den Wirtschaftsstandort Deutschland, im Auftrag des Büros für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag: http://www.isi.fraunhofer.de/isi-de/p/projekte/gutachten_tab_2015_so.php

Kontakt: Dr. Thomas Reiß Telefon +49 721 6809 160 E-Mail [email protected] Dr. Christian Lerch Telefon +49 721 6809 386 E-Mail [email protected] Internet www.isi.fraunhofer.de


Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV, Außenstelle für Verarbeitungsmaschinen und Verpackungstechnik Dresden Das Fraunhofer IVV Dresden bietet Forschungs- und Entwicklungsleistungen auf dem Gebiet der Verarbeitungs- und Verpackungstechnik. Zielbranchen sind vor allem die Lebensmittel-, Medizinprodukte-, Pharma- und Verpa-ckungsindustrie sowie der zugehörige Maschinenbau. Wir entwickeln und optimieren maschinelle Verarbeitungs-prozesse sowie industrielle Reinigungsprozesse. Die Expertise erstreckt sich von der Prozessanalyse über die Modellbildung bis zur System- und Komponenten-entwicklung und ist stark interdisziplinär geprägt. Im Vordergrund stehen neue Lösungen für die Gestaltung leistungsfähiger, flexibler, adaptiver und sicherer Pro-zesse mit einem Sonderschwerpunkt auf hygienischer Sicherheit.

Schwerpunkte und Kompetenzen Prozessanalyse Simulation:

Experimentelle Simulation (Thermoformen, Thermi-sches Fügen, Wärmekontakt-, Ultraschall- und La-serschweißen, Reinigung von Maschinen und Anla-gen), Softwarebasierte Simulation (Schweißen und Thermoformen von Kunststofffolien, Strömungs- und Reinigungssimulation)

Maschinen- & Prozessanalyse Effizienzanalysen, Schwachstellenanalyse, Data Mining in Production

Adaptive Prozesse und Komponenten Engineering: Konstruktion / Mechatronik, Hygienic

Design , Hygienic Processing, Prozessmesstechnik & Bildverarbeitung

Adaptive Prozesse Kognitive Systeme und adaptive Modelle (Modell-bildung von Verarbeitungsprozessen)

Verarbeitung flexibler Materialien prozessgerechte Verpackungsgestaltung

Industrielle Reinigungstechnologien Reinigungsmechanismen Spritzreinigung Reinigungstests Inline Reinigungs- / Verschmutzungsdetektion

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 Bauteil-reinigung

Modellbildung von Verarbeitungsprozessen Simulation von Verarbeitungsprozessen Flexible, hygienische Greifersysteme Data Mining in Verarbeitungsmaschinen Erschließung von Prozessdaten für Maschine-

Maschine-Kommunikation; Maschine-Mensch-Kommunikation

Kontakt: Dr. Marc Mauermann Telefon +49 351 4361 438 E-Mail [email protected] Internet www.ivv-dresden.fraunhofer.de


Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, Chemnitz 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 Automobil- und 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 Kern-kompetenzen in den drei Kompetenzbereichen »Antriebsstrang«, »Karosseriebau« sowie »Energie- und 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 (Learn-Form)

Vorausschauende zustandsabhängige Instand-haltung 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


Projektgruppe „Ressourceneffiziente mechatronische Verarbeitungsmaschinen“ (RMV) des Fraunhofer IWU, Augsburg 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 Vorge-hensweisen sowie durch eine holistische Betrachtung der produktionsrelevanten Ressourcen Energie, Material und Mensch im Rahmen unternehmensweiter Prozessketten wird eine bestmögliche Optimierung der Ressour-ceneffizienz sichergestellt.

Schwerpunkte und Kompetenzen Die Anwendung interdisziplinärer Analyse- und Ent-wicklungsmethoden und die ganzheitliche Betrachtung der produktionsrelevanten Ressourcen Energie, Mate-rial und Mensch sichern eine Optimierung unterneh-mensweiter Prozessketten. Dabei konzentrieren wir uns in Forschung und Entwicklung auf die Kernkompe-tenzen: „Intelligent vernetzte Produktion“, „Ressour-ceneffizienz in Prozessen“, Vernetzte Modellbildung und Simulation“, „Flexibilisierung der Produktion“ und „Additive Fertigung“. Den Transfer von Know-how in produzierende Unternehmen sehen wir als eine unse-rer wesentlichen Aufgaben. Insbesondere die mittel-ständische Wirtschaft soll durch die Zusammenarbeit mit uns fachliche Unterstützung bei der Einführung neuer Technologien erhalten, um einen Wettbewerbs-vorsprung zu erreichen. Ausgewählte Schwerpunkte:

Modularisierung und flexible Verkettung von Pro-duktionssystemen im Umfeld Industrie 4.0

Produktionssteuerung zur Herstellung (individueller) Produkte

Flexibilisierung des Energieeinsatzes in der Produk-tion durch PPS

Flexible Greifsysteme in der CFK-Fertigung Design funktionsintegrierter Leichtbauteile Ganzheitliche organisatorische Implementierung

additiver Fertigungsverfahren Energiewertstromanalyse und Ökobilanzierung zur

Bewertung der Ressourceneffizienz Qualität und technische Sauberkeit


Industrie 4.0 erleben und begreifen: Die im Rahmen des Projekts „Digital Bavaria“

geschaffene „Lernfabrik für vernetzte Produktion“ vermittelt das Thema im Rahmen

eines Anwendungsszenarios der Getriebeproduktion innerhalb eines Cyber-Physischen Produktionssystems (CPPS) praxisnah.

Im Verbundprojekt „OpenServ4P“ wird eine Open Source-Plattform für internetbasierte Services im Umfeld

von Cyber-Physischen Produktionssystemen (CPPS) geschaffen.

Das Ziel von "CyPros" ist es, ein re-präsentatives Spektrum cyber- Sys-temmodule zu entwickeln und eine

konzeptionelle und methodische Basis für deren Be-trieb in realen Produktionsumgebungen zu schaffen.

"InnoCyFer" zielt darauf, die integrierte Gestaltung und Herstellung kundeninno-vierter Produkte zu realisieren. Mit einer

Open Innovation Plattform bringen Kunden Innovati-onspotenziale in den Entwicklungsprozess ein.

Das Projekt „PEBeMA“ beschäftigt sich mit der Entwicklung von innovativen Konzepten für die Überwachung und Bedienung von CPPS

Kontakt: Dr.-Ing. Stefan Braunreuther Telefon +49 821 56883 31 E-Mail [email protected] Internet www.iwu.fraunhofer.de\rmv


Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt Das Fraunhofer LBF erbringt Leistungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette, vom Werkstoff und dessen Verarbeitung über die Realisierung des fertigen Bauteils und des komplexen Systems bis hin zur Qualifizierung im Hinblick auf Sicherheit und Zuverlässigkeit. Dies geschieht in den Leistungsfeldern Schwingungstechnik, Leichtbau, Zuverlässigkeit und Polymertechnik und beinhaltet Lösungen vom Produktdesign bis zur Nachweisfüh-rung. Speziell für den Themenbereich Industrie 4.0 bietet das Fraunhofer LBF kundenspezifische Lösungen zur Sensor- und Aktorintegration, dem Condition Monitoring, der Prozessüberwachung und unterstützt bei der Digita-lisierung von Produkten und Bauteilen.

Schwerpunkte und Kompetenzen Schwingungstechnik Beratung für schwingungsarme Systeme numerische und experimentelle Strukturanalyse aktive und passive Maßnahmen zur Schwin-

gungsminderung Systemintegration für aktive Komponenten

Leichtbau Werkstoffentwicklung und -verarbeitung Auslegung, Konstruktion und Fertigung numerische und exp. Lastdatenermittlung akkreditierte Werkstoffprüfung

Zuverlässigkeit betriebsfeste Auslegung von Strukturen Berücksichtigung der Zuverlässigkeit bereits im

Auslegungsprozess Lebensdauermanagement, multiphysik. Tests Betrachtung der Nutzung über Last- und Health-

Monitoring

Polymertechnik Beratung für Bauteil- und Systemlösungen vom

Konzept bis zur Validierung Entwicklung von maßgeschneiderten Kunststoffe,

Kunststoffverbünden und Kunststoffverarbeitungs-technologien

Funktionalisierung von Kunststoffen (elektrische und thermische Leitfähigkeiten, Sensorikintegrati-on, Flammschutz, Lichtstabilität etc.)

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Sensor- und Aktorintegration in Produkte u.

Bauteile: Kundenspezifische Integration von Low-Cost-Sensoren (z.B. MEMS) sowie dazugehöriger Auswerte- und Kommunikationselektronik in beste-hende Produkte zur kostengünstigen Schwin-gungsmessung sowie Maßnahmen zur aktiven Schwingungsminderung.

Zustandsüberwachung in der Intralogistik ZiL: Durch die Reduzierung ungeplanter Anlagenstill-stände, Verkürzung manueller Fehlersuche und nutzungsangepasste Wartungsintervalle werden die Verfügbarkeit erhöht und die Betriebskosten gesenkt.

Energieautarke Sensorsysteme zur Zustands-überwachung von Güterwagen (ESZüg): Ener-gieautarke Sensoren zur Unterstützung der In-standhaltung im Schienengüterverkehr.

Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Tobias Melz Telefon +49 6151 705 252 E-Mail [email protected] Internet www.lbf.fraunhofer.de


Fraunhofer-Institut für Sichere Informationstechnologie SIT, Darmstadt Das Fraunhofer-Institut für Sichere Informationstechnologie zählt zu den weltweit führenden Forschungseinrich-tungen für Cybersicherheit und Privatsphärenschutz. Das Institut unterstützt seine Partner etwa bei der Konzepti-on neuer IT-Systeme, der Absicherung bestehender IT-Infrastrukturen sowie der Entwicklung neuer Produkte und Dienstleistungen. Gleichzeitig berät das Institut in wichtigen IT-Sicherheitsfragen und engagiert sich in der natio-nalen und internationalen Standardisierung. Fraunhofer SIT gehört zu den Impulsgebern der internationalen IT-Sicherheitslandschaft und ist Teil des Centers for Research in Security and Privacy (CRISP) in Darmstadt, dem größten Forschungszentrum zur Cybersicherheit in Deutschland.

Schwerpunkte und Kompetenzen Methodenkompetenz:

Entwicklung von Bedrohungs- und Risikomodellen für komplexe industrielle Produktionsumgebungen

Sicherheitsanalysen und Penetration-Tests von Steuergeräten, Netzarchitekturen und Kommunika-tionsverbindungen

Secure Engineering Methoden für Entwicklung von Steuerungsanlagen-Software

Technologiekompetenz: Entwickeln von Verschlüsselungsarchitekturen für

komplexe Datenströme in Produktionsumgebungen von Herstellern

Anpassung von Verschlüsselungstechnologien auf bestimmte Schutzziele in der Produktion bestimm-ter Branchen

Sicherstellung von Identität und Integrität von In-dustriekomponenten im Produktionsprozess

Piraterieschutz, Überwachung, Konfiguration und Maintenance von komplexeren Maschinen

Forschungsschwerpunkte: Entwicklung von Verfahren für sicheres Remote-

Software-Update und zur Fernwartung Erforschung der kontinuierlichen Echtzeitüberwa-

chung von Authentifizierungsnachrichten im Netz-werkverkehr

Entwicklung von Technologien zur Absicherung von integren, authentischen und echtzeitverfügbaren Datenströmen

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 IUNO - Nationales Referenzprojekt zur IT-Sicherheit in Industrie 4.0 21 Partner aus der Industrie und Forschungsinstituten erforschen zzt. an Hand von vier Demonstratoren (kundenindividuelle Produktion; Technologiedaten-Marktplatz; webgestützte Fernwartung und visueller Sicherheits-Leitstand) umfassend IT-Sicherheitsfragestellungen. MIT 4.0 - Demozentrum „Mittelstand 4.0 – digitale Produktions- und Arbeitsprozesse“ Fraunhofer SIT, die Technische Universität Darmstadt, die IHK und Handwerkskammer Hessen betreiben zusammen ein Ausbildungszentrum I4.0 für den Mittel-stand. BMWI-Studie - IT-Sicherheit für die Industrie 4.0 – Produktion, Produkte, Dienste – von morgen im Zeichen globalisierter Wertschöpfungsketten Entwicklung von Handlungsempfehlungen für IT-Sicherheitsmaßnahmen in der Industrie 4.0 vor dem Hintergrund konkreter Fallbeispiele aus der Industrie. Sicherheitslösung zum Schutz der vernetzten Pro-duktion: Sicherheitskonzept und Umsetzung für In-dustrierouter zur Absicherung der Übertragung sensib-ler Produktionsdaten. Sicheres Remote Firmware Update von eingebette-ten Systemen: Sicherheitskonzept und Umsetzung eines sicheren Updates von eingebetteten Steuersys-temen vom Hersteller aus in Kombination mit Siche-rung der Firmware gegen unberechtigtem Auslesen (Produktschutz). Kontakt: Dr. Thorsten Henkel Telefon +49 6151 869 4271 E-Mail [email protected] Internet www.sit.fraunhofer.de


Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, Oberhausen Fraunhofer UMSICHT gestaltet die Energie- und Rohstoffwirtschaft aktiv mit. Als Vorreiter für technische Neue-rungen 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 Kern-kompetenz bietet das Institut eine umfassende inter-disziplinäre Unterstützung bei der Bewältigung aktuel-ler Forschungs- und Entwicklungsherausforderungen. Im Bereich Energie entwickelt und optimiert Fraunhof-er 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 energie-effizient sind und die gesetzten Ziele unter Nutzung chemischer, physikalischer und biologischer Effekte erfüllen. Das Institut bietet hierfür u. a. die ganzheitli-che Analyse und Umsetzung komplexer Produktions-prozesse im Zuge der Digitalisierung der Produktion. Werkstoff- und Produktionsinnovationen müssen heute vor allem der nachhaltigen Entwicklung gerecht wer-den. Im Bereich Produkte entwickelt das Institut Mate-rialien auf Basis nachwachsender und kreislauffähiger Rohstoffe. Für die optimierten Verarbeitungstechniken nutzt das Institut überkritische Fluide, bionische Ansät-ze und Techniken der generativen Fertigung. Allgemein unterstützt Fraunhofer UMSICHT die Analy-se und Entwicklung von Stoffen, Technologien und Produkten vom experimentellen Laborversuch bis zur Realisierung als Demonstrationsanlage und Muster-produktion. Begleitend bietet das Institut Kompetenzen bei der Durchführung interdisziplinärer, systemanalyti-scher Studien.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Fraunhofer UMSICHT bietet seinen Auftraggebern umfassende Unterstützung auf dem Weg zur Umset-zung 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 Lö-sungen auf Basis aktueller Informations- und Kommu-nikationstechnologien. Ein Schwerpunkt ist die Erfassung, Speicherung, Ana-lyse und Interpretation von Daten zur Prozessoptimie-rung 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.

Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Görge Deerberg Telefon +49 208 85 98 1152 E-Mail [email protected] Internet www.umsicht.fraunhofer.de


FTK e.V. – Forschungsinstitut für Telekommunikation und Kooperation, Dortmund 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 bie-tet das Institut zielgruppengerecht ein breites Spekt-rum an interdisziplinärem Hintergrundwissen. Dabei unterstützt das FTK bei der ergebnisorientierten Ent-wicklung innovativer Informations- und Kommunikati-onssysteme 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 & Online-Fortbildungsmöglichkeiten,

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 Kolla-

boration & Big Data eBusiness Lotse Ruhr – Förderinitiative des BMWi

zur KMU-Unterstützung beim Einsatz moderner In-formations- und Kommunikationstechnologien / Themen Industrie 4.0, Prozessmanagement, mobi-les 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, In-formationsveranstaltungen für KMU in Nordrhein-Westfalen

Kontakt: Prof. Dr. Dominic Heutelbeck Telefon +49 231 97 5056 57 E-Mail [email protected] Internet www.ftk.de


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 Systemlösun-gen und setzen diese prototypisch um.

Schwerpunkte und Kompetenzen Die Vernetzung intelligenter Dienste und Dinge sowie die zunehmende Digitalisierung industrieller Wert-schöpfung ist eine Herausforderung für die Informatik und die benachbarten Disziplinen. Im Mittelpunkt der IKT-Forschung für Industrie 4.0 am FZI steht die opti-mierte Mensch-Technik-Organisation für digitale Pro-duktions- und Arbeitsprozesse. Diese werden mittels Assistenzsystemen, Mensch-Maschine-Interaktion, Robotik, Automatisierung sowie den Querschnittsthe-men Sicherheit, Qualitäts- und Risikomanagement, Datenanalyse und -integration sowie Prozessoptimie-rung für den gesamten Produktlebenszyklus umge-setzt. Neben der intelligenten Vernetzung von Syste-men, Gewerken und Sensoren untereinander und ihre Integration in übergeordnete Wertschöpfungsnetzwer-ke muss für das FZI die Umsetzung von Industrie 4.0 geeignete Methoden zur Steigerung der Produktivität wandlungsfähiger Produktionsprozesse und Ressour-cen berücksichtigen und den Menschen in den Mittel-punkt stellen. Beratung, Auftragsforschung, For-schungskooperation – in Bezug auf konkrete Umset-zungsmöglichkeiten bietet das FZI die benötigten Kompetenzen aus einer Hand. Um in allen Fragestel-lungen 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 innova-tive Lösungsansätze sowie experimentelle Technolo-gien anwendungsorientiert erforscht, entwickelt und in dem Umfeld erprobt, in dem sie später eingesetzt wer-den 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 intelligen-ter Maschinen wird in dem EU-Projekt „SkillPro“ auf Ebene der Prozesssteuerung sowie in dem BMWi-Projekt „ReApp“ zur Steuerung von Industrierobotern verfolgt. Dabei sichert der Einsatz verschiedener Stan-dards wie AutomationML und OPC-UA die vertikale und horizontale Interoperabilität. Konzepte und Tech-nologien für den flexiblen und wirtschaftlichen Einsatz mobiler Roboter in der Produktion werden im BMBF-Projekt ISABEL entwickelt. Im BMWi-Projekt „BigPro“ werden Big-Data-Ansätze für komplexe Echtzeitdaten-verarbeitung weiterentwickelt, um ein proaktives Stö-rungsmanagement und damit eine Reduzierung kos-tenintensiver Produktionsausfälle zu ermöglichen. Im vom BMBF geförderten Forschungsvorhaben „EffektiV“ sichern virtuelle Stresstests zur effizienten Fehleref-fektbewertung die Entwicklung und Anpassung von Motion-Control-Systemen in der Industrieautomatisie-rung ab. Im BMBF-Projekt „EmbOSYST“ werden Schutzmechanismen für den korrekten, vertraulichen und sicheren Betrieb eines eingebetteten Echtzeit-Betriebssystems 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


IAS – Institut für Automatisierungstechnik und Softwaresysteme, Universität Stuttgart Das Institut für Automatisierungstechnik und Softwaresysteme wurde 1935 gegründet und gehört dem Fachbe-reich Elektrotechnik und Informationstechnik der Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik der Universität Stuttgart an. Die Forschung und Lehre des Instituts konzentriert sich auf das Thema Softwaresysteme für die Automatisierungstechnik. Dabei verstehen wir uns als Brückenkopf der Produkt- und Anlagenautomatisie-rung in Forschungsdisziplinen der Informationstechnik, Softwaretechnologie und Automatisierung.

Schwerpunkte und Kompetenzen Flexibilität von Automatisierungssystemen:

Zukünftige Automatisierungssysteme sind agil, d.h. sie passen sich an den Nutzungskontext und ge-änderte Rahmenbedingungen mit hoher Flexibilität selbst an. Dabei werden die Automatisierungssys-teme zunehmend aus „Intelligenten Komponenten“ realisiert. Zwei wesentliche Aspekte hierbei sind die Kommunikationsfähigkeit zwischen Menschen und Systemen sowie die Autonomie. Automatisierungs-systeme der Zukunft können auf einem semanti-schen Niveau interagieren, um ihre Ziele kosten-optimal, energieeffizient, umweltfreundlich und kooperativ zu erreichen.

Verlässlichkeit von Automatisierungs-systemen: Neben der Funktionalität entscheiden heute insbesondere die Qualitätsmerkmale über den Erfolg von Automatisierungssystemen. Die Ei-genschaften wie Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit sind Innovationstreiber für zukünfti-ge Anwendungen. Für die Automatisierungstech-nik ist es von großer Bedeutung, Systeme zu ent-wickeln, bei denen mit Hilfe einer Zuverlässig-keitsanalyse die Qualität frühzeitig bestimmt oder die Verfügbarkeit sichergestellt wird.

Engineering von Cyber-physischen Automati-sierungssystemen: Cyber-physische Systeme durchdringen zunehmend die Automatisierungs-technik. Digitale Abbilder, Vernetzung und Koope-ration mittels Informationsaustausch ermöglichen neue Funktionalitäten, Arbeitsprozesse und Ge-schäftsmodelle. Das IAS befasst sich mit Metho-den zur Entwicklung und Anwendung von Cyber-physischen Systemen, die sich dynamisch zu neu-en Konfigurationen zusammenschließen, die zur Entwicklungszeit noch nicht bekannt oder vorge-sehen waren.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Das IAS beschäftigt sich mit folgenden Themen: Kooperierende, proaktive und lernfähige Cyber-

physisches Systeme Zuverlässigkeit, Sicherheit Planung von Wertschöpfungsnetzwerken für

cyber-physischen Modulen Modularisierung Test

Zwei Beispiele: Flexibilisierung von Montage- und Handhabungs-automaten mithilfe von Agentensystemen: Erforschung von software- und hardwarebasierter Flexibilisierungsmöglichkeiten, um bestehende Syste-me flexibel an geänderte Anforderungen anzupassen Realisierung eines Agentensystems zur Entschei-dungsunterstützung. Dezentrale I4.0-Produktionanlage: Flexible adhoc Prozessplanung / Scheduling mit

Agentensteuerung Rekonfiguration von Automatisierungssystemen

sowie Plug & Produce Technologien Mensch-Maschine-Interaktion über Apps

Dynamische informationstechnische Kopplung unter-schiedlichster I4.0-Anwendungen sowie Algorithmen zur Produktionsplanung und -steuerung von Wert-schöpfungsnetzwerken. Demonstration erster Ansätze von möglichen Testverfahren für Plug & Play Systeme und Komponenten im Feld.

Kontakt: Prof. Dr. Michael Weyrich Telefon +49 711 685 67301 E-Mail [email protected] Internet www.ias.uni-stuttgart.de


IBF – Institut für Betriebswissenschaften und Fabriksysteme Technische Universität Chemnitz Das Institut für Betriebswissenschaften und Fabriksysteme (IBF) der Technischen Universität Chemnitz mit sei-nen Professuren "Arbeitswissenschaft und Innovationsmanagement" und "Fabrikplanung und Fabrikbetrieb" bildet Ingenieure für das Planen, Gestalten, Betreiben und Steuern von Industrie- und Fabrikanlagen, Produktionssys-temen und -netzen sowie für die ergonomischen Gestaltung von Arbeitsprozessen, Arbeitsmitteln und Produkten, der Arbeitsorganisation, der Arbeitsumwelt sowie des Arbeits- und Gesundheitsschutzes aus. Die Lehre und Forschung des IBF ist durch eine professurenübergreifende, interdisziplinäre Zusammenarbeit auf diesen Gebie-ten gekennzeichnet. Unterstützt werden die Ausbildung und die wissenschaftliche Tätigkeit durch die praktische Arbeit in den Laboren des Institutes.

Schwerpunkte und Kompetenzen Planung und Betrieb von Produktions- und Fabrik-systemen:

flexible/ wandlungsfähige Produktionssysteme Layout-/ Materialflussplanung, Logistiksysteme Wertschöpfungsketten bzw. -netze Produktionsplanung und -steuerung, Betriebsda-

tenerfassung Prozessgestaltung Projektmanagement Instandhaltung Lean Production/ Lean Management Modellierung und Simulation, Digitale Fabrik,

Augmented und Virtual Reality in der Planung Energie- / Ressourceneffizienz Qualitäts- und Umweltmanagementsysteme, Qua-

litätstechniken

Gestaltung der Mensch-Technik-Interaktion: Nutzerzentrierte Produktentwicklung und Ge-

brauchstauglichkeit Arbeitsgestaltung und -organisation in cyberphy-

sischen Systemen und im demografischen Wan-del

Virtuelle Ergonomie und digitale Absicherung Arbeits- und Gesundheitsschutz

Innovations- und Kompetenzmanagement: Technologieorientierte Innovationen und Open

Innovation Beschäftigungs- und Innovationsfähigkeit Betriebliche Kompetenzentwicklung

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Im Themenfeld Industrie 4.0 ist das IBF u.a. mit folgen-den Forschungs- und Transferprojekten aktiv:

FMstar – Facility Management mit Hilfe Semanti-scher Technologien und Augmented Reality

futureTEX - Smart Factory - Entwicklung von Pro-zessen und Strukturen für den Aufbau von Smart Factories in der Textilindustrie und Ableitung von ty-pischen Industrie 4.0 Anwendungen

KUM – Kompetenzzentrum Usability Mittelstand: Entwicklung neuer Usability-Engineering Methoden von betrieblicher Anwendungssoftware für KMU

S-CPS - Ressourcen-Cockpit für Sozio-Cyber-Physische Systeme; Teilthema: Intuitive Mensch-Maschine-Interaktion und effiziente Instandhaltungs-prozesse

SOPHIE – Synchrone Produktion durch teilautonome Planung und humanzentrierte Entscheidungsunter-stützung

Mittelstand 4.0 – Agentur Prozesse: Mittelstandsge-rechte Aufbereitung und Vermittlung der Effekte durch die Digitalisierung von Prozessen

Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Egon Müller Telefon +49 371 531 35309 E-Mail [email protected] Internet www.tu-chemnitz.de/mb/InstBF


IFA – Institut für Fabrikanlagen und Logistik Leibniz Universität Hannover Unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Nyhuis forschen und arbeiten am Institut für Fabrikanlagen und Logistik (IFA) rund 20 Ingenieur- und Wirtschaftsingenieurwissenschaftler entlang der kompletten Wertschöp-fungskette produzierender Unternehmen. Dabei liegt der Fokus auf der Erforschung und Anwendung grundlegen-der Gesetzmäßigkeiten industrieller Produktionsabläufe und der Vermittlung entsprechender Lehrinhalte in den Fachgebieten „Fabrikplanung“, „Produktionsmanagement“ sowie „Produktions- und Arbeitsgestaltung“. Das Insti-tut ist integraler Bestandteil des Produktionstechnischen Zentrums Hannover (PZH), das sieben Institute der Fakultät für Maschinenbau der Leibniz Universität Hannover sowie zahlreiche kleinere produktionstechnische Unternehmen unter einem Dach vereint.

Schwerpunkte und Kompetenzen Neben den Querschnittsthemen Wandlungsfähigkeit, Lean Production, Industrie 4.0 und der logistischen Produktionstheorie beschäftigt sich das IFA in drei Fachgruppen mit der ganzheitlichen Gestaltung von Produktionssystemen:

Die Fabrikplanung beschäftigt sich mit Themen wie der synergetischen Verzahnung von Planungsdisziplinen, der Nachhaltigkeit von und in Fabriken, der Kommuni-kation in der Fabrik sowie wandlungsfähigen Lösungen für die Fabrik. Die entwickelten Lösungen finden viel-fach Anwendung in der Industrie. So wurde in den letzten Jahren eine ganze Reihe von Fabriken national und international nach ihren Planungen erfolgreich umgesetzt.

Die Fachgruppe Produktionsmanagement beschäftigt sich mit der modellbasierten Beschreibung unterneh-mensinterner und –übergreifender Lieferketten. Dar-über hinaus werden innovative Methoden zur Planung, Steuerung und zum Controlling von Beschaffungs-, Produktions- und Distributionsprozessen entwickelt. Die Ergebnisse aus diesem Bereich sind in der Fach-welt anerkannt und haben sich in zahlreichen Projekten in der Industrie bewährt.

In der Fachgruppe Produktions- und Arbeitsgestaltung analysieren und gestalten die Wissenschaftlichen Mit-arbeiter sowohl Produktionsprozesse auf der wert-schöpfenden Ebene als auch Prozesse in indirekten und produktionsnahen Bereichen des Unternehmens unter Aspekten der Verschwendungsfreiheit sowie Nachhaltigkeit und Wandlungsfähigkeit. Hierbei werden Kompetenzen in den Bereichen Arbeitsorganisation, Arbeitsplatz- und Montagestrukturgestaltung, interne Materialbereitstellung sowie Kompetenz- und Perso-nalentwicklung genutzt, um effiziente und leistungsför-dernde Strukturen zu schaffen.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Im Rahmen des vom BMBF geförderten Forschungs-projektes „Intro 4.0 – Befähigungs- und Einführungs-strategien für Industrie 4.0“ entwickelt das IFA in Ko-operation mit 9 Anwenderunternehmen und dem wbk Institut für Produktionstechnik ein ganzheitliches Kon-zept zur Einführung von Industrie 4.0. Dabei wird ne-ben Fragestellungen zur Produktivitätssteigerung mit-tels neuster Informations- und Kommunikationstechni-ken gerade der Mensch in den Fokus gestellt. Abhän-gig vom Reifegrad eines Unternehmens sollen geeig-nete Strategien entwickelt werden, die eine erfolgreiche und nachhaltige Umsetzung von Industrie 4.0-Methoden gewährleisten.

Mit der IFA Lernfabrik hat das Institut für Fabrikanlagen und Logistik eine Schulungsumgebung geschaffen, die sowohl Studierenden als auch Fach- und Führungs-kräften aus der Industrie ein realitätsnahes und zu-gleich innovatives Lernen ermöglicht. Auf dem Stun-denplan stehen dabei auch aktuelle Herausforderun-gen, wie das Thema Industrie 4.0. In einem modernen Schulungskonzept werden die Teilnehmer in eine reale Betriebssituation mit echten Fertigungs- und Montage-prozessen sowie exzellenter Infrastruktur versetzt. Durch den Einsatz moderner RFID-, ESL- und Tra-cking-Technologien werden die Teilnehmer für die Anwendung von Technologien und Methoden der In-dustrie 4.0 im eigenen Produktionsumfeld sensibilisiert.

Kontakt: Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Nyhuis Telefon +49 511 762-2440 E-Mail [email protected] Internet www.ifa.uni-hannover.de www.ifa-lernfabrik.de


IFL – Institut für Fördertechnik und Logistiksysteme Karlsruher Institut für Technologie 1901 gegründet zählt das Institut für Fördertechnik und Logistiksysteme (IFL) des Karlsruher Instituts für Techno-logie (KIT) zu den ältesten Instituten im Bereich der technischen Logistik. Über 20 wissenschaftliche Mitarbeiter arbeiten an Forschungs- und Entwicklungsprojekten, die von der Entwicklung und dem Aufbau fördertechnischer Systeme über die Integration neue Steuerungsprinzipien in die Intralogistik und die Handhabung von Material in Fusionsanlagen bis hin zur Gestaltung und Optimierung logistischer Prozesse reichen.

Schwerpunkte und Kompetenzen In Bezug auf Industrie 4.0 entwickelt das IFL Cyber-Physische Systeme für die Intralogistik und ist auf der Ebene des Supply Chain Managements tätig. Plug&Play-Fördertechnik: Seit über 10 Jahren

forscht das IFL an sogenannten Plug&Play-Fördertechnik: Fördertechnik, die einfach aufzu-bauen und in Betrieb zu nehmen ist.

Intuitive Mensch-Maschine-Interaktion: Das IFL integriert neue Konzepte wie die Gestensteuerung oder mobile Mensch-Maschine-Schnittstellen in int-ralogistische Systeme.

Steuerungskonzepte: Sei es die dezentrale Steue-rung eines modularen Sorters oder die voraus-schauende Linienführung eines fahrerlosen Trans-portsystems; das IFL sucht nach neuen Methoden um die Effizienz intralogistischer Systeme zu erhö-hen

IT-basierte Unterstützung in Lieferketten: Wie können Daten und IT-Systeme helfen, in Lieferket-ten aufgrund kurzfristiger Störungen die richtige Entscheidung bei der Umplanung zu treffen?

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 FlexFörderer und GridSorter: modulare Stetigför-

dertechnik für den Transport und die Warensortie-rung

FiFi: Gestengesteuertes Transportfahrzeug Arbeitsplatz 4.0: Gestengesteuerter Pack- und

Montagetisch mit „tisch-basierter“ Interaktion KARIS PRO: Fahrerloses Transportsystem aus

modularen, autonomen Fahrzeugen, die einzeln oder gemeinsam unterschiedliche Transportgüter ziehen und tragen können

ProveIT: IT-basierte Stabilisierung von Lieferketten

Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Kai Furmans Telefon +49 721 608 48600 E-Mail [email protected] Internet www.ifl.kit.edu


IFW – Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen, Leibniz Universität Hannover Das IFW beschäftigt sich mit sämtlichen Aspekten der spanenden Fertigungstechnik: vom Zerspanprozess über die Entwicklung von Maschinen bis zur Fertigungsplanung und -organisation. Wir verbinden experimentelle, theo-retische und simulationsgestützte Methoden und decken sowohl Grundlagenforschung als auch praxisnahe Ent-wicklung, Dienstleistungen und Beratung ab. Seit 2005 arbeitet das IFW an produktionstechnischen Lösungen, die die physikalische Trennung von Bauteil und dazugehöriger Information aufheben; Bauteile und Maschinen fühlen und kommunikationsfähig sind. Der Nutzen dieser Informationen für die Automatisierung von Geschäfts- und Produktionsprozessen steht im Fokus der For-schung.

Schwerpunkte und Kompetenzen Die enge Verzahnung von Universität und Industrie ist für uns - als Mittler zwischen Forschung und Praxis - ein Grundpfeiler unserer Arbeit. In folgenden Bereichen sind wir aktiv: Fertigungsverfahren Zerspanung Schleiftechnologie Technologien zur Funktionalisierung

Maschinen und Steuerungen Komponenten und Überwachungssysteme Maschinen und Roboter

Fertigungsplanung und -organisation CA-Technologien in der Fertigung Fertigungsstrukturen und -abläufe Prozesssimulation

Hochleistungsproduktion CFK Lege- und Handhabungssysteme Prozessintegrierte Qualitätsprüfung und Sensor-

entwicklung Variable funktionsintegrierte Formwerkzeuge

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Sonderforschungsbereich 653

Seit 2005 schaffen wir Grundlagen für die vernetzte Produktion: kommunikationsfähige Bauteile, Sensoren und Maschinen sowie die

entsprechenden Prozesse. In Kooperation mit zehn Forschungsinstituten arbeiten wir in Projekten entlang der gesamten Produktionskette. Production Innovations Networks (PIN)

Mit 15 Industriepartnern setzen wir Lösungen zur Einführung von In-dustrie-4.0-Technologien in der

Praxis konkret um. Die Bewertung der Wirtschaftlich-keit sowie Folgen für Geschäftsmodelle stehen im Fokus. Aktuell erheben wir Daten in der Serienproduk-tion eines Partners und bewerten den Nutzen einer Rückführung in die Arbeits- und Fertigungsplanung. Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum, Hannover

„Mit uns digital! Das Zentrum für Niedersachsen und Bre-men“ hat am 1.12.2015 als

erstes Mittelstand-4.0-Kompetenzzentrum Deutsch-lands seine Arbeit aufgenommen. Mit seinen 8 Lernfab-riken in ganz Niedersachsen und Bremen und seiner Generalfabrik auf dem Messegelände in Hannover bietet das Zentrum KMU neben reichhaltigem Informa-tionsmaterial ein umfassendes Demonstrations-, Schu-lungs- und Unterstützungsangebot für die Umsetzung von Projekten im eigenen Unternehmen. Kontakt: Dipl.-Ing. Tobias Mörke Telefon +49 511 762 4839 E-Mail [email protected] Internet www.ifw.uni-hannover.de


IfW – Institut für Werkzeugmaschinen Universität Stuttgart Das Institut für Werkzeugmaschinen (IfW) gehört der Fakultät „Konstruktions-, Produktions- und Fahrzeugtechnik“ der Universität Stuttgart an. Die Forschungsschwerpunkte des Instituts liegen auf den Gebieten der Konstruktion, Simulation und Optimierung von Werkzeugmaschinen, Baugruppen, Elektrowerkzeugen und Werkzeugen sowie deren experimentelle Untersuchung. Weitere Forschungs- und Entwicklungsarbeiten befassen sich mit der Werk-zeug- und Prozessoptimierung für spanabhebende Bearbeitungsverfahren in den Bereichen metallische Werk-stoffe, Holz, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe.

Schwerpunkte und Kompetenzen Konzeption, Simulation und Optimierung von Werkzeugmaschinen und Baugruppen

FEM- und MKS-gestützte Maschinenauslegung Wandelbare, rekonfigurierbare und instandhal-

tungsgerechte Werkzeugmaschinen, redundante und hochdynamische Maschinenkinematiken

Leichtbau bei Werkzeugmaschinen – Werkzeug-maschinen für Leichtbau- und Hybridwerkstoffe

Dynamisches, thermisches und akustisches Ver-halten von Werkzeugmaschinen

Entwicklung neuer Mess- und Prüfverfahren für Werkzeugmaschinen

Modal- und Betriebsschwingformanalysen Adaptronische Systeme für Werkzeugmaschinen Untersuchung und Optimierung von hydrauli-

schen Systemen

Entwicklung und Optimierung von spanab-hebenden Bearbeitungsverfahren

Experimentelle und simulative Prozess- und Werkzeugoptimierung, Simulation von Zerspan-prozessen

Hochgeschwindigkeits- und Hochleistungszer-spanung, Mikrobearbeitung und Feinstbearbei-tung

Alternative (Kühl-)schmierkonzepte Schwingungsunterstützte Bearbeitung

Effizienz, Nachhaltigkeit und Sicherheit Energieeffiziente Werkzeugmaschinen und

Bearbeitungsverfahren Reduzierung von Emissionen (Schall, Staub,

Dämpfe) Entwicklung von Sicherheitseinrichtungen für

Werkzeugmaschinen

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Das Institut für Werkzeugmaschinen (IfW) arbeitet im Rahmen des Projekts BaZMod gemeinsam mit mehre-ren Partnern aus Industrie und Wissenschaft an Lö-sungen für Werkzeughalter und Schnittstellen für In-dustrie 4.0 taugliche Werkzeugmaschinen.

Das Projekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut. Die Aufgabenfelder des Instituts für Werkzeugmaschi-nen (IfW) liegen hier in der optimalen, konstruktiven (Mit-)Gestaltung der mechanischen Teile des neuarti-gen Systems, bestehend aus Einkopplungssysteme, Drehübertrager, Spindelwelle und bisherige Standard-schnittstelle. Ziel ist eine betriebs- und störungssichere Integration der gewünschten cyber-physischen Funkti-onalitäten ohne Einbußen bei der mechanischen, sta-tisch-dynamischen und thermischen Robustheit und Qualität gegenüber dem bisherigen Standard.

Kontakt: Dr.-Ing. Thomas Stehle Telefon +49 711 685 83866 E-Mail [email protected] Internet www.ifw.uni-stuttgart.de


Institutscluster IMA/ZLW & IfU RWTH Aachen University

Das Institutscluster IMA/ZLW & IfU bildet einen interdisziplinären Forschungsverbund der RWTH Aachen Univer-sity. Es setzt sich zusammen aus dem Lehrstuhl für Informationsmanagement im Maschinenbau (IMA), dem Zent-rum 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 sys-temtheoretischer Modelle der Kybernetik.

Schwerpunkte und Kompetenzen des Instituts Einsatz von Methoden der Informatik im mo-

dernen Maschinenbau insbesondere in den Anwendungsgebieten Robotik und Automatisie-rungstechnik, Systeme verteilter Intelligenz, In-dustrie 4.0

Modernes Informationsmanagement für Big Data und Industrie 4.0: Intelligence-Lösungen, semantische Informationsintegration, prädiktive Datenanalyse, Visual Analytics

Ganzheitliche Berücksichtigung der systemim-manenten Dimensionen Mensch, Organisation und Technik

Kybernetische Modelle und Werkzeuge in Wirt-schafts-, Sozial- und technischer Kybernetik:

Kybernetische Betrachtung von Innovationssys-temen zur Stärkung von Innovationsfähigkeit sowie Modellierung komplexer sozio-technischer Systeme auf Basis von Bewer-tungsmodellen zur Entscheidungsunterstützung und Geschäftsmodellinnovationen

Intelligente Planungssysteme für Produktion- und Logistikmanagement, Sensor- und regel-kreisbasierte Steuerungssysteme, Mobile Robo-tik in Intralogistik- und Explorationsszenarien

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Exzellenzcluster „Integrative Produktionstechnik für

Hochlohnländer“ mit den Teilprojekten „Virtual Produc-tion Intelligence“ sowie „Selbstoptimierende Systeme in der Montage“

Beratung zu durchgängigen Informationslösungen in der Automobilindustrie

Mitarbeit an Standardisierungsprozessen bspw. VDI-Richtlinien zu „Agentensystemen in der Automatisie-rungstechnik“ und „Big Data für die Industrie 4.0“

Team „Carologistics“: Weltmeister 2014 und 2015 der RoboCup Logistics League

Studie „Paradigmenwechsel im deutschen Maschinen- und Anlagenbau – Analyse der Herausforderungen und Chancen unter Verwendung eines innovativen, Big-Data-gestützten Ansatzes“

Studie „Kybernetik und die Intelligenz verteilter Syste-me“: Entwicklung, Herausforderungen und Potentiale der kybernetischen Idee für dezentrale Steuerungs-modelle von Cyber-Physical Systems und 4.0-Paradigmen

Kontakt: Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Christian Büscher Telefon: +49 241 80911 38 E-Mail: [email protected] Internet: www.ima-zlw-ifu.rwth-aachen.de


IMI – Institut für Informationsmanagement im Ingenieurwesen, Karlsruher Institut für Technologie „Der Blick auf das Ganze“: Das Institut für Informationsmanagement im Ingenieurwesen (IMI) erarbeitet bran-chenübergreifende Lösungen für die Daten- und Informationsverarbeitung im Ingenieurwesen unter dem Ein-satz 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 Enginee-ring tätig.

Schwerpunkte und Kompetenzen Das Institut gliedert sich in drei Kompetenzgruppen. Diese ergänzen sich zum Zweck der ganzheitlichen prozess- und systemtechnischen Abbildung von Pro-duktwissen in Produktlebenszyklen in den Bereichen Lehre, Forschung und Innovation.

Im Kontext von Produkten und Prozessen erarbeitet die Kompetenzsgruppe Lifecycle Engineering praxisge-rechte Lösungen u.a. für die strategische Produktpla-nung, Product and Tool Lifecycle Management, holoni-sche Ansätze für cyber-physische Produktionssysteme, Interaktive Simulation, Flexibilitäts- und Feedbackma-nagement. Die Kompetenzgruppe Wissensmanagement arbeitet an Methodiken aus dem gesamten Spektrum des Wis-sensmanagements, von der Erhebung der Daten bis zur Extraktion und Verteilung von Wissen u.a. für energieef-fizientes Management in der Produktion, Gebäude und Städte, automatische Datenauswertung und Datenquali-tätssicherung. Die Kompetenzgruppe Smart Immersive Environments arbeitet an Virtual-Reality-Technologien als Engineering-Werkzeug. Dabei spielt besonders die Mensch-Maschine-Schnittstelle eine große Rolle. Hierfür werden neue Interaktionsparadigmen erforscht und neue Soft- und Hardwaresysteme entwickelt mit dem Ziel, eine vollkommene, immersive und interaktive virtuelle Umge-bung 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 For-schungszentrum für Informatik, dem Bechtle IT-Systemhaus und der SolidLine AG eröffnet wurde. Die Hauptidee ist für Unternehmen konkrete, indivi-duelle 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 Anpas-sung und Erprobung ausgewählter Technolo-gien für den Mittelstand mit Fokus auf die Digi-talisierung.

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 Im-mersive Virtual Environments, Datenanalyse, -auswertung und Qualitätssicherung in der Pro-duktion.

Nutzung forschungsintensiver, erprobter Um-setzungsstrategien für Digitalisierung für den Mittelstand im Bereich Industrie 4.0.

Kontinuierliche Aus- und Weiterbildung von qua-lifiziertem 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


IMR – Institut für Maschinentechnik der Rohstoffindustrie RWTH Aachen University Das Institut für Maschinentechnik der Rohstoffindustrie (IMR) forscht auf vier Kernbereichen an innovativen Lösungen für die Rohstoffindustrie. Neben dem Schwermaschinenbau, für den wir auch Diagnosesysteme und Instandhaltungssysteme entwickeln, der Schneidtechnik sowie Simulations- und Engineering Tools, ist ein wichtiger Kernbereich des Institutes das Thema Sensorik und Automation für Bergbaumaschinen und angrenzen-de Prozesse. Die herausfordernden Umgebungsbedingungen in Bergwerken stellen dabei hohe Anforderungen an Mensch, Maschine, Sensorik und Algorithmen.

Schwerpunkte und Kompetenzen Der Begriff Bergbau 4.0 stellt die Verbindung von Industrie 4.0 und den Forschungs- und Entwicklungs-programmen des BMBF und der EU für neue Rohstoff-technologien her. In der Rohstoffindustrie und -wissenschaft wird schon seit langem in den Bereichen Sensorik und Automation geforscht. Was aber fehlt ist die Vernetzung der Komponenten untereinander und eine künstliche Intelligenz auf der Komponente, die es ermöglicht, mit anderen Prozessteilnehmer eigenstän-dig zu interagieren. Der Kern der Forschungs- und Dienstleistungsprojekte des IMR ist daher die Nutzbarmachung von Informatio-nen zur Prozess-, Umfeld- und Maschinenüberwa-chung mittels Sensortechnik. Ziel ist die Entwicklung autonomer Systeme für den Einsatz unter den rauen Umgebungsbedingungen der Rohstoffindustrie. Die langfristige Vision des autonomen Gewinnungsgerätes, welches die relevanten Prozessgrößen zuverlässig erfasst, sein Umfeld selbständig erkennt und mit diesen Informationen selbst navigiert, sowie über Methoden der Zustandserkennung seinen eigenen Instandhal-tungsbedarf meldet, ist das Leitbild Bergbau 4.0 der am IMR durchgeführten Forschungs- und Entwick-lungsvorhaben.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Das Institut für Maschinentechnik der Rohstoffindustrie der RWTH Aachen richtete in Zusammenarbeit mit dem VDMA Mining und der DMT Group am 1. und 2. Dezember 2015 das erste Forum Bergbau 4.0 aus.

Das Forum Bergbau 4.0 ist eine Plattform für den Austausch zwischen Industrie, Forschungseinrichtun-gen und Verbänden. Die Referenten stellen aktuelle und praxisbezogene Einzelaspekte dar. Die Umset-zungsmöglichkeiten der Industrie 4.0 in der Bergbau-branche sowie die damit einhergehenden Chancen und Risiken werden diskutiert.

Kontakt: Dr.-Ing. Thomas Bartnitzki Telefon +49 241 8096884 E-Mail [email protected] Internet www.bergbau-vier-punkt-null.com


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 65 Mitar-beiter in den Kompetenzfeldern Echtzeit-Bildverarbeitung, Industrielle Kommunikation, Engineering und Konfigu-ration 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 Ostwestfalen-Lippe, 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 Schnitt-stelle von Informatik und Automatisierungstechnik, um die Fabrik der Zukunft wandlungsfähiger, ressourcenef-fizienter 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" arbeitet das inIT derzeit an 28 Projekten mit Unterneh-men und anderen Forschungsinstituten an neuen Lö-sungen für intelligente Produkte und Produktionstech-nik.

Assistenzsysteme an der SmartFactoryOWL-Modellanlage: In das Sichtfeld der Augmented-Reality-Brille wird eine Monta-geanleitung 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 Monta-gesystem als Demonstrator entstanden. Das Montage-system der SmartFactoryOWL setzt durch Industrie-4.0 gesetzte Ziele wie „Wandlungsfähigkeit“, „Benutzer-freundlichkeit“ und „Ressourceneffizienz“ praktisch um. Der Demonstrator verfügt über ein hohes Maß an Universalität, Mobilität und Modularität. Plug-and- Produce-Techniken ermöglichen die freie Konfiguration innerhalb kürzester Zeit. Computergestützte Assistenz-systeme erleichtern die Arbeit des Menschen in der Produktion und tragen dazu bei, die zunehmende Komplexität beherrschbar zu machen.

Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Jasperneite Telefon +49 5261 702 2400 E-Mail [email protected] Internet www.init-owl.de


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 optomechatro-

nischer Systeme.

In Forschung und Lehre fokussieren wir uns auf den Produktentstehungsprozess und die Konstruktions-technik unter besonderer Berücksichtigung von Fra-gen der Zuverlässigkeit von Geräten und Systemen. Projekte zu Forschungstransfer und Anwendungen bearbeiten wir auf den Gebieten der Optomechatro-nik, Lichttechnik, der Getriebe und ihrer Kinematik sowie der Mechanik mit Partnern z.B. in der Automo-bilindustrie, der Medizintechnik und der Prozesstech-nik

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Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Im Kontext des Sonderforschungsbereiches 653 „Gentel-ligente 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 Produktle-benszyklus wird durch eine algorithmisierte Datenrück-führung realisiert. In Verbindung mit den produktdarstel-lenden Modellen der Entwicklung wird mit Hilfe der Le-benszyklusdaten 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


IPEK – Institut für Produktentwicklung KIT – Karlsruher Institut für Technologie Das IPEK – Institut für Produktentwicklung ist eine Forschungseinrichtung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Wir verstehen uns als ein Zentrum der wissenschaftlichen Produktentwicklung und Innovation mit dem Schwerpunkt auf Antriebs- und Mobilitätssystemen. Dabei unterteilen wir die Produktentwicklung in deren Syste-me, Methoden und Prozesse, um der Komplexität heutiger Produktentwicklung ganzheitlich gerecht zu werden. Erst die Verknüpfung dieser drei Kategorien ermöglicht die Synthese innovativer Systeme durch Nutzung neues-ter Methoden und Prozesse. Durch diese Systemsynthese sind wir gleichzeitig in der Lage, unsere entwickelten Methoden und Prozesse zu validieren und damit deren Mehrwert abzusichern. Unser Anspruch ist hierbei, die Innovationskraft des deutschen Maschinen- und Fahrzeugbaus langfristig zu stärken.

Schwerpunkte und Kompetenzen des Instituts Antriebs- und Mobilitätssysteme sowie Methoden und Prozesse der Produktentwicklung stehen im Mittelpunkt unserer Forschungsaktivitäten. Die Forderung nach einer ganzheitlichen Betrachtung dieses Forschungs-anspruchs erfüllen wir durch Integration angrenzender Forschungsfelder. Das so entstehende Forschungsport-folio wird durch zwei zentrale, auf der Systemtheorie basierende Rahmenwerke umspannt: dem integrierten Produktentstehungsmodell iPeM und dem IPEK X-in-the-Loop-Ansatz (XiL) zur Validierung mechatronischer Systeme. Im Kontext Industrie 4.0 verstehen wir uns als For-schungsstelle, welche Technologien, Methoden und Prozesse für Industrie 4.0-Anwendungen integrativ entwickeln und validieren kann. Hierbei konzentrieren wir uns auf folgende Forschungsfelder:

Antriebssysteme Tribologische Systeme Entwicklungs- und Innovationsmanagement Kupplungen und Bremsen im Antriebssystem Validierung technischer Systeme Leichtbau Systemische Mensch-Maschine-Integration Kompetenzorientierte Lehre

In Projekten der Grundlagen- und der angewandten Forschung entwickeln wir innovative Systeme, Metho-den und Prozesse der Produktentwicklung mit dem Ziel, einen nachhaltigen Mehrwert und Vorteil für unse-re Kunden zu schaffen.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Der im Rahmen von Industrie 4.0 zunehmende Einsatz von Sensorik erweitert die Möglichkeiten zur Erfassung von Produktionsdaten und damit auch die Anforderun-gen an bestehende und zukünftige Qualitätsregelungs-systeme. Bisherige Lösungen nutzen die sich aus den Entwicklungen von Industrie 4.0 ergebenden Möglich-keiten dezentraler Qualitätsregelung (d.h. direkt an der Maschine) auf Basis von Produktionsdaten nur unzu-reichend. Diese können bspw. zur Früherkennung von Maschinenstillständen oder zur frühzeitigen Einleitung von Reaktionsmaßnahmen bei Qualitätsproblemen beitragen. Dadurch kann eine kurz- bis mittelfristige Qualitätsverbesserung erzielt werden. Diese Lücke adressiert das BMBF-Forschungsprojekt IQ4.0. Dar-über hinaus wird Qualitätsregelung nicht wie bisher nur unternehmensintern definiert, sondern es findet eine Integration externer Akteure (bspw. Lieferanten) statt.

Kontakt: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.h.c. A. Albers Telefon +49 721 608 42371 E-Mail [email protected] Internet www.ipek.kit.edu

Maschinen-Anwender

Sensortechnische QualitätsprüfungCondition Monitoring Produktmonitoring

Auftragsabwicklungsprozess

Qualität-sicherung

Teile-fertigung

Montage/ Versand

Material-wirtschaft

Auftrags-mgmt.

Arbeits-planung

Systematische Früherkennung von Ausfällen und Instandhaltungs-maßnahmenVorausschauende, anwendungs-bezogene Dienstleistungen

Qualitätsbezogene Dienstleistungen

Entwicklung neuer, verbesserter MaschinengenerationenVerbesserung / Optimierung existierender Maschinengenerationen

Forschung & Entwicklung

Maschinen-Hersteller

Daten einlesen/

aufbereiten

Probleme lösen/

verteilen

Datenanalysieren/

kategorisieren

Institut für Produktentwicklungam Kar l s ruhe r I ns t i t u t f ü r Techno log ie


IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH Das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) forscht und entwickelt auf dem Gebiet der Produktionstech-nik, 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 Ingenieurswis-senschaften. Rund 30 wissenschaftliche Mitarbeiter arbeiten interdisziplinär an Forschungsprojekten zu den Kernthemen Prozesstechnik, Produktionsautomatisie-rung und Logistik. Schwerpunkte setzt das IPH zudem mit seiner Forschung zu XXL-Produkten – beispiels-weise Windenergieanlagen, Schiffen oder Fördertech-nik für den Bergbau – sowie 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 Bera-tungsprojekten. Zu den Kunden des IPH zählen Unternehmen aus den Branchen Werkzeug- und Formenbau, Maschinen- und Anlagenbau, Luft- und Raumfahrt sowie aus der Auto-mobil-, Elektro- und Schmiedeindustrie. Zudem qualifi-ziert das IPH externe Fach- und Führungskräfte in Seminaren und bietet in Arbeitskreisen Zugang zu aktuellem und interdisziplinärem Fachwissen.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Im Bereich Industrie 4.0 arbeitet das IPH daran, die kognitiven Eigenschaften des Menschen auf Maschi-nen und Intralogistiksysteme zu übertragen. Die Sys-teme sollen dazu befähigt werden, ihre Umgebung eigenständig zu erfassen, Entscheidungen dezentral zu treffen und Schlussfolgerungen zu ziehen. Ein Schwerpunkt liegt auf der Weiterentwicklung von Mensch-Maschine-Schnittstellen. Unter http://bit.ly/IPH-Industrie40 finden sich alle For-schungsprojekte des IPH zum Thema Industrie 4.0. Einige Beispiele:

Unterstützung des Mittelstands in Niedersachsen und Bremen auf dem Weg zur Industrie 4.0 (Mittel-stand 4.0 – Kompetenzzentrum, Hannover)

Einführung interaktiver Assistenzsysteme in kleinen und mittleren Unternehmen (4.0-Ready)

Entwicklung einer sprach- und gestenbasierten Steuerung für interaktive, fahrerlose Transportfahr-zeuge (FTF out of the Box)

Entwicklung eines Expertensystems zur automati-sierten Auslegung des Wegenetzes für Fahrerlose Transportsysteme (FTS-Wegenetz)

Entwicklung einer kognitiven, formalen und system-übergreifend Beschreibungssprache für vernetzte, kognitive Produktionssysteme (netkoPs)

Die Forschungsergebnisse zum Thema 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


IPRI – International Performance Research Institute Unternehmenssteuerung im Zeitalter von Industrie 4.0, Stuttgart 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 betriebswirt-schaftlichen Fragen im Kontext von Industrie 4.0. Wir kooperieren mit einer Vielzahl von mittelständischen Unter-nehmen, 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 Indust-rie 4.0 orientieren sich an den folgenden Schwerpunk-ten:

Business Analytics: Big Data-Analysen für besse-re 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 Unter-nehmen, z.B. im Bereich Smart Services

Interorganizational Networks: Aufbau und Steue-rung unternehmensübergreifender Kooperationen

Sustainability Management: Entwicklung und Umsetzung von Nachhaltigkeitsstrategien

Unsere Kompetenzen: Identifikation der betriebswirtschaftlichen Anforde-

rungen 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 Transferprojek-ten

Durchführung von Industrieforen, Arbeitskreisen und Studien zu den betriebswirtschaftlichen Fragen im Kontext von Industrie 4.0

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Forschungsprojekte:

I4.0 Ready: Einsatz von interaktiven Assistenzsys-temen in Produktion und Logistik

SmartTravel: Kapazitätsplanung für Verkehrs-dienstleister durch die Nutzung von Big Data

SmartBuilding: Angebot von Smart Services für Gebäudedienstleister

Betreiber3D: Wirtschaftlicher Einsatz von 3D-Druckern mittels Betreibermodellen

IQ4.0: Intelligentes Qualitätsmanagement auf Grundlage von Produktionsdaten

ScaleUp: Digitalisierungspotenziale industrieller Dienstleistungen

Transfer: Industrie-AK mit Uni Ulm, IHK Ulm und 30 Unter-

nehmen Business Model Lab 4.0: Entwicklung von innova-

tiven Geschäftsmodellen mit Unternehmen Symposium Industrie 4.0: Jährliches Forum zu

betriebswirtschaftlichen Fragen

Studien: Industrie 4.0 – Auswirkungen auf die Kosten und

Erlöse produzierender Unternehmen Chancen der digitalen Transformation für die

Logistik

Kontakt: Prof. Dr. Mischa Seiter Telefon +49 711 620 3268 8012 E-Mail [email protected] Internet www.ipri-institute.com


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 ca. 30 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaft-ler aus den Disziplinen Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen, Logistik und Informatik. Im Fokus der Instituts-arbeit 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 tech-nischer sowie soziotechnischer Arbeitssysteme und ist innerhalb der Organisation in fünf Forschungsbereiche gegliedert, die in vielen Aufgabenstellungen integriert eingesetzt werden. Arbeitssystemgestaltung Gestaltung manueller Arbeitsprozesse, Gestaltung hybrider Arbeitssysteme, Mensch-Maschine-Schnittstelle, Wertstromdesign und kontinuierliche Verbesserung, Ganzheitliche Produktionssysteme, Lean Production Arbeits- und Zeitstudium Methodenlehre der Zeitdatenermittlung, Prozesskette der Zeitwirtschaft, Innovative Zeitdatenermittlung, Digi-tale Zeitwirtschaft Digitale Fabrik Ereignisdisktrete Simulation, Kinematische Simulatio-nen, Materialflussanalyse, Produkt- und Prozessda-tenmodellierung, CAx-Systeme, digitale Abbildung von Montageprozessen, Standards für die Produktionssys-temgestaltung, Change Management zwischen Pla-nung und Produktion Industrielle Robotik und Produktionsautomatisie-rung Roboter-Roboter-Kooperation, Mensch-Roboter-Kollaboration, Automatisierungstechnik, Internet der Dinge Systems Engineering Advanced Process Control, Analytische Beschreibung und Optimierung von Produktionssystemen, Manufac-turing Data Analytics, Mixed-Model Assembly Line Balancing, Sequencing und Scheduling

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Seit mehreren Jahren begleitet und gestaltet das IPS in vielfältigen Projekten die vierte industrielle Revolution.

Mensch-Roboter-Kollaboration & Assistenz-systeme

Mensch-Roboter Kollaboration für den Rohr- und Rahmenbau

Individualisierte Arbeitsassistenz in hybriden Produktionssystemen

Vom manuellen Prozess zur Servicerobotik

Big Data Manufacturing Data Analytics: Prädiktion der

Produkt- und Prozessqualität in erweiterten Wertschöpfungsnetzwerken

Data Mining zur prospektiven Ermittlung von Montageinhalten in der Digitalen Fabrik

Nutzung von Data und Web Mining Techniken unter Ressourcenbeschränkung

Smart Factory CPPS-basierte Gestaltungslösungen für Arbeits-

systeme in der Montage und der Logistik Neue Formen der Maschinendokumentation für

die Smart Factory der Zukunft

Kontakt: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jochen Deuse Telefon +49 755 2652 E-Mail [email protected] Internet www.IPS.DO


IST – Institut für Systemtheorie und Regelungstechnik, Universität Stuttgart Das Institut für Systemtheorie und Regelungstechnik (IST) der Universität Stuttgart wurde 1999 gegründet und ist der Fakultät für Konstruktions-, Produktions- und Fahrzeugtechnik (Maschinenbau) der Universität Stuttgart zu-geordnet. Der Schwerpunkt in der Forschung liegt auf der Entwicklung praktisch relevanter Methoden zur sys-temtheoretischen Analyse und Regelung von allgemeinen dynamischen Systemen. Im Zentrum der Betrachtun-gen stehen komplexe dynamische Systeme und speziell solche, bei denen die Interaktion zwischen Teilsystemen über ein Netzwerk im Vordergrund stehen.

Schwerpunkte und Kompetenzen Die Hauptsäulen der Forschung am IST sind die Fel-der der modellprädiktiven Regelung, Regelung ver-netzter Systeme, die nichtlineare Regelung sowie die Systembiologie: Bei der Regelung vernetzter Systeme wird in

einem Verbund mehrerer dynamischer Systeme das Zusammenspiel zwischen der Dynamik der Einzelsysteme, ihrer Kopplung und dem Einfluss der Kommunikation zwischen den Systemen unter-sucht. Durch den Fortschritt in der Informations- und Kommunikationstechnik gewinnt dieses The-menfeld zunehmend an Bedeutung und ist insbe-sondere für die Entwicklungen in der Industrie 4.0 relevant.

Modellprädiktive Regelung (MPC) ist eine der erfolgreichsten fortgeschrittenen Regelungs-methoden. Die Grundidee von MPC ist es, das zu-künftige Verhalten des zu regelnden Systems mit-tels eines mathematischen Modells über eine ge-gebene Zeitspanne vorherzusagen und eine opti-male Stellgröße zu berechnen, die Systembe-schränkungen einhält und ein vorher definiertes Kostenfunktional minimiert.

Die mathematischen Modelle von physikalischen Prozessen sind meist nichtlinear. Um diese best-möglich behandeln zu können, beschäftigt sich die nichtlineare Regelungstechnik mit der expliziten Berücksichtigung der nichtlinearen Effekte bei der Regelung technischer Systeme.

Die Systembiologie ist eine interdisziplinäre Wis-senschaft, in der Methoden aus der Biologie und der Systemtheorie angewandt werden. Sie beschäf-tigt sich mit der Modellierung und Analyse hoch-komplexer, stark vernetzter biologischer Systeme.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Die Forschung des IST zum Thema Industrie 4.0 setzt sich mit den regelungstechnischen Herausforderungen auf dem Weg zur vierten industriellen Revolution aus-einander. Hierzu werden aus den Visionen der zukünf-tigen Industrielandschaft mathematisch greifbare Fra-gestellungen abgeleitet, die mit systemtheoretischen Methoden analysiert und gelöst werden können. Zum einen werden daraus Erkenntnisse gewonnen, welche Voraussetzungen von Anlagen und Prozessen erfüllt werden müssen, um die Ideen des Konzepts Industrie 4.0 zu realisieren, zum anderen kann gezeigt werden, welche Schwierigkeiten bei der Umsetzung auftreten und wo die Grenzen des Machbaren liegen. Durch das bessere Verständnis der auftretenden dynamischen Prozesse wird eine theoretische Basis geschaffen, auf der die Diskussion um Industrie 4.0 fortgeführt werden kann. Für die Analyse der betrachteten Systeme, die in zunehmendem Maße miteinander verbunden werden, bieten sich insbesondere die Verfahren der Regelung vernetzter Systeme an, welche in Verbindung mit den Methoden der modellprädiktiven Regelung dazu beitra-gen können, der Vision einer optimalen und verkoppel-ten Fertigung näher zu kommen. Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Frank Allgöwer Telefon +49 711 685 67733 E-Mail [email protected] Internet www.ist.uni-stuttgart.de


ISW – Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen Universität Stuttgart Das Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart zählt international zu den führenden universitären Forschungsinstituten im Bereich der Steuerungstech-nik. Das ISW forscht dabei interdisziplinär an Technologien für die Produktion und Automatisierung von übermor-gen. Für die Industrie sind wir seit fast 50 Jahren innovativer und verlässlicher Partner für anspruchsvolle Heraus-forderungen von der ersten Idee bis hin zum Produkt.

Schwerpunkte und Kompetenzen Mit unserem Leis-tungsangebot zur »Steuerungs- und Antriebstechnik« unterstützen wir Sie bei der Verfolgung der wesentlichen Produktionsziele im Bereich Automatisie-

rungstechnik. Zur Bewältigung Ihrer Herausforderun-gen bieten wir Ihnen die folgenden Leistungen:

Identifikation und Umsetzung von Optimierungs-potential von Maschinen und Anlagen

Konzeption und Realisierung von Automatisie-rungssystemen bis hin zur Abnahme beim Kunden

Optimierung von Steuerungsarchitekturen Hochperformante Regelungskonzepte in Soft- und

Hardware (FPGA) Intelligente Vernetzung von Maschinen und

Anlagen Hochperformante Anbindung von Antriebstechnik

und Sensorik an Steuerungen Know-how im Bereich OPC UA von der Klemme bis

zur Cloud Konzeption und Standardisierung von Kommuni-

kationsprotokollen bis hin zur Zertifizierung Entwicklung von hochmodernen plattformunabhän-

gigen Bedienoberflächen Echtzeitsimulation, gekoppelt mit beliebigen

Steuerungssystemen Schulungen und Weiterbildung im Bereich Automa-

tisierungstechnik Gutachtertätigkeiten im Bereich Steuerungs-

technik

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 AiF Cloudplug: Einfachste Anbindung von moder-

nen Maschinen und Anlagen an Cloudsysteme AiF ICS-MISIS: rückwirkungsfreie Identifikation von

Legacy-Steuerungen in Produktionsnetzen BMBF Retronet: Anbindung von Altmaschinen an

I4.0-Plattformen DFG EDK: Vernetzung von mobilen CPS in der

Produktion durch echtzeitfähige Drahtloskommuni-kation

BMBF pICASSO: Bereitstellung von Steuerungs-technik aus der Cloud

BMBF Robin: Informationstechnische Vernetzung und Analyse von aufeinanderfolgenden Wertschöp-fungsschritten

BMBF Bazmod: Schaffung einer standardisierten Schnittstelle zur Integration cyber-physischer Zu-satzmodule in Werkzeugmaschinen

BMBF iWindow: Aufwertung des Maschinenfensters durch AR/VR-Anwendungen

BMBF MultiCloud: Cloudanbieterunabhängige Dienstleistungen (z.B. zur BigData-Analyse) für die Produktion

Forschungsfabrik ARENA2036: Horizontale und vertikale Vernetzung der Automobilproduktion

OPC UA-Standardisierung von Profilen OPC UA-Konzeptentwicklung für führende Maschi-

nen und Anlagenbauer

Kontakt: Jan Schlechtendahl Telefon +49 711 685 82464 E-Mail [email protected] Internet www.isw.uni-stuttgart.de


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 Entwick-lungsarbeiten verfügt das ITA über ein modern ausgestattetes Technikum, in dem textile Prozessketten vollstän-dig abgebildet werden.

Schwerpunkte und Kompetenzen Schwerpunkte des Institutes liegen in den Bereichen Maschinenbau und textile Verfahrenstechnik, Polymer-technik und Hochleistungsfaserwerkstoffe, Textiles Preforming und Faserverbundwerkstoffe, Medizintech-nik, Smart Textiles und Fügetechnologie, sowie der Simulations- und Messtechnik. Das ITA entwickelt textile Halbzeuge und Produkte für Applikationsfelder in den Branchen Life Sciences und Healthcare, Bauen und Wohnen, Leichtbau und Mobili-tät und für den Energie-Sektor. Darüber hinaus werden zahlreiche weitere Industrie-branchen 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 For-schungs- 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 In-dustrie 4.0 in der Textilindustrie

SpeedFactory Automatisierte Einzelstückfertigung von Sportarti-keln und Autositzen.

StoreFactory Echtzeitfähige Umsetzung kundenindividueller, ge-strickter Produkte auf der Basis von kundenindivi-duellen Designwünsche und physiologischen An-forderungen (3D-Scans)

SozioTex Analyse und gezielte Gestaltung von soziotechni-schen Systemen für eine älter werdende Beleg-schaft, insbesondere beim Umgang mit innovativen und vernetzten Produktionsschritten.

AugmenTex Realitätsnahes, zeitlich unabhängiges und selb-ständiges Erlernen der Funktionsweise von Textil-maschinen mittels Augmented Reality.

Zahlreiche direkte Forschungs- und Entwicklungs-projekte

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


iwb – Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften, Technische Universität München Das 1875 gegründete Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Uni-versität 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 Produkti-onssytemen 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 Kooperatio-nen mit Industriepartnern. Die Kompetenzen des iwb liegen hierbei in den Bereichen Werkzeugma-schinen, Füge- und Trenntechnik, Additive Ferti-gung, Montagetechnik und Robotik sowie im Be-reich Produktionsmanagement und Logistik. Werkzeugmaschinen:

Zerspanungsprozesse Strukturverhalten Energieeffizienz und Leichtbau

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

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 CyProS – Intelligente Vernetzung in der Produktion

durch cyber-physische Produktionssysteme AKOMI – Automatisierte Konfiguration in der Mikrosys-

temtechnik InnoCyFer – Integrierte Gestaltung und Herstellung

kundeninnovierter Produkte in Cyber-Physischen Ferti-gungssystemen

Demonstratoren zu folgenden Themen: Cyber-Physische-Systeme in der automatisierten Mon-

tage Dienstbereitstellung in der aufgabenorientierten Bild-

verarbeitung Integrierte Gestaltung und Herstellung kundeninnovier-

ter Produkte auf cyber-physischen Fertigungssystemen Der Mensch in der Industrie 4.0

Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Gunther Reinhart Telefon +49 89 289 155 04 E-Mail [email protected] Internet www.iwb.tum.de


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. Zudem betreibt der LPS eine nach modernsten Gesichtspunkten gestaltete Lernfabrik zur studentischen Ausbildung und Weiterbil-dung von industriellen Mitarbeitern. Die LPS-Lernfabrik wird auch zur Umsetzung und Evaluierung von Industrie 4.0-Forschungsergebnissen in einem praktischen Fabrikumfeld verwendet. Dabei werden sowohl grundlagen-orientierte als auch industrienahe Forschungsprojekte durchgeführt. Der LPS bietet zusätzlich umfangreiche Schulungs- und Dienstleistungsangebote für industrielle Partner an.

Schwerpunkte und Kompetenzen Forschungsthemen Produktionsmanagement

Ressourceneffizienz Digitale Fabrik Mitarbeiterassistenz im Produktionsumfeld

Produktionsautomatisierung Formgedächtnistechnik Umformtechnik Medizintechnik

Industrielle Robotik Mensch-Roboter Kollaboration Mensch-Maschine-Schnittstelle Roboterbasierte Produktion Industrielle Servicerobotik

Produktionsdienstleistungen Service Engineering Geschäftsmodelle Produkt-Service Systeme

Weiterbildung Die LPS-Lernfabrik für Ressourceneffizienz, Pro-zessoptimierung, Management und Organisation sowie Industrie 4.0 und das vom LPS gegründete Institut für Wertschöpfungsexzellenz (IWEX) bieten die praxis-orientierte Weiterbildung industrieller Fach- und Füh-rungskräfte sowie Betriebsräte in den genannten Themenfeldern.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Im Industrie 4.0-Forschungsfeld ist der LPS an einer Vielzahl von industriellen Verbundprojekten (APPsist, SOPHIE, ADAPTION, DigiLernPro, CSC) federführend beteiligt. Kopplung digitaler und realer Fabrik Automatische Materialfluss- und Ressourcensimu-

lationen mit Betriebsdaten Intelligente Maschinendokumentation

Mensch-Roboter Kollaboration Mensch-Roboter Kollaboration für hybride Montage Sicherheit in der MRK

Smarte Produkt-Service Systeme Smarte Produktionstechnik Industrielle Dienstleistungen

Assistenz- und Lernsysteme Arbeitsassistenz für Maschinenbediener Lernsysteme für arbeitsplatznahe Weiterbildung in

der Produktion

Transformation Migrationsprozesse und Umsetzung von

Industrie 4.0-Lösungen bei KMU

Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Bernd Kuhlenkötter Telefon +49 234 32 26310 E-Mail [email protected] Internet www.lps.rub.de

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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 Mit-wirkung 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 Automatisie-rungstechnik ACPLT Laufzeitumgebung – Objektbasierte automati-sierungstechnische Open-Source Plattform für Steue-rungen, die während der Laufzeit erkundet und modifi-ziert werden kann OPC UA Modulare Anlagen

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Forschung im Bereich Merkmalsysteme und Ver-

waltungsschale Profile für OPC UA als plattformübergreifendes

Kommunikationsprotokoll

DYMASOS EU Projekt – Management von „System of Systems“

Automatisierte Dynamische Synthese von Kontext-modellen zur Pumpenüberwachung

Automatische Codegenerierung für SPS Regelbasiertes Engineering

Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Ulrich Epple Telefon +49 241 80 94339 E-Mail [email protected] Internet www.plt.rwth-aachen.de


PtU – Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen, Technische Universität Darmstadt Das Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU) unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Peter Groche befasst sich mit der Lehre und Forschung auf dem Gebiet der Umformtechnik. Das Institut mit seinen derzeit 34 wissenschaftlichen Mitarbeitern gliedert sich fachlich in die vier Abteilungen: Pro-zessketten und Anlagen, Walz- und Spaltprofilieren, Tribologie sowie Funktions- und Verbundbauweise. Für ex-perimentelle Untersuchungen von Umformprozessen stehen zwei Walzprofilieranlagen sowie verschiedene Pres-sentypen zur Verfügung. Weiterhin 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 be-

stehenden Produktionsprozessen durch ganzheitli-che Betrachtung von Prozessketten und der dazu-gehörigen Maschinen- und Anlagentechnologie Industrie 4.0 in der Umformtechnik durch In-

tegration robuster Sensorik in die Wertschöp-fungskette, um dadurch gewonnene Informatio-nen als Steuerungs- und Regelungsgrundlage zu nutzen

Herstellung ressourcenschonender Perma-nentmagnete durch Substitution von seltenen Erden

Kombination und Erweiterung von Profilierverfahren

wie Walz- und Spaltprofilieren Walzprofilieren von Spaltprofilflanschen zur Re-

alisierung integraler Verbindungsstellen ohne weitere Fertigungsschritte

Flexibles Spaltbiegen

Analyse und Optimierung von tribologischen Sys-temen zur Steigerung der Produktivität und Stabili-tät umformtechnischer Prozesse Verschleißuntersuchungen Entwicklung von Reibmodellen für die industriel-

le Praxis

Integration von sensorischen und/oder aktorischen Komponenten in bestehende Strukturen und Ma-schinenelemente

Informations- und Schulungsveranstaltungen zur

Verbreitung der Gedanken von Industrie 4.0, insbe-sondere in kleinen und mittleren Unternehmen.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 RobIN 4.0

RFID-Technologie in der kon-tinuierlichen Blechumformung verzweigter Bleche

Umformen funktional bedruckter Bleche

Integration von Funktionsmateria-lien durch Rundkneten

Kontakt: Johannes Hohmann, M. Sc. Telefon +49 6151 16 23187 E-Mail [email protected]

Tilman Traub, M. Sc. Telefon +49 6151 16 23141 E-Mail [email protected]

Internet www.ptu.tu-darmstadt.de


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 Kompo-nenten sowie der Prozessoptimierung, Produktionsorganisation und Energieeffizienz im produktionstechnischen Umfeld. Die Digitalisierung und Vernetzung in der Produktion bildet hierbei ein Querschnittsthema, welches alle Schwerpunkte miteinander verbindet.

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 Traceability im Wertschöpfungsprozess Industrie 4.0 in komplexen Wertschöpfungs-

ketten Energieeffiziente Produktionsmaschinen Energie- und Versorgungstechnik in der

Produktion

Lernfabriken des PTW Prozesslernfabrik CiP (Center für industrielle

Produktivität) o Lean Management o Digitalisierungslösungen in bestehen-

den Produktionssystemen ETA-Fabrik (Energieeffizienz-, Technologie-

und Anwendungszentrum) o Umweltgerechte Produktion

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Effiziente Fabrik 4.0: Entwicklung eines Industrie 4.0-

Lernparcours für den Mittelstand in der Prozesslernfab-rik CiP (HMWEVL)

ETA-Fabrik: Entwicklung einer energieeffizienten Mo-dellfabrik mit wertstromübergreifendem Energiemonito-ring zur optimierten Energieflusssteuerung durch IKT-Vernetzung von Produktionsmaschinen und technischer Gebäudeausrüstung (Vernetzung von Maschinen, Pro-zess und Gebäude) (BMWi)

SmartTool: Entwicklung eines intelligenten Werkzeug-systems zur Steigerung der Informationstransparenz im Werkzeugkreislauf (BMBF)

Kompetenzzentrum Mittelstand 4.0: Unterstützung des Mittelstandes bei der digitalen Transformation der Produktion durch Demonstratoren, Weiterbildung in der Prozesslernfabrik CiP sowie Umsetzung von Digitalisie-rungslösungen in der Praxis (BMWi)

Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Eberhard Abele Prof. Dr.-Ing. Joachim Metternich Telefon +49 6151 16-200 80 E-Mail [email protected] Internet www.ptw.tu-darmstadt.de


Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V., Kaiserslautern SmartFactoryKL ist Wegbereiter der intelligenten Fabrik von morgen und Pionier von Industrie 4.0. Als führendes Kompetenzzentrum und unabhängige Demonstrations- und Forschungsplattform entwickeln wir innovative Fab-riksysteme, in denen die Vision von Industrie 4.0 bereits Realität wird. In einem Netzwerk von renommierten Part-nern 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 her-stellerübergreifende Industrie 4.0-Anlage.

Schwerpunkte und Kompetenzen Die SmartFactoryKL befasst sich mit der Überführung der Vision Industrie 4.0 in die Realität. Zusammen mit namhaften Partnern sind in den Bereichen Automati-sierungstechnik, IT und Mensch-Maschine-Interaktion zahlreiche realitätsnahe Lösungen entwickelt und umgesetzt worden. In gemeinschaftlichen Projekten, bei denen die SmartFactoryKL als Technologieplatt-form und Schnittstelle agiert, werden Forschungser-gebnisse und theoretisches Know-How in die industri-elle Praxis überführt. Das große Partnerkonsortium bietet die Möglichkeit, herstellerübergreifende Entwick-lungen 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 unterschiedli-chen Forschungsvorhaben im Bereich Industrie 4.0 zusammen.

Bildquelle: SmartFactoryKL / Christopher Arnoldi

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Die weltweit erste, herstellerübergreifende Industrie 4.0-Anlage: 18 Partner haben im Zusammenschluss die Demonstrationsanlage mit neun 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&Produce-Prinzip realisiert. Das Gemeinschaftsprojekt bietet den Proof of Concept für die beteiligten Partner und die entwickelnten Konzepte, sowie eine einzigartige Lern- und Forschungsplattform für die Industrie.

Bildquelle: SmartFactoryKL

Kontakt: Rüdiger Dabelow Telefon +49 631 20575 3404 E-Mail [email protected] Internet www.SmartFactory.de


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 Institut-sarbeit steht angewandte, um Zeitdiagnostik bemühte, empirische Grundlagenforschung in den Bereichen Ar-beits-, 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 Soziologi-sche Forschungsinstitut Göttingen (SOFI) in seiner Forschung Prozesse des industriellen Wandels und des Wandels von Arbeit. Die aktuelle Forschung kon-zentriert sich auf drei sich ergänzende Forschungsper-spektiven:

Arbeit im Wandel: Stichworte sind hier neue For-men der Arbeitsorganisation und der betrieblichen Arbeitspolitik, neue Steuerungskonzepte, Wandel von Arbeitsgestaltung und Qualifikationsbedarf, neue Strategien der betrieblichen Aus- und Weiter-bildung, arbeitspolitische Gestaltungsspielräume zur Verbesserung der Arbeitssituation, Auswirkun-gen des demografischen Wandels und alters- und alternsgerechte Arbeitsgestaltung, Einbeziehung der Beschäftigten bei der Ausgestaltung und Um-setzung neuer Technologien, sektoraler Wandel und Strukturwandel der Arbeitsgesellschaft, Bedeu-tung neuer Arbeitsformen.

Wandel von Produktions- und Innovationsmo-dellen: Wichtige Themen in diesem Bereich sind Fragen der Globalisierung, Wechselwirkungen zwi-schen institutionellem Wandel und betrieblichen Produktions- und Innovationsstrategien sowie die sozialen Wirkungen neuer Technologien (insbeson-dere IuK-Technologien).

Wandel des Sozialmodells (Arbeit-Bildung-Lebensweise im Umbruch): Während sich die ers-ten beiden Schwerpunkte auf Entwicklungen auf der betrieblichen und Unternehmensebene kon-zentrieren, geht es hier um Themen wie Prekarisie-rung 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 qualifizier-ter Arbeit bis zu drastischen Beschäftigungseinbrü-chen und einer verstärkten Kontrolle der Arbeitenden. Das SOFI geht diesen Entwicklungen in seiner For-schung nach. Beispiele für einschlägige Projekte zur Entwicklung von Arbeitswelt und Digitalisierung in Industrie und Dienstleistungen sind:

Arbeitsorganisation, Prozesssteuerung, Produk-tionssysteme: IWEPRO (Intelligente selbstorgani-sierende Werkstattproduktion), AGTIL (Ausprägun-gen 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 Qua-lifizierung, neue Geschäftsmodelle: COLLIN, Montagearbeit 4.0, Antrag AQLog (Arbeit und Qua-lifizierung in Logistik 4.0), Mediaconomy

Kontakt: Prof. Dr. Jürgen Kädtler Telefon +49 551 5 22 050 E-Mail [email protected] Internet www.sofi-goettingen.de


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 Kom-petenzzentrum Vliesstoffe und dem Innovationszentrum Technische Textilien in erster Linie auf die Themenfel-der Technische Textilien und Vliesstoffe. Daneben verfügt das Institut über eine anerkannte Prüf- und Zertifizierungsstelle mit dem Schwerpunkt Geo-kunststoffe 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 Industrieanbin-dung und die Mitarbeit in über 50 Gremien und Verbän-den über ein leistungsfähiges Netzwerk.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Im Rahmen des Projektes futureTEX wird seit 2014 das Thema Industrie 4.0 branchenspezifisch bearbei-tet. Schwerpunkte sind die Entwicklung textiler Zu-kunftsprodukte mit qualitativ neuen Funktionen, tech-nologischer Innovationen für effizientere, flexiblere und nachhaltigere Produktionsprozesse in Verbindung mit dem Aufbau neuer Organisationsformen der Wert-schöpfung. Ein wesentlicher Teil der Arbeiten im Umfeld von Industrie 4.0 ist dabei das Aufzeigen von branchen-spezifischen Lösungen an praxisnahen Beispielen in einem Anwendungszentrum. In diesem werden ver-schiedene Aspekte komplexer textiler Wertschöp-fungsketten, z.B. horizontale und vertikale Vernetzung, intelligente Instandhaltung und selbstoptimierende Fertigung für die digitalisierten Produktionsprozesse in der Textilindustrie dargestellt. Die Untersuchungen fokussieren dabei die Interaktion zwischen Mensch, Maschine und Produkt in der sich wandelten Produktionsumgebung und stellen weitere Schritte auf dem Weg zur Textilfabrik der Zukunft dar.

Kontakt: Dipl.-Ing. Dirk Zschenderlein Telefon +49 371 5274 283 E-Mail [email protected] Internet www.futuretex2020.de www.stfi.de


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. Das TECO forscht an wissenschaftlichen Kernfragen, 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. Unsere Leistungen umfassen Beratung, Vorprojekte, Adaption und Integration von Technologien des Internet der Dinge, Studien und Forschungs- und Entwicklungsarbeiten.

Schwerpunkte und Kompetenzen Smart Data Analyse von Daten aus der Industrie 4.0 Analyse von industriellen Daten aus Maschinen, Produk-tionsflüssen und Logistik sind unsere Spezialisierungen mit Fokus auf: Korrelation von Maschinendaten auf Ereignisse und

Betriebszustände, Aufbereitung/Kuratierung von Ma-schinendaten für Big Data Analysen

Klassifikation und Prädiktion von Ereignissen Werkzeuge zur Analyse und Prädiktion

Kabellose Sensorplatt-formen für das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) Die kostengünstige Auf-nahme von Sensordaten stellt die Voraussetzung für Smart Data Analyse z.B. zur Verbesserung der Produkti-

on 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, Gehäuse-alternativen, batteriebetrieben oder Energy-Harvesting

Anbindung an das Internet, Cooperative Cloud, Big Data Analytics mit höchster Sicherheit

Innovative Benutzerschnittstellen für Industrie 4.0 Unser Fokus ist die Erstellung von innovativen Benutzer-schnittstellen (z.B. Mobile Apps, Augmented Reality, (semi-) automatische Generierung von Reports, Hand-büchern, kontextuellen Hilfedateien) und die Durchfüh-rung von Nutzerstudien mit IoT-Technologien unter rea-listischen Einsatzbedingungen.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Das TECO betreibt mit SDIL und SDSC-BW zwei Zentren im Bereich Big Data für die Industrie. Das TECO ist hier auch in Industriekooperationen tätig. Z.B. im Bereich Big Data Analyse für die Industrie: u.a. Projekte zur Energieverbrauchsminimierung, zur Qualitätsverbesserung oder zur Effizienzanalyse und Verbesserung in der Produktion bzw. von Maschinen.

Unsere kabellosen IoT-Sensorsysteme befinden sich im produktiven Einsatz in der industriellen Produktion und liefern dort Daten zur Überwachung der Produkt-qualität. Unsere IoT-Sensorsysteme werden zudem in Lizenz in industriellen Produkten eingesetzt. Im Bereich Benutzerschnittstellen entwickeln wir automatische Adaptionssystem für Benutzerschnitt-stellen (z.B. für Ältere, EU Projekt Prosperity4All). Mit der Industrie erforschen wir Systeme zur automati-schen Generierung von Reports und Handbüchern.

Kontakt: Prof. Dr. Michael Beigl Telefon +49 721 608 41700 E-Mail [email protected] Internet teco.kit.edu


VPE – Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung Technische Universität Kaiserslautern Zu den Forschungsschwerpunkten am Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung (VPE) der TU Kaiserslautern zählen Arbeiten im Bereich Product Lifecycle Management (PLM), System Lifecycle Management (SysLM) und Industrial Internet (inkl. Industrie 4.0 und Internet der Dinge und Dienste/Services).

Leitbild: Industrial Internet wird Engineering Prozesse durch Digitalisierung, Interdisziplinarität, Vernetzung, Integration und Kollaboration grundlegend verändern. Eine neue, intelligente, auf digitalen Modellen basierende Entwicklungs- und Konstruktionsmethodik unter Beachtung aller Phasen im Lebenszyklus smarter Produkte bzw. Produktsysteme ist nötig, um Prozesse sowie IT-Werkzeuge aller Disziplinen in einen gemeinsamen Entwick-lungsansatz zu überführen. System Lifecycle Management wird hierzu als nächste Stufe von PLM aufgebaut und als Schlüsselkonzept zur detaillierten Ausgestaltung des Industrial Internet angesehen.

Schwerpunkte und Kompetenzen Erforscht wird das Themengebiet der Virtuellen Produktentwicklung. Der Lehrstuhl verfügt über gesi-cherte Expertise in den Bereichen PLM und SysLM.

Ausgewählte Forschung im Kontext von System Lifecycle Management: Industrial Internet Industrial Internet wird die Engineering Prozesse durch Digitalisierung, Interdisziplinarität, Vernetzung, Integra-tion und Kollaboration grundlegend verändern.

PLM und SysLM Entwicklung und Bereitstellung von Implementierungs-methoden und Konzepten zur Optimierung und Digitali-sierung aller Phasen interdisziplinärer Produktentste-hungsprozesse sowie zur Verwaltung der Daten von miteinander vernetzten und kommunizierenden IT-Systemen entlang aller Lebenszyklusphasen.

Model Based Systems Engineering Die interdisziplinäre Entwicklung smarter Produkte und Produktsysteme stellt besondere Anforderungen an den Produktentwicklungsprozess.

Vernetzte IT-Toolketten und Standards Ziel ist es, eine effektivere Kommunikation und Inter-pretation von im Unternehmen und in der Lieferkette verteilten Produktinformationen zu gewährleisten. Eine hohe Anwendungsorientierung zeichnet die For-schung in allen Kompetenzfeldern des Lehrstuhls aus.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Kaiserslautern

Vom BMWi gefördertes Zentrum zum Transfer von Potentialen der Anwendungen von Industrie 4.0 in den Mittelstand und in die berufliche Aus-/Weiterbildung. Unter der Leitung der SmartFactoryKL.

InnoServPro // Forschungsprojekt BMBF - PT-DLR Innovative Serviceprodukte für individualisierte, verfüg-barkeitsorientierte Geschäftsmodelle für Investitions-güter.

mecPro² // Verbundprojekt BMBF - PTKA Modellbasierter Entwicklungsprozess cybertronischer Produkte und Produktionssysteme.

Im Kontext von Industrie 4.0 ist der Lehrstuhl an den folgenden Initiativen maßgeblich beteiligt: Science Alliance Kaiserslautern Disziplinen übergreifendes Netzwerk zur anwendungs-orientierten Forschung im Bereich Industrie 4.0 am Technologie- und Forschungsstandort Kaiserslautern. Leitung der „Arbeitsgruppe Industrie 4.0“.

Center for Smart Systems Engineering Interdisziplinärer Zusammenschluss von ForscherInnen aus fünf Fachbereichen der Technischen Universität Kaiserslautern. Grundlagenforschung und univ. Lehre im gemeinsa-men Querschnittsthema Smart Systems Engineering.

Kontakt: Professor Dr.-Ing. Martin Eigner Telefon +49 631 205 3873 E-Mail [email protected] Internet www.mv.uni-kl.de/vpe


wbk – Institut für Produktionstechnik Karlsruher Institut für Technologie Das wbk ist mit knapp 100 Mitarbeitern thematisch in der Fakultät für Maschinenbau angesiedelt. Die drei Berei-che Fertigungs- und Werkstofftechnik, Maschinen, Anlagen und Prozessautomatisierung und Produktions-systeme, 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 Oberflä-chen)

Leichtbau (metallischer Leichtbau, Composites, hybrider Leichtbau)

Elektromobilität (Prozesskette Zellfertigung, Batte-riemontage, E-Motorfertigung)

Generative Fertigung (sowohl auf Basis von Po-lymeren als auch von Metallpulvern)

Diese Themen werden entlang der gesamten Prozess-kette von der

Fertigungs- und Werkstofftechnik unter Ein-schluss der fertigungsbedingten Bauteileigen-schaften über

Lösungen für Werkzeugmaschinen und Handha-bungstechnik bis hin zu

Fertigungsmesstechnik und robusten Produkti-onssystemen in globalen Wertschöpfungsnetz-werken bearbeitet.

Industrie 4.0 stellt dabei eine alle Anwendungsfelder umspannende Methodenbasis dar. Der Fokus des Forschungsschwerpunktes Industrie 4.0 liegt auf einer intelligenten Vernetzung von Menschen und Produkt-ionsmitteln. Dabei werden sowohl Prozesse im Betrieb optimiert (für Leitanwender) als auch neue Produkte, Dienstleistun-gen und Ge-schäftsmodelle (für Leitanbie-ter) entwickelt.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Die Projektthemen zu Industrie 4.0 erstrecken sich entlang der gesamten Prozesskette. Aktuelle Beispiele sind:

Online-Sensordatenauswertung Plug&work-fähige Komponenten Geschäftsmodelle auf Basis von Predictive Main-

tenance Orientierungshilfe zur Implementierung von In-

dustrie 4.0 im Mittelstand (VDMA Leitfaden Indust-rie 4.0)

Dynamische Qualitätssicherung und Produktions-steuerung auf Basis von Big Data

Industrie 4.0 als Enabler zur Anreicherung von Lean Production

Gestaltung von wandlungsfähigen und robusten Produktionssystemen und -netzwerken

Anwendung von Industrie 4.0 Technologien zur Umsetzung von skalierbarer Automatisierung

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


Wi1 – Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik, insb. Innovation und Wertschöpfung Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Der Forschungsfokus des Lehrstuhls für Wirtschaftsinformatik, insb. Innovation und Wertschöpfung liegt auf der pilotierenden Innovationsforschung. Dabei wird ein gestaltungsorientierten Ansatz in interdisziplinären For-schungskonsortien verfolgt. Forscher und Unternehmer stellen sich gemeinsam realen Innovationsherausforde-rungen. Im Ergebnis werden marktfähige Produkte, Dienstleistungen und Geschäftsmodelle konzipiert, getestet und umgesetzt. Aktuelle Projekte zu Industrie 4.0 fokussieren auf die interaktive Gestaltung der digitalen Trans-formation sowie die systematische Entwicklung digitaler Services im Kontext der vernetzten Produktion.

Schwerpunkte und Kompetenzen

Value Co-Creation – Interaktive Erarbeitung und Etablierung von innovativen Wertschöpfungsme-thoden mit Kunden und weiteren Stakeholdern

Service Innovation – Methodisches Vorgehen zur Gestaltung neuer Dienstleistungen

Service Systems Engineering – Systematisches Gestalten von domänenübergreifenden Service-Systemen

Stakeholder Integration – Methoden zur Beteili-gung aller Stakeholder an Innovations- und Ver-änderungsprozessen

Open Innovation – Offene Innovation im Kontext kritischer Herausforderungen (z.B. Industrie 4.0, IT-Sicherheit, Healthcare)

Open Business Model Innovation – Geschäftsmo-dellentwicklung im Kontext von Industrie 4.0

Digitization & 3D Printing – Zusammenführung digitaler und physischer Prozesse für die Wert-schöpfung in der Fabrik der Zukunft

Future of Work – Gestaltung der Arbeitsplätze für die Fabrik der Zukunft unter Berücksichtig der Di-versifikation in Qualifikation und Alter der Beleg-schaft

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 S-CPS: Ressourcen Cockpit für Sozio-Cyber-Physische Systeme: Betrieb von CPS für die Instand-haltung in einer realen Produktionsumgebung mit be-sonderem Augenmerk auf das Zusammenwirken zwi-schen CPS und Mensch. BigDieMo: Entwicklung von digitalen Werkzeugen zur Gestaltung von Big Data-Dienstleistungen für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in Deutschland, wel-che die häufig unerschlossenen Potentiale von Daten für Dienstleistungsinnovationen nutzbar machen. SmartDiF: Entwicklung von Werkzeugen und digital-physischen Plattformen für ein faktenbasiertes Service Engineering im Kontext von Industrie 4.0. Zielperspek-tive ist die „Smarte Dienstleistungs-Fabrik“. VeSiKi: Vernetzte IT-Sicherheit kritischer Infrastruktu-ren. Entwicklung eines ganzheitlichen Open Innovati-on-Konzepts für die IT-Sicherheit Kritischer Infrastruk-turen. Z.B: Bei Verkehr, Telekommunikation, Energie- und Wasserversorgung.

Kontakt: Prof. Dr. Kathrin M. Möslein Telefon +49 911 5302-284 E-Mail [email protected] Internet www.wi1.fau.de


Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik und Neue Medien Universität Siegen Wir erforschen innovative IKT-Anwendungen unter Berücksichtigung technologischer Innovationen in den Forschungsfeldern Human-Computer Interaction, computerunterstützte Gruppenarbeit (CSCW), Ubiquitous Computing und Software. Die verschiedenen Forschungsaktivitäten werden durch gestaltungsmethodische Querschnittsfragen aufeinander bezogen. Diese betreffen softwaretechnische Grundlagen, Participatory Design, End User Development, Methoden integrierter Organisations- und Technikentwicklung und Grundlagen von Design Science.

Schwerpunkte und Kompetenzen Interdisziplinäre Forschungsrichtungen aus den Berei-chen Betriebswirtschaftslehre, Organisationswissen-schaften, Arbeitswissenschaften, Psychologie und Mensch-Maschine-Interaktion. Forschungsfragen be-treffen unter anderem Gestaltung und Aneignung ko-operativer Softwaresysteme in Organisationen, kom-munikations-orientiertes Wissensmanagement, Einfluss von Informationstechnik auf Gesellschaft und Arbeits-welt. Weitere Themenfelder sind Community-Support, Entertainment, Nachhaltigkeit, Methoden integrierter Organisations- und Technikentwicklung, Rapid Proto-typing (3D-Druck), dezentrale Fabrikationsinfrastruktu-ren, Produktion der Zukunft, Sociable Technologies und die Erforschung und Anwendung innovativer In-formations- und Kommunikations-Technologie Anwen-dungen und Artefakten.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Der Focus der Forschungsaktivitäten ist die praktische Ausgestaltung von Industrie 4.0 in KMU. Hierzu gehö-ren auch Forschungsaktivitäten bezüglich der Einflüsse der Digitalisierung auf die Unternehmen. Die Mitarbei-ter in KMU spielen eine zentrale Rolle. Bei den zukünf-tigen Planungs- und Produktionsszenarien (CPPS) sind die Mitarbeiter entsprechend zu unterstützen, um die-ser neuartigen Rolle im Unternehmen gerecht werden zu können. Insbesondere geht es dabei um das Ver-ständnis komplexer, echtzeitnaher Sachverhalte der Mensch-Maschine-Interaktion, und der Kollaboration zwischen Mitarbeitern in Supply-Chains beispielsweise. Die Echtzeitnahe Informationsgewinnung und -verarbeitung ist ausschlaggebend für Smart-Production. 1. Titel des Projektes: Cyber-physische Unterstützung des Menschen beim Rüstvorgang am Beispiel eines Biegeprozesses zur Kleinserienfertigung auf Basis eines Wissenstransfer-ansatzes Optimale Unterstützung des Menschen beim Rüstvor-gang 2. Titel des Projektes: Echtzeitnahes kollaboratives Planen und Optimieren Echtzeitnahe Planung und Steuerung der Produktion.

Kontakt: Lehrstuhlinhaber Prof. Dr. Volker Wulf Telefon +49 271 740 2910 E-Mail [email protected] Walter Schäfer Telefon +49 271 740 2688 E-Mail [email protected] Internet www.wiwi.uni-siegen.de/wirtschaftsinformatik

Kraftfahrzeuge

Anlagenbau

Haustechnik

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Quantitative Vollerhebung des regionalen Mittelstandes

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Fokus III: Kooperative

Umgebungen

Fokus II: Sociable

Technologies

Fokus I: Intelligente

Prozesssteu-erung


Werkzeugmaschinenlabor WZL, Lehrstuhl für Fertigungs-messtechnik und Qualitätsmanagement RWTH Aachen University Das WZL der RWTH Aachen steht seit Jahrzehnten weltweit als Synonym für erfolgreiche und zukunftswei-sende Forschung und Innovation auf dem Gebiet der Produktionstechnik. In sechs Forschungsbereichen werden sowohl grundlagenbezogene als auch an den Erfordernissen der Industrie ausgerichtete Forschungs-vorhaben durchgeführt. 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 mit dem Ziel der Steigerung von System-, Prozess- und Produktqualität.

Schwerpunkte und Kompetenzen Unter Industrialisierung verstehen wir die Erhebung relevanter und objektiver Daten und ihre Rückführung und Nutzung im betrieblichen Kontext. Der Schwer-punkt im Bereich der Fertigungsmesstechnik liegt auf der Entwicklung modellbasierter Systeme, die eine Digitalisierung der realen Welt auf Basis valider Messdaten darstellen. Hierzu erforschen wir innovati-ve Messsysteme und deren individuelle Integration in die Fertigungsprozesse von Unternehmen. Unsere Kompetenzfelder umfassen z.B. rückgeführte Mess-prozesse für komplexe und große Bauteile oder die Computertomographie im industriellen Einsatz. Ein Schwerpunkt liegt zudem in der messtechnisch-gestützten Montage mit Kompetenzen u.a. in den Bereichen Montagesystemtechnik und Prüfprozess-management. Im Bereich des Qualitätsmanagements sehen wir die Nutzung relevanter Daten durch die Entwicklung geeigneter Strukturen entlang des gesamten Produkt-lebenszyklus 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 Produktindividuali-sierung stellt für die Fertigung und Montage eine große Herausforderung dar. Daher liegt ein Schwer-punkt zudem auf der Erforschung und Entwicklung technologischer und organisatorischer Lösungen für eine Digitalisierung der individuellen Produktion, in der wir große Potentiale hinsichtlich einer gestei-gerten Flexibilität und Effizienz in den Prozessen sehen.

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 In unseren thematischen Schwerpunkten wie der Digitalisierung der individuellen Fertigung und Monta-ge erforschen wir in zahlreichen Projekten die Poten-tiale der Industrie 4.0 und gestalten diese aktiv mit:

In dem BMBF-geförderten Projekt „KoSyF“ erforschen wir gemeinsam mit weiteren Partnern die Planung und Steuerung einer synchronisier-ten, kundenindividuellen Produktion mit Fokus auf die Integration des im Unternehmen verteilten Ex-pertenwissens.

Im DFG-geförderten Projekt „Quality Intelli-gence“ erforschen wir die zielgerichtete Nutzung von Daten zur Steigerung der Prozessqualität in der individuellen Produktion.

Im F&E-Lab „Digitalisierte, individuelle Pro-duktion“ wollen wir gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Forschung marktfähige Lösungen entwickeln und diese im realen Betrieb erproben.

Als Teil des Kompetenzzentrums Mittelstand 4.0 in NRW befähigen wir insbesondere KMU zur Digitalisierung ihrer Produktionsprozesse.

Unsere Vision der digitalisierten Produktion in „Los-größe 1“ reicht von der papierlosen Fabrik über die Regel-basierte Steuerung bis zur datenbasierten, kontinuierlichen Verbesserung des gesamten Produk-tionsablaufs.

Kontakt: Dr.-Ing. Patrick Beaujean Telefon +49 241 80 26339 E-Mail [email protected] Internet www.wzl.rwth-aachen.de


Werkzeugmaschinenlabor WZL, Lehrstuhl für Produktions-systematik, 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 ver-treten. Das WZL hat etwa 900 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Etwa 220 wissenschaftliche Mitarbeiter koordinie-ren und bearbeiten Forschungs- und Industrieprojekte. Dabei werden sie von 200 nichtwissenschaftlichen Mitar-beitern sowie 480 studentischen Hilfskräften unterstützt.

Schwerpunkte und Kompetenzen Die Abteilung Produktionsmanagement am WZL er-forscht Fragestellungen in den Bereichen globale Pro-duktion, Prozessmanagement und Produktionslogistik. Hierfür werden in enger Kooperation mit renommierten Partnern aus Industrie und Forschung innovative An-sätze für die Gestaltung, Organisation und das Ma-nagement der Produktion entwickelt und in der Praxis umgesetzt. Zur Erforschung und Erprobung von Industrie 4.0 Lösungen steht seit Ende 2013 eine Demonstrations-fabrik zur Verfügung. Die Demonstrationsfabrik Aachen ist ein zentraler Bestandteil des Clusters Smart Logistik auf dem RWTH Aachen Campus. Ihr Ziel ist die Schaf-fung eines innovativen Raums, um in einem realen Produktionsumfeld empirische Forschung sowie Schu-lungen und Weiterbildungen durchzuführen. Die Pro-duktionsumgebung bietet dabei zum einen die Mög-lichkeit zur Herstellung von Prototypen und Vorserien-produkten, zum anderen die Infrastruktur für Industrie und Forschung, um gemeinsam produktionssystemati-sche Fragestellungen in einem realen Betrieb zu unter-suchen. Im Gegensatz zu bestehenden Lernfabriken, die eine Produktion in der Regel modellhaft abbilden, wird in der Demonstrationsfabrik die komplette Wert-schöpfungskette von Beschaffung, Lagerhaltung, Ferti-gung und Montage für unterschiedliche Produktgrup-pen mit realen Prozessen abgebildet

Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0 Im Rahmen des „Industrie 4.0“-Forschungsprojekts ProSense wurde das Konzept einer hochauflösenden Produktionssteuerung auf Basis kybernetischer Unter-stützungssysteme 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 ver-knüpft. Basierend auf diesen Informationen wurden automatisch Handlungsvorschläge für den Fertigungs-steuerer generiert. Ziel war es, den Fertigungssteuerer in die Lage zu versetzen, fundierte Entscheidungen bezüglich notwendiger Eingriffe sowohl auf dem Shop-floor als auch in den IT-Systemen zu treffen. Dadurch wird die Planungszuverlässigkeit und die Einhaltung von zugesagten Kundenterminen trotz eines turbulen-ten Produktionsumfelds verbessert.

Kontakt: Dr.-Ing. Christina Reuter Telefon +49 241 80 28381 E-Mail [email protected] Internet www.wzl.rwth-aachen.de

VDMAForum Industrie 4.0Judith BinzerLyoner Str. 18 60528 Frankfurt am MainE-Mail: [email protected] Internet: industrie40.vdma.org

Design und LayoutVDMAForum Industrie 4.0Dr. Beate Metten

Erscheinungsjahr2016

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