UdZUnternehmen der ZukunftZeitschrift für Betriebsorganisation und Unternehmensentwicklung

ISSN 1439-2585

1/2019

Forschung

2 UdZForschung – Unternehmen der Zukunft 1/20192 UdZForschung – Unternehmen der Zukunft 1/2019

Impressum

UdZ – Unternehmen der ZukunftFIR-Zeitschrift für Betriebsorganisation und Unternehmensentwicklung, 20. Jg., Heft 1/2019, ISSN 1439-2585"UdZ – Unternehmen der Zukunft" informiert mit Unterstützung des Landes Nordrhein-Westfalen zwei Mal im Jahr über die wissenschaftlichen Aktivitäten des FIR.

HerausgeberFIR e. V. an der RWTH AachenCampus-Boulevard 55 · 52074 AachenTel.: +49 241 47705-0 · Fax: +49 241 47705-199E-Mail: info@fir.rwth-aachen.de Internet: www.fir.rwth-aachen.de

Direktor Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Günther Schuh

Geschäftsführer Prof. Dr.-Ing. Volker Stich

Bereichsleiter (inhaltlich verantwortlich für dieses Heft)Dienstleistungsmanagement: Dr.-Ing. Philipp Jussen Informationsmanagement: Dr.-Ing. Violett Zeller Business-Transformation: Dr.-Ing. Gerhard GuderganProduktionsmanagement: Dipl.-Wirt.-Ing. Jan Reschke

Redaktionelle MitarbeitSimone Suchan M.A.Julia Quack van Wersch, M.A.

KorrektoratSimone Suchan M.A.

Satz und BildbearbeitungJulia Quack van Wersch, M. A.

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4 UdZForschung – Unternehmen der Zukunft 1/2019

>>In dieser Ausgabe<<

>>FIR-Forschungsprojekte<<

Anhand der Leitthemen der Johannes-Rau-Forschungsgemeinschaft forscht und gestaltet das FIR die Zukunft

Softwarebasierte Automatisierungvon administrativen Prozessen mittels

Robotic-Process-Automation

Entwicklung von technischen und organisatorischenGestaltungsmöglichkeiten

für die Einführung zukunftsweisenderRPA-Technologien in KMU

Seite 23

Unternehmensübergreifende Nutzung von Big Data entlang der textilen

Prozesskette

Steigerung der Produktqualität und der Rückverfolgbarkeit von Fehlern mittels einer

Smart-Data-Analytics-Plattform

Seite 12

Seite 6

Konzeption, Entwicklung und Evaluierung einer App und

Simulationsplattform

Entscheidungsunterstützung in der kurzfristigenProduktionssteuerung

Seite 15

Load-based Monitoring-Maintenance

Optimierung des Betriebs von Onshore-Windenergieanlagen durch ein lastge-führtes Überwachungssystem mittels

Drehmomentsensoren

Seite 18

Entwicklung einer toolgestützten Entscheidungsunterstützung

zur Etablierung eines systematischen Ersatzteilmanagements

für KMU der Fertigungsindustrie

Ableitung von Potenzialen und Empfehlungen

möglicher Handlungsempfehlungen für das interne

und externe Ersatzteilmanagement

Seite 20

Einführungskonzept für Business- Analytics in produzierenden

Unternehmen der Nahrungsmittelindustrie

Entwicklung von Implementierungs- und Umsetzungskonzepten für die erfolgreiche

Einführung von Business-Analytics am Beispiel von KMU in der Nahrungsmittelindustrie

Seite 26

Erzeugung und Verwertung von Datenprodukten in der Lebens-

mittelindustrie durch Smart Services

Chancen durch Digitalisierung in der

Lebensmittelindustrie

Seite 34Cloudbasiertes Energiemanagement zur Steigerung der

Energieeffizienz produzierender Unternehmen

Ohne vertieftes Energiewissen und bei geringer Ablenkung vom Tagesgeschäft ein flexibles Energiemanagement implementieren

Seite 29

5G „geTRIZt“

Wie das erfinderische Problemlösen zur Gestaltung

neuer Showcases für die Technologie 5G beiträgt

Seite 10

5UdZForschung – Unternehmen der Zukunft 1/2019

>>Studien, Standards und Publikationen<<

Neue Dissertationsschrift erschienen

Seite 66Seite 63Neue Bände der FIR-Editionen Forschung

und Studien erschienen

Digitale Zugabfertigung imSchienengüterverkehr

Steigerung der Effizienz im Schienengüterverkehr

auf Basis einer Kollaborationsplattform für Güterwagen

Seite 40Energiewissensmanagement zur

unternehmensübergreifend optimiertenEnergieverwendung

Aufbau regionaler virtueller Kraftwerke in NRW

Seite 36

REduce Park-Search-Time

Steigerung der Effizienz im Schienengüterverkehr

auf Basis einer Kollaborationsplattform für

Güterwagen

Seite 46

Innerstädtische Mobilitätsplattform aufBasis autonomer PeopleMover

Nutzerzentrierte Konzeptionierung und Pilotierung

einer neuartigen Mobilitätslösung auf Basis einer

Dienstleistungsplattform für autonom fahrende Elektro-Shuttle

Seite 44

Cloudbasierte Collaboration-Software auf dem Weg zur Information-

4.0-Welt von morgen

Optimierung der Informationsflüsse in Bauprojekten durch ein unternehmensübergreifendes

Dokumentenmanagementsystem

Seite 56

APACHE: Entwicklung einer adaptiven Fertigungsregelung zur

systematischen Abweichungsbewältigung bei Kleinserien

Das Regelkreismodell des adaptiven

Abweichungsmanagements

Seite 59

Voraussetzungen zum Einsatz von Business-Analytics in der Service-

Entwicklung

Aufbau unternehmensinterner Kompetenzen zurEntwicklung von Services unter Verwendung

von Business-Analytics

Seite 50

10 UdZForschung – Unternehmen der Zukunft 1/2019

FIR-Forschungsprojekte – Leitthema: Industrie & Umwelt

Das Cluster Smart Logistik verfügt bereits seit 2016 über eine 5G-Infrastruktur, die dem Projekt '5Gang' zum Test neuer Usecases der Mobilfunktechnologie dient. Der Hintergrund der Installation ist nach wie vor aktuell: Der neue Mobilfunkstandard verspricht viele Neuerungen gegenüber einem LTE-Netz, wie eine tausendfach grö-ßere Bandbreite der Datenübertragung, mit der die Übertragung von 4K-Videos möglich wird, oder 400 Mal so viele Geräte pro Knotenpunkt mit einer zu-verlässigen Übertragung als bisher ver-sorgt werden können. Somit wird 5G als Enabler des Internets der Dinge ange- kündigt.1,2Jedoch stellt die Verdeutlichung der Potenziale Technologieanbieter vor eine große Herausforderung im Umgang mit der Industrie.³ Zur Demonstration des Nutzens werden plakative Demonstratoren benötigt, die den Nutzen erlebbar machen. Zu diesen adressierten Potenzialen gehören neben der hohen Bandbreite und der ge-ringen Latenz von unter einer Millisekunde sowie der hohen Netzteilnehmeranzahl, dass innerhalb des Netzes Eigenschaften für einzelne Anwendungen priorisiert werden können. So werden beispielsweise Automatisierungsdaten einer Mensch-Maschine-Kollaboration mit der höchsten Priorität der Latenz übermittelt, während

Projekt: 5Gang

5G „geTRIZt“ Wie das erfinderische Problemlösen zur Gestaltung neuer Showcases für die Technologie 5G beiträgt

Inzwischen sind die technischen Entwicklungen für den neuen Mobilfunkstandard 5G abgeschlossen und es stellt sich zunehmend

die Frage: Was bringt 5G wirklich für die Industrie und welche Potenziale können tatsächlich gehoben werden? Diesen Fragen

geht man am FIR im Forschungsprojekt '5Gang' auf den Grund und analysiert Usecases, die verdeutlichen, wie 5G die Vernetzung

der Wirtschaft unterstützt. Von zentraler Bedeutung ist hierbei die Entwicklung von Showcases, also Demonstratoren, die

als Leuchtturmprojekte die vorhergesagten Potenziale wie die Realisierung von ultrakritischen Kommunikationswegen, die

Einhaltung geringster Latenzen oder die einwandfreie Übertragung großer Datenmengen wirtschaftlich unter Beweis stellen.

Zur Entwicklung dieser Demonstratoren greift das Expertenteam im Forschungsprojekt auf die Methodik des „erfinderischen

Problemlösens“ zurück (TRIZ).

1 s. Ludwig et al. 2018, S. 12 s. Palattella et al. 2016, S. 5103 s. Moorfeld 20194 s. Savransky 2000, S. 21 5 s. Michael 2006, S. 192

gleichzeitig mehrere 4K-Kameras Videos mit höchstpriorisierter Bandbreite übermitteln.

Das FIR als Teil des Projektkonsortiums von ‚5Gang‘ übernimmt die Erarbeitung dieser Showcases, wobei ein Ansatz aus der erfinderischen Problemlösung gewählt wird: Die TRIZ-Methode wurde ursprünglich von Altenschuller ent-wickelt, um Lösungen für scheinbar widersprüchliche Konzeptionsprobleme in der Produktentwicklung zu finden.4,5 Dazu wird das Problem zunächst abstra-hiert, im lösungsneutralen Raum werden Kreativitätstechniken angewendet und die gefundenen Lösungen auf das Problem adaptiert. Mittels der TRIZ-Methodik wur-den folgende, maßgebliche Showcases ermittelt (s. Bild 1, S. 11).

• Condition-Monitoring mittels Distri-buted Sensing & Control: Durch die Verteilung von mindestens vier Sensorkits (Bosch XDK) werden die Geräusche von Produktionsmaschinen aufgenommen und auf Anomalien untersucht. Auf diese Weise wird das Potenzial der hohen Bandbreite pro Datenpunkt adressiert und gleich-zeitig wird die Energieeffizienz des Systems veranschaulicht.

• Asset-Tracking mittels Augmented-Reality-Brillen: Eine Überlagerung von komplexen C AD - Daten mit Videodaten erfordert eine schnelle D a t e n ü b e r t r a g u n g m i t ge r i n -ger Latenz bei gleichzeitig hoher Datenrate. Daher werden minde-s te ns z we i B r i l le n ü b e r e i n e n Datenknoten angeschlossen und die Produktinformationen eines Werkstücks in einer CNC-Maschine mittels AR in Echtzeit projiziert. Im Gegensatz zu der bisher notwendi-gen Reduktion der CAD-Modelle des Werkstücks ermöglicht die Nutzung von 5G das Zurückgreifen auf den originalen Datensatz, sodass der zeitintensive Schritt der erneuten CAD-Modellierung entfällt.

• Flexible Inventur: Durch 5G können Technologiekombinationen konso-lidiert werden, beispielsweise bei der Gestaltung einer flexiblen und echtzeitfähigen Inventur. Bisher eig-nen sich Real-Time-Location-Systeme

11UdZForschung – Unternehmen der Zukunft 1/2019

Leitthema: Industrie & Umwelt – FIR-Forschungsprojekte

(RTLS) für die genaue Lokalisierung von einem Referenzobjekt oder einem Ladungsträger innerhalb eines Werkes. Sie ermöglichen die Referenzierung von Lokalisierungsdaten zu Prozess-daten über ein Geofencing. Aus wir tschaf t l ichen Gr ünden wer-den einzelne Bauteile über andere Identif ikationstechnologien wie RFID einem Ladungsträger zuord-net. Durch einen RFID-Reader mit eingebautem 5G-Modul kann nun ein System geschaffen werden, das sowohl eine Lokalisierung und zugehöriges Geofencing umsetzt als auch adaptier-bar für bestehende RFID-Systeme ist. Durch dieses Retrofitting wird somit ein neuer Anwendungsfall vorgestellt.

Neben den hier vorgestellten Anwen-dungsfällen können über das erfinderische Problemlösen weitere Anwendungen er-mittelt werden. Darüber hinaus lässt sich die Methodik auf weitere Technologien anwenden, die derzeit diskutiert werden und deren wirtschaftliche Anwendung bisher unklar ist. Das genaue weitere Vorgehen wurde im Sommer dieses Jahres auf der 52. CIRP Conference on Manufacturing Systems vom 12. – 14. Juni 2019 in Ljubljana vorgestellt.

Literatur

Ludwig, S.; Karrenbauer, M.; Fellan, A.; Schotten, H.-D.; Buhr, H.; Seetaraman, S.; Niebert, N.; Bernardy, A.; Seelmann; V.; Stich, V.; Hoell, A .; Stimming, C.; Wull, H.; Wunderlich, S.; Taghoutill, M.; Fitzek, F.; Pallasch, C.; Hoffmann, N.; Herfs, W.; Eberhardt, E.; Schildknecht, T.: A 5G Architecture for The Factory

of the Future. In: [Proceedings] 2018 IEEE 23rd International Conference on Emerging Technologies and Fac tor y Automation (ETFA), Turin, 2018, S. 1409 – 1416. 25 .09.2018. https://arxiv.org /pdf/1809.09396.pdf (Link zuletzt geprüft: 07.05.2019)

Michael, O.: Inventive Thinking through TRIZ: A Practical Guide. Springer, Berlin [u. a.] 2006.

Moorfeld, R.: 5G: Industrielles Internet: Kommunikation und Sicherheit digi -taler Systeme. BMBF online, 17.03.2019. https://w w w.forschung- it-sicherheit-kommunikationssysteme.de/foerderung/

Bild 1: Übersicht der Showcases

bekanntmachungen/5g- industr iel les-internet (Link zuletzt geprüft: 07.05.2019).Palattella, M.; Dohler, M.; Grieco, A.; Rizzo, G.; Torsner, J.; Engel, T.; Ladid L .: Internet of Things in the 5G Era: Enablers, Architecture, and Business Models . In: IEEE Journal on Selected Areas in Communications 34 (2016) 3, S. 510 – 527. https://orbilu.uni.lu/bit-stream/10993/24796/1/main_jsac.pdf (Link zuletzt geprüft: 07.05.2019)

Savransky, S.: Engineering of creativity: Introduction to TRIZ methodology of in-ventive problem solving. CRC Press, Boca Raton (FL) 2000.

Projekttitel: 5Gang

Projekt-/Forschungsträger: BMBF; VDI/VDE Innovation + Technik GmbH

Förderkennzeichen: 16KIS0730

Projektpartner: Ericsson GmbH; Robert Bosch GmbH; Schildknecht AG; SICK AG; Technische Universität Dresden; Technische Universität Kaiserslautern; Werkzeugmaschinenlabor der RWTH Aachen (WZL)

Internet: 5gang.fir.de

Ansprechpartnerin:

Anne Bernardy, M.Sc.FIR e. V. an der RWTH AachenWissenschaftliche MitarbeiterinBereich InformationsmanagementTel.: +49 241 47705-509E-Mail: Anne.Bernardy@fir.rwth-aachen.de