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Mit zunehmender Bedeutung der Elektromobilität steigt der Bedarf an Ladeinfrastruktur. Um der wachsenden Nachfrage zu entsprechen, muss die Produktion an die sich verändernden Rahmenbedingungen angepasst werden. Die Fertigungsumgebung ist mit der notwendigen Flexibilität auszustatten, um der Entwicklung der Elektromobilität gerecht zu werden. Dieser Fachbeitrag stellt Lösungsstrategien für die Bereiche Layout und Materialfluss, Arbeitsplatzgestaltung und Werkzeughandhabung sowie Beschaffung und Lagerhaltung vor.
 
Due to the increasing significance of electromobility, the need for charging stations rises. To ensure that the growing demand can be met, production has to be adjusted to the new requirements. The production environment has to provide a high rate of flexibility to enable reacting to the development of electromobility. The article describes solutions covering the topics layout and material flow, workplace design and tool management as well as purchasing and warehousing.

Die Entwicklungen im Bereich der Automatisierung hin zu steigender Datendurchgängigkeit in Kombination mit der Verfügbarkeit frei zugänglicher Datenanalyseplattformen
 
und -algorithmen erlauben neue Ansätze zur kontinuierlichen Verbesserung von Produktionsprozessen. Auch etablierte Vorgehensweisen wie Six Sigma können und müssen in diesem Rahmen weitergedacht und angereichert werden. Folglich gilt es, die klassische, hauptsächlich deskriptive Herangehensweise von Six Sigma um relevante Methoden und Algorithmen aus den Bereichen Data Mining, Machine Learning und künstliche Intelligenz zu erweitern. Die klassische Six Sigma Ausbildung bietet für diesen Wandel gute Voraussetzungen, die es auszubauen und anzupassen gilt.
 
The increasing data availability in combination with open source data analysis platforms and algorithms pave the way for new ways of operationalizing continuous improvement tasks in the field of production processes. Even established approaches like Six Sigma need to be enhanced and enriched in this context. Consequently, the classical and more descriptive nature of Six Sigma should consider relevant methods and algorithms out of the field of data mining, machine learning and artificial intelligence. The classical Six Sigma training provides a good basis for this change to broaden the Six Sigma scope and its toolbox.

Der Einsatz von Serviceplattformen im industriellen Kontext verspricht Unterstützung und Optimierung im Produktionsalltag durch leistungsfähige cloudbasierte Anwendungen. Die Vielzahl der Plattformlösungen führt zu einer heterogenen, intransparenten Marktfülle und resultiert in einer komplexen Entscheidungsfindung für die Anwender. Dieser Beitrag zeigt relevante Unterscheidungskriterien auf und bietet zugleich eine Hilfestellung zur anwendungsfallorientierten Plattformauswahl.
 
Service platforms in an industrial context promise to support and improve everyday production through powerful cloud-based applications. The multitude of platform solutions, however, makes the market heterogeneous and intransparent, resulting in a complex decision-making process for users. This article points out relevant differentiation criteria while offering support for a platform selection to suit many different use cases.

Die umfassende Vernetzung intelligenter Produkte und Produktionssysteme in Industrie 4.0 erlaubt eine dezentral agierende Produktion sowie die Fähigkeit zur Selbststeuerung und Selbstoptimierung. Die Standardisierung von Kommunikation und Datenaustausch nimmt an dieser Stelle eine entscheidende Rolle ein und ermöglicht die system- und wertschöpfungsübergreifende Interaktion von Entitäten. Im Fachbeitrag werden formalisierte Anforderungen von Industrie 4.0 und Fähigkeiten propagierter Kommunikationsprotokolle gegenübergestellt.
 
Comprehensive networks of intelligent products and production systems in Industry 4.0 enable an autonomous and decentralized manufacturing organization and the capability for self-control and self-optimization. Standardized communication and data exchange is the key to establish the interaction of entities and systems along the entire value chain. This paper analyses requirements of Industry 4.0 and discusses the capabilities of propagated communication protocols.

Energiemanagementsysteme unterstützen den Prozess zur kontinuierlichen Verbesserung der energiebezogenen Leistung. Im fortwährenden Kreislauf aus Analyse, Planung und Controlling befindet sich insbesondere die Planung künftiger Energieverbräuche im Spannungsfeld der Alternativen zwischen erheblichem Aufwand einerseits oder mangelnder Aussagekraft andererseits. Der Fachbericht stellt verschiedene Ansätze zur Verbrauchsplanung vor und bewertet diese mit Blick auf ihre Praktikabilität.
 
Energy management systems support the process of continuous improvement of energy consumption. In the ongoing cycle of analysis, planning and control, especially the planning of future energy consumption is torn between two alternatives that either involve a considerable amount of effort or provide little informational value. The following article introduces various approaches of planning energy consumption and evaluates them in terms of practicability.

Die zunehmende Komplexität moderner Produktionsanlagen stellt die technische Instandhaltung vor gesteigerte Herausforderungen. Beim Auftreten eines Fehlers ist es im ersten Schritt notwendig, dessen genaue Ursache zu diagnostizieren, noch bevor die eigentliche Reparatur beginnen kann. Als ein Befähiger von Industrie 4.0 bilden Cyber-Physical Systems die Grundlage für ein neuartiges Assistenzsystem, welches die Diagnostik hochentwickelter Produktionsanlagen effizienter gestaltet.
 
The increasing complexity of sophisticated production plants poses new challenges in the field of technical maintenance. The initial step in the repair procedure is a problem root-cause analysis. As a key enabler of the Industry 4.0 cyber-physical systems form the core of novel assistant systems, which deliver more efficient diagnostic mechanisms for production facilities.

Während sich das Verhalten starr verketteter Systeme relativ einfach mittels Materialflusssimulationen modellieren lässt, sind herkömmliche Simulationsansätze für flexible Fertigungssysteme aufgrund des hohen Datenerhebungs- sowie Parametrisieraufwands nur bedingt geeignet. Jedoch kann durch das automatische Übertragen von Echtzeitdaten in das Simulationsmodell der aktuelle Zustand solcher Systeme deutlich verbessert abgebildet werden. Der Beitrag stellt ein Konzept für die simulationsgestützte Produktionsplanung schnellveränderlicher Systeme vor.
 
While the behaviour of rigidly linked systems is relatively easy to model by means of material flow simulation, traditional simulation approaches are only suitable to a limited extent for flexible manufacturing systems due to the high data collection and parameterization effort. However, the use of real-time data can significantly improve the simulation of such systems. This paper presents an approach for simulation-based production planning of rapidly changing systems.

Die Betriebskosten von Fertigungsanlagen haben – abhängig von der jeweiligen eingesetzten Technologie – einen signifikanten Anteil an den Lebenszykluskosten. Aus diesem Grund ist es essentiell, diese bereits in der Planungsphase zu berücksichtigen, um nachhaltige Entscheidungen treffen zu können. Dabei liegt der Schwerpunkt insbesondere bei den Schulungs-, Energie- und Instandhaltungskosten. Dazu werden in diesem Fachartikel wesentliche Kostenelemente und Herausforderungen aufgezeigt.
 
The operating costs of manufacturing systems represent a significant part of the life-cycle costs, depending on the applied technology. For this reason, it is essential to take them into account during the planning phase in order to make sustainable decisions. The focus is mostly on costs for training, energy and maintenance. Therefore, the key cost elements and challenges are pointed out in this article.

Die Kalksandsteinherstellung weist aufgrund prozesstechnisch und zeitlich divergierender Teilprozesse einen hohen Planungs- sowie Steuerungsaufwand auf. Durch Einsatz eines simulationsgestützten Optimierungsverfahrens kann diese Komplexität bewältigt werden. Um bei hoher Lösungsqualität eine Laufzeit zu erreichen, die einen operativen Einsatz des Verfahrens gestattet, wird auf Basis einer vorangegangenen Studie ein Dekompositionsansatz implementiert und dessen Eignung durch Testläufe validiert.
 
Calcium silicate masonry production requires a great deal of planning and control due to the fact that subprocesses vary in terms of process technology and time. To overcome this complexity, a simulation-based optimization approach is applied. As a short runtime that allows the method to be used operationally and yet still offers a high quality of solution is crucial, a decomposition approach is implemented on the basis of a previous study and its suitability is validated by means of test runs.

Die Entwicklung zur Losgröße 1 im Rahmen der Industrie 4.0 stellt das Qualitätsmanagement vor neue Herausforderungen. Klassische Qualitätsmethoden, welche unter anderem Tests und statistische Analysen umfassen, können in der individualisierten Produktion zur Prozessoptimierung nicht einfach übernommen werden. In diesem Fachbeitrag werden die Möglichkeiten des "Case Based Reasoning" als neues Qualitätswerkzeug zur Prozessoptimierung für kleine Losgrößen analysiert und an einem Beispiel in der Elektronikfertigung konkretisiert.
 
Industry 4.0 and its development towards lot size 1 is also a challenge to quality management. Conventional quality tools; which perfectly meet the requirements of mass production; have to be reconsidered or newly developed for individualized production processes. This paper analyzes the potential of "Case Based Reasoning" (CBR) as a new quality tool and exemplarily presents a CBR approach in the field of electronics manufacturing.

Industrie 4.0-Technologie verspricht Unterstützung bei der Erfüllung komplexer Produktionsaufgaben. Bisher verhindern jedoch historisch gewachsene, industrielle Kommunikationsnetze durch die oft wenig semantische, strikte Kommunikation entlang der bestehenden Ebenen der Automatisierungspyramide eine effiziente Umsetzung der Prinzipien von "Smart Factories". Diese Veröffentlichung thematisiert die Entwicklung semantischer Kommunikationsschnittstellen am Beispiel des Karosseriebaus der Audi AG.
 
Industry 4.0 technology promises to support the fulfillment of complex production tasks. Even today, historically grown industrial communication networks prevent an efficient implementation of smart factory principles, especially due to a lack of semantics and the strict communication along the existing layers of the automation pyramid. This publication focuses on the development of semantic communication interfaces using the example of the digitalization of the vehicle body construction at the Audi AG.