Digitalisierung

Prädiktive Energieflussregelung von Versorgungssystemen - Ein Optimierungsansatz für vernetzte, industrielle Versorgungssysteme unter Berücksichtigung dynamischer Energiemärkte

Niklas Panten, Eberhard Abele

Vor dem Hintergrund der Energiewende bieten sich insbesondere auch mit Digitalisierungstechnologien für Produktions- und Versorgungssysteme erhebliche Potenziale, durch einen effizienten sowie flexiblen Energieeinsatz die energiebezogenen Kosten an den Produktionsstandorten zu reduzieren. Durch eine thermohydraulische Vernetzung von Maschinen, technischer Gebäudeausstattung und dem Gebäude selbst wird in der ETA-Modellfabrik am Campus der TU Darmstadt demonstriert, wie u. a. Abwärme aus dem Produktionsprozess effizient zurückgewonnen und als Nutzenergie zur Klimatisierung und Prozesswärmeversorgung bereitgestellt werden kann. Dieser Ansatz einer gesamtenergetischen Betrachtung industrieller Produktionsbetriebe erhöht erheblich das Einsparungspotenzial, führt jedoch unweigerlich zu einer gesteigerten Komplexität der interagierenden (Teil-)Systeme. Durch das in diesem Beitrag beschriebene Konzept einer vorausschauenden (prädiktiven) Energieflussregelung, können auch unter dynamisch veränderlichen Randbedingungen, z. B. in volatilen Energiemärkten, die Erzeuger- und Speichersysteme im vielschichtigen Verbund optimal betrieben und Energiekosten reduziert werden.

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Digitalisierung

Cyber-Physical Systems - Intelligenz ist eine Summe von Eigenschaften

Volker Gruhn

Cyber-Physical Systems – die enge Verknüpfung digitaler Systeme und Modelle mit Gegenständen und Abläufen der realen Welt – können in Prozessen sehr eigenständig und flexibel arbeiten. Diese Fähigkeit ermöglicht es Unternehmen, bestehende Abläufe zu verbessern beziehungsweise gänzlich neue zu gestalten. Dass CPS dieses intelligent wirkende Verhalten zeigen, liegt an den grundlegenden Eigenschaften, die sie mitbringen. CPS sind flexibel, autonom, mobil und kontextsensitiv.

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Industriekomponenten (un-)freiwillig im Internet - Ob bewusst oder unbewusst, die Anbindung und die damit verbundenen Gefahren sind gleich

David Kotarski

Die stetig voranschreitende Digitalisierung hat schon seit Jahren ihre Spuren in der industriellen Produktion hinterlassen. Auch Trends wie Industrie 4.0 oder das Internet der Dinge führen zu einer verstärkten Vernetzung und Integration verschiedenster Daten in die Produktion. Genau diese Vernetzung und Integration kann jedoch bei schlechter Implementierung den erwarteten Nutzen ins Negative schlagen lassen. So sind beispielsweise Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) diverser Hersteller frei im Internet zu finden. Teils beabsichtigt, aber auch versehentlich entwickelt sich so ein zusätzliches Risiko für die Produktion. Auch unzureichend gesicherte Wartungszugänge sind in der Praxis auffindbar. Gründe hierfür sind die komfortable Wartung von Anlagen sowie externe Hilfestellungen bei komplexen Problemen und die Ressourcenteilung innerhalb des Produktionsbetriebs.

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Wie Facebook auf Steroiden? - Herausforderungen und Anwendungsempfehlungen zur betrieblichen Nutzung von sozialen Netzwerken

Jonathan Niehaus und Alfredo Virgillito

Die Digitalisierung betrieblicher Wertschöpfungs- und Kommunikationsprozesse erfährt mit Industrie 4.0 einen neuen Schub. Mit der Einführung von sozialen Netzwerken sollen die Kollaboration und der Wissensaustausch der Beschäftigten untereinander unterstützt und rationalisiert werden. Der Beitrag geht auf diese Enterprise Social Networks ein und diskutiert die sozialen Herausforderungen bei der betrieblichen Umsetzung. Auf Basis eines Unternehmensbeispiels werden Anwendungsempfehlungen abgeleitet.

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Digitalisierung in kleinen und mittleren Unternehmen - Wie digitalisiert sehen sich die Unternehmen und wie digitalisiert sind diese tatsächlich?

Marko Ott und Christian Leyh

Eine Befragung ausgewählter Unternehmen auf Basis eines initialen Fragebogens sowie darauf aufbauender Interviews zeigt, dass sich kleine und mittlere Unternehmen (KMU) (am Beispiel des Kammerbezirks Dresden) intensiv mit dem Thema der digitalen Transformation auseinandersetzen. Die Ergebnisse der Studie stellen darüber hinaus dar, dass die korrekte Selbsteinschätzung des Digitalisierungsstands für die Unternehmen oftmals nicht einfach und mit Problemen verbunden ist. Die Divergenz zwischen wahrgenommener und tatsächlicher Ausprägung der eigenen Digitalisierung ist u. a. auf das stark unterschiedliche Verständnis des Digitalisierungsbegriffs an sich sowie die Grenzen der Vergleichbarkeit mit anderen Unternehmen zurückzuführen. In diesem Beitrag werden diese Aspekte weiter ausgeführt und weitere ausgewählte Studienergebnisse dargelegt.

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Digitalisierung

The Digital Twin Theory - Eine neue Sicht auf ein Modewort

Andreas Deuter und Florian Pethig

Im digitalen Zwilling wird ein wesentliches Mittel für Produktivitätssteigerungen im Zeitalter der industriellen Digitalisierung gesehen. Daher beschäftigen sich zahlreiche Publikationen mit diesem Begriff. Dieser Beitrag zeigt zunächst die Ursprünge des Begriffs und setzt sich mit ausgewählten Definitionen auseinander. Diese unterstützen allerdings wenig bei der praktischen Implementierung von digitalen Zwillingen, da sich die Definitionen zum Teil stark unterscheiden. Als Alternative zu einer klassischen Definition wird daher ein Theoriemodell vorgeschlagen, das Annahmen über den digitalen Zwilling enthält. Dieser neuartige Denkansatz soll helfen, das Management von digitalen Zwillingen in der Praxis zu verbessern.

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Welche Potenziale treiben die Implementierung von Industrie 4.0? - Ein empirischer Vergleich führender deutscher Industriezweige

Julian M. Müller, Daniel Kiel und Kai-Ingo Voigt

Die Potenziale, die zur Umsetzung von Industrie 4.0 führen, sind für viele Industrieunternehmen derzeit noch unklar. Folgerichtig analysiert dieser Beitrag die Potenziale, die das produzierende Gewerbe dazu veranlassen, Industrie 4.0 zu implementieren. Dies geschieht als branchenübergreifender Vergleich in fünf Industriezweigen: Während im Maschinen- und Anlagenbau sowie in der Elektrotechnik für die Umsetzung von Industrie 4.0 strategisch Geschäftsmodell- getriebene, operative sowie ökologische und soziale Vorteile relevant sind, sehen die Chemie- und Stahlindustrie keine strategisch relevanten Chancen. Die Automobilindustrie fokussiert sich vornehmlich auf den operativen Nutzen von Industrie 4.0.

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Digitalisierung

Integriertes Energie- und Instandhaltungsmanagement im Kontext Industrie 4.0 - Verbesserte Energieeffizienz und Instandhaltung durch Smart Devices und energieautarke kabellose Sensoren

Benjamin Neef, Christopher Schulze, Christoph Herrmann, Sebastian Thiede

In heutigen komplexen Produktionssystemen sind die systematische Identifikation und realitätsnahe Bewertung von Verbesserungspotenzialen schwierig umzusetzen. Die fortschreitende Entwicklung in der Digitalisierung und die Vernetzung der Produktion bieten in solchen hochkomplexen Umgebungen aber immer bessere Möglichkeiten, Prozesse detailliert zu analysieren und Informationen zum Energie- und Instandhaltungsbedarf von Produktionsmaschinen zu sammeln. Energieautarke Sensortechnik, mobile Kommunikation und Mensch-Technik-Interaktion nehmen in diesem Kontext eine wichtige Rolle ein. Mobile Smart Devices wie Tablet-Computer und Smartphones verfügen heutzutage über ein breites Spektrum an Funktionalitäten und bieten sich daher als ergonomische Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine an. Produktionsprozesse können durch die Bereitstellung von nutzerspezifisch aufbereiteten Maschinendaten zukünftig wirtschaftlich und ökologisch effizienter gestaltet werden.

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Sicheres IT-Auditing einer Cloud - Konzept zum sicheren IT-Auditing in unsicheren Umgebungen zur Erlangung von Vertrauen

Aljona Wehrhahn-Aklender, Norbert Pohlmann

Die Verbreitung der Cloud steigt. Mittlerweile nutzen über 60 % der deutschen Unternehmen Cloud-Dienste, zusätzlich planen knapp 20 %, zukünftig auf die Vorteile von Cloud-Lösungen zu setzen [1]. Mit der Cloud-Technologie sind jedoch auch vielfältige Herausforderungen hinsichtlich der IT-Sicherheit verbunden [2]. Aktuell wird die IT-Sicherheit einer Cloud primär durch den Cloud-Anbieter realisiert. Es gibt keine verlässliche Möglichkeit, um zu kontrollieren, welche IT-Sicherheitsmechanismen dieser in der Cloud wie umsetzt. Im Besonderen verunsichert diese Kontrollabgabe an einen externen Cloud-Anbieter viele potenzielle Kunden [1]. Es stellt sich die berechtigte Frage, wie Unternehmen Vertrauen in die IT-Sicherheit von Cloud-Anbietern aufbauen können.

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„Internet+“: Digitalisierungstrends in Chinas Industrien

Christoph Mingtao Shi, Sigrun Abels

Erfolgsfaktoren, die Chinas Wirtschaftsboom lange beflügelt hatten, haben zunehmend ihre Antriebskraft verloren. In den letzten zwei Dekaden hat die Heranreifung wettbewerbsstarker indigener Technologieunternehmen in den IT-, Telekommunikation- und Softwarebranchen Chinas Plan industrieller Digitalisierung begünstigt, die das Land dringend benötigt, um ökonomisch zukünftig mehr auf Technologie und Innovation basierend und damit nachhaltiger weiter zu wachsen. Internet+ repräsentiert das derzeitig in der Wirtschaft, Politik und Medieninformation eifrig debattierte Konzept, das für die Digitalisierung in Chinas Industrien richtungsweisend sein soll. Dabei wird die Integration der Informationstechnologie mit anderen produzierenden Industriezweigen besonders hervorgehoben. Der Beitrag erläutert den Hintergrund, den Begriff und wirft einen Blick auf das Marktmodell sowie einige technische Aspekte von Internet+. Eine Fallstudie begleitet den „Ausflug“ nach China und gibt einen ersten Eindruck über die Umsetzung.

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