Serie: Industrie 4.0 für den Mittelstand

Die Serie »Industrie 4.0 für den Mittelstand« im Fraunhofer IIS Magazin

Auf dem Weg zu Industrie 4.0 fehlt insbesondere kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) oft das Know-how, Digitalisierungspotenziale im eigenen Betrieb zu beurteilen und zielgerichtet umzusetzen. Die Hürde für die Einführung neuer technologischer Lösungen scheint dort besonders hoch – dabei lässt sich bereits mit kleinen Mitteln viel erreichen, wenn man an den richtigen Stellen ansetzt.

Genau das war Auftrag und Ziel unseres Forschungsprojekts »Technologien und Lösungen für die digitalisierte Wertschöpfung«: Praxisnahe Anwendungen im Produktions- und Logistikumfeld zu entwickeln, die KMU und ihre Mitarbeitenden auf dem Weg Richtung Industrie 4.0 unkompliziert unterstützen können. Dafür setzte das Fraunhofer IIS auf eine ganzheitliche Herangehensweise: Wir verbanden die wirtschaftswissenschaftlichen Kompetenzen und Analytics-Expertise unserer Arbeitsgruppe für Supply Chain Services mit dem technologischen Know-how unseres Bereichs Lokalisierung und Vernetzung.

In unserer zehnteiligen Magazinserie stellen wir Ihnen Ergebnisse des fünfjährigen Forschungsprojekts vor. Wir zeigen Ihnen die einfach zu integrierenden, flexiblen und problemlos erweiterbaren technologischen Lösungen. Und Sie lernen die begleitende Ebene aus Organisations-, Management- sowie Technologiesicht kennen, die KMU für eine erfolgreiche digitale Transformation beachten müssen.

Wir wünschen Ihnen eine erkenntnisreiche Lektüre! Wenn Sie weiterführenden Fragen oder Beratungsbedarf haben, freuen wir uns über Ihre Kontaktaufnahme.

Proof of Concept – 5 Jahre Forschung in 5 Minuten

Ein Resümee zum Abschluss unserer Serie: Erleben Sie den im Projekt entstandenen Gesamtdemonstrator aus dem Test- und Anwendungszentrum L.I.N.K. des Fraunhofer IIS im Zusammenspiel mit dem daraus abgeleiteten interaktiven Wimmelbild »Industrie 4.0 in der Anwendung«. Sie sehen am Beispiel des exemplarischen Produktions- und Logistikprozesses des physischen Demonstrators die zwei Ebenen der Lösungsfindung: Die entwickelten technologischen Anwendungen wie auch die Unterstützungsmöglichkeiten aus Organisations- und Managementsicht.

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Management von Prozessen, Geschäftsmodellen und Menschen

Dr. Nadja Hoßbach, Abteilungsleiterin Innovation and Transformation bei unserer Arbeitsgruppe für Supply Chain Services, hat im Videointerview Antworten auf folgende Fragen, die KMU bei der digitalen Transformation umtreiben:

Digitalisierung: Wie verändern sich KMU aus Managementsicht?
Wie gehen KMU bei der Einführung datengetriebener Prozesse und Geschäftsmodelle am besten vor?
Welche Rolle spielen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter?

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Der Faktor Mensch in der Industrie 4.0

© Gorodenkoff Productions OU - stock.adobe.com / Florian Müller

Für den Erfolg und die Produktivität von Industrie 4.0-Technologien und -Anwendungen spielt der Faktor Mensch eine wesentliche Rolle. Deshalb betrachten wir alle Phasen der Digitalisierung auch aus einer verhaltens- und sozialwissenschaftlichen Perspektive. Wie wir bei der Planung und Konzeption einer motivations- und produktivitätsfördernden Einführung und Kommunikation der digitalen Transformation im Betrieb unterstützen, erfahren Sie im Interview mit Stephanie Schmitt-Rüth, Leiterin der Gruppe Human Centered Innovation.

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Prognosen und Kennzahlen machen Gabelstaplerflotten effizienter

© Fraunhofer IIS / Florian Müller / Marco Wenzel / Paul Pulkert

Die Effizienzerfassung innerbetrieblicher Transporte mit Flurförderzeugen erfolgt in den meisten Unternehmen nur manuell und sehr lückenhaft. Wir erschließen die Optimierungspotenziale, indem wir »Intelligenz« für Flurförderzeuge entwickeln, die eine Analyse der einzelnen intralogistischen Transportvorgänge ermöglicht. Christoph Hohmann, ehem. stellv. Leiter der Gruppe Process Analytics, stellt im Interview am Beispiel von Gabelstaplern vor, wie diese mit einem eigens entwickelten System aus mobilen Lokalisierungstechnologien ausgestattet werden, um Daten aufzunehmen und sie später analysieren und verwerten zu können.

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Mit Industrie 4.0 intelligent montieren: Der Akkuschrauber denkt mit

© Fraunhofer IIS / Florian Müller / Paul Pulkert

Schraubvorgänge sind in vielen Fällen bei der Montage qualitätsrelevant – ihre Überwachung gestaltet sich bisher jedoch schwierig. Unser Schlüssel zur Qualitätsüberwachung und Unterstützung in der Montage ist ein funkbasiertes Werkzeug-Sensormodul, welches Bewegung und Position des Schraubers in Echtzeit erfasst und analysiert. Christian Nickel, Senior Engineer in der Gruppe Machine Learning and Validation, stellt im Interview eine Nachrüstlösung vor, die Werkzeuge unabhängig vom Werkzeughersteller zu einem cyberphysischen, intelligenten System macht.

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Fehlerfreie Picking-Prozesse mit Kommissionier-Armband und Nahfeldortung

Jeder falsche Griff in der Kommissionierung verursacht Mehraufwände. Assistenzsysteme, die dem Kommissionierer Fehler beim Greifen melden, können jedoch sehr installationsaufwändig sein. Deshalb entwickeln wir ein zuverlässiges Eingriffsüberwachungssystem, das auf induktiver Nahfeldortung basiert. Tobias Dräger, Leiter der Gruppe RFID und induktive Sensorsysteme, erläutert im Interview, wie sich das System grundlegend von bisherigen Eingriffsüberwachungssystemen, die mit optischen Sensoren, Lichtschranken oder Laserscannern arbeiten, unterscheidet.

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Komplexe manuelle Kommissionierungen: Flexibel und fehlerfrei – mit Wireless-Pick-by-Light-Technologie

Drahtgebundene Pick-by-Light-Systeme sind unflexibel und bei einer Umgestaltung des Kommissionierbereichs kostspielig. Unser drahtloses Informationssystem ermöglicht es, Fachanzeigen einfach zu installieren und damit temporäre Lageraufbauten und eine schnelle Umgestaltung von Entnahmefächern zu realisieren. Stephan Oswald, wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Gruppe IoT Applications, gibt im Interview Antwort zur Funktionsweise, zum Mehrwert für Unternehmen und zur kundenindividuellen Implementierung des Systems.

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Industrie 4.0 in der technischen Anwendung

Welche Rahmenbedingungen sind bei der technologischen Umsetzung von Industrie 4.0 bei KMU wichtig?

Jasper Jahn, Referent der Bereichsleitung Lokalisierung und Vernetzung des Fraunhofer IIS, zeigt für bestehende intralogistische und industrielle Abläufe konkrete Start- und Einsatzpunkte für Erfolg versprechende Anwendungen auf. Im Videointerview beantwortet er zudem folgende Fragen:

Was müssen KMU aus technologischer Sicht bei der Digitalisierung beachten?
Müssen KMU auf komplett neue technische Systeme umsteigen, um beim digitalen Wandel mitzuhalten?
Welche bestehenden Prozesse können ohne größeren Aufwand digitalisiert werden?

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Datenplattformen und Informationsaustausch

Prof. Dr. Andreas Harth, Abteilungsleiter Data Spaces and IoT Solutions bei unserer Arbeitsgruppe für Supply Chain Services, spricht im Videointerview über das Thema der Daten sowie über Datenplattformen und Informationsaustausch. Dabei nimmt er Stellung zu folgenden Fragen:

Warum brauche ich einen besseren Zugriff auf Prozessdaten?
Wie werden Daten möglichst rasch und flexibel verfügbar?
Wie könnten Daten sinnvoll geteilt werden?

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Technologien und Lösungen für die digitalisierte Wertschöpfung: Ein Projekt für den Mittelstand

Prof. Dr. Alexander Pflaum, Leiter unserer Arbeitsgruppe für Supply Chain Services und Gesamtprojektleiter »Technologien und Lösungen für die digitalisierte Wertschöpfung« erklärt im Videointerview, warum ein Forschungsprojekt zur Digitalisierung und Industrie 4.0 speziell für KMU eine hohe Relevanz hat und gibt Antwort auf die folgenden Fragen:

Warum braucht es ein Projekt, das explizit die digitalisierte Wertschöpfung von KMU fokussiert?
Wie sind wir dabei vorgegangen?
Was müssen KMU beachten, damit die eigene digitale Transformation zum Erfolg wird?
Wie können wir KMU konkret unterstützen?
Was können wir KMU grundlegend mitgeben?