Abgeschlossene Projekte

Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines off-the-shelf Systems für einen möglichst intuitiven Zugriff auf komplexe Informationen durch eine natürliche und niederschwellige Kommunikation in Kombination mit optischen Bilderkennungsverfahren. Zugleich soll es versierten Anwendern einen direkten, schnellen und berührungslosen Zugriff auf einen großen Funktionsumfang ermöglichen. Personenbezogene Bild- und Sprachdaten sollen hierbei aus Datenschutzgründen durch eine integrierte Recheneinheit bearbeitet werden.

Der Gütertransport in Deutschland erfolgt heute in großen Teilen über den Straßen- und Schienengüterverkehr. Die weitere Zunahme des Transportaufkommens bringt die Systeme allerdings an ihre Belastungsgrenze, dies zeigt sich u.a. durch vermehrtes Stauaufkommen und häufigere Lieferverzögerungen. Eine weitere Herausforderung ist die hohe Umweltbelastung durch den Straßen- und Schienenverkehr. Eine emissionsärmere Alternative und Ergänzung zum landseitigen Transport stellt der wasserseitige Gütertransport mittels Binnenschiff dar. Die verstärkte Nutzung dieses Transportmittels erfordert die Bereitstellung zusätzlicher dezentraler Umschlagspunkte (sogenannter MicroPorts) für die intelligente und effiziente Verknüpfung des land- und wasserseitigen Gütertransports.

Das Ziel des Projekts liegt in der technischen Konzeption und Auslegung eines Netzwerks aus dezentralen Umschlagsknoten für die Verknüpfung des land- und wasserseitigen Güterverkehrs. Die Grundidee besteht in der Nutzung vorhandener Infrastruktur, insbesondere Brücken, für die Installation der MicroPorts. Aufbauend wird eine simulationsbasierte Evaluation durchgeführt, um das neue Umschlagskonzept im Hinblick auf dessen Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit zu bewerten. Die erwarteten Projektergebnisse stellen damit die Grundlage dar, um zukünftig dezentrale Umschlagspunkte für den kombinierten land- und wasserseitigen Güterverkehr fundiert zu planen und in die Umsetzung zu bringen.

Im Förderprojekt „compARe“ soll ein AR-basiertes technisches Assistenzsystem entwickelt werden, welches auf bildverarbeitende Verfahren zurückgreift, um Servicetechniker*innen bei der Instandhaltung von Windenergieanlagen zu unterstützen. Dabei wird insbesondere auf Aufgabenstellungen fokussiert, die eine Defekterkennung nur durch einen Abgleich zwischen aktuellem und einem zuvor dokumentierten Zustand oder einem Soll-Zustand zulassen. Somit können Schäden an den WEA vermieden und die Effizienz der Instandhaltungsmaßnahmen gesteigert werden.

Mittels KI-basierter Bildverarbeitungsverfahren, wie z.B. Convolutional Neural Networks (CNN), können Defekte an Bauteilen, welche über lange Zeiträume entstehen, erkannt, klassifiziert und ausgewertet werden. Darüber hinaus wird der Abgleich von Bauteilzuständen anhand historischer Daten ermöglicht. Zur Unterstützung von Servicetechnikerinnen in der Windenergie haben sich mobile Assistenzsysteme als vielversprechend erwiesen. Der Einsatz dieser rechenintensiven Bildverarbeitungsverfahren auf mobilen Endgeräten stellt eine Herausforderung dar, bietet jedoch in Kombination mit dem Einsatz von mobiler Augmented Reality (AR)-Technologie ein großes Potenzial. Auf diese Weise können virtuelle Informationen zur Zustandsveränderung unmittelbar in Bezug zu den betreffenden Bauteilen im Sichtfeld der Servicetechnikerinnen bereitgestellt werden.

In Riemann geht es um die Reduzierung der technologischen Hürde zur Nutzung einer Roboterflotte beispielsweise in Lagerhäusern oder der Fertigung. Das Projekt macht Studierende und Fachleute mit fortgeschrittenen Navigationskonzepten vertraut. Insbesondere wurden hierbei Open-Source-Bibliotheken aus dem Robotic Operation System (ROS) berücksichtigt, um Abhängigkeiten zu vermeiden und Transparenz zu schaffen. Das Lehrmaterial wurde Fachleuten und Studierenden zur Verfügung gestellt, um komplexe Lösungen selbst zu warten. Dadurch werden Kosten und Wartezeiten gespart und Teilnehmende in die Lage versetzt, in kurzer Zeit ein solches komplexes System ohne genaue Kenntnisse der inneren Strukturen in Betrieb nehmen zu können. In der zweiten Phase wird das Projekt um die Kollaboration mit Manipulatoren erweitert, um hier ein effizientes Interface auf Basis von ROS2-Komponenten am Beispiel des e.DO Cubes von COMAU beispielhaft zu realisieren. Anhand des Beispiels sollen weitere Lerneinheiten mit Bezug zu ROS2 erstellt werden, um ein voll umfängliches Intralogistik-Szenario abbilden zu können.

Die Landwirtschaft muss sich verstärkt mit Themen der Nachhaltigkeit und des Qualitätsmanagements auseinandersetzen. Hierbei kommt Futtermitteln auch aus Kostensicht eine immer höhere Bedeutung zu. Das Ziel des Projekts ist die Realisierung einer Cloud-Plattform für Landwirtinnen, Händlerinnen und Futtermittelhersteller*innen, um Futtermittel individuell konfigurieren, bedarfsgerecht produzieren und just-in-time liefern zu können. Neben der Integration von wetterabhängigen Bedarfs- und Preisprognosen steht die Entwicklung einer simulationsbasierten Lieferkettensteuerung mit Optimierung der Ökobilanz im Fokus.

Motivation Die Ergebnisse des Vorgängerprojekts Isabella brachten erste Verbesserungen der Fahrauftragsabwicklung hervor und zeigten Verbesserungspotenzial auf. Hierzu zählten die Integration der Verkehrsträger in das System sowie die Anwendung künstlicher Intelligenz zur Rechenzeiteinsparungen des Steuerungsalgorithmus. Diese sollten aufgegriffen werden, um die logistische Leistungsfähigkeit des Steuerungssystems weiter zu verbessern und es terminalweit auf alle Umschlagprozesse anwenden zu können. Da die Einführung der Lösungsansätze mit durchgreifenden Veränderungen der Arbeitssituationen für die Mitarbeiter:innen einhergeht, sollte zudem unter Einbindung operativer Mitarbeiter eine virtuelle Schulungsumgebung erstellt werden, die dem Fahrpersonal den Übergang in das neue System erleichtert und dessen Akzeptanz in der Belegschaft erhöht.

Vorgehen Mittels ereignisdiskreter Simulation wurden die Prozessabläufe des Automobilterminals abgebildet und die Parametrisierung der dynamischen Prioritäten vorgenommen. An das Simulationsmodell war ein Steuerungsalgorithmus angebunden, der über ein zweistufiges Optimierungsverfahren zunächst die individuelle Zuweisung der Fahraufträge an Fahr- und Shuttlepersonal vornimmt und anschließend ein Shuttlerouting-Problem über ein Branch- and Bound-Verfahren löst. Durch Methoden der künstlichen Intelligenz wurde angestrebt, die Performanz des Steuerungsalgorithmus zu erhöhen. Hierzu wurde ein Graph Convolutional Neural Networks über Imitation Learning trainiert, die Vorgehensweise des Optimierers (Zuweisung von Fahraufträgen zu Fahrern und Shuttles) zu imitieren. Zusätzlich wurde für die Umsetzung des Steuerungssystems ein Konzept für den Datenempfang in Schiffen entworfen und prototypisch evaluiert. Dieses basiert auf einem Router-Satelliten-System und erstellt ein Mesh-WLAN.

Ergebnisse In der ereignisdiskreten Simulation wurden die Verkehrsträger und die dynamischen Prioritäten erfolgreich eingebunden und es wurde gezeigt, dass die Abläufe auf dem Terminal zuverlässig so gesteuert werden, dass die zeitkritischen Prozesse der Verkehrsträgerbe- und –entladungen in den vorgegebenen Liege-/Standzeiten absolviert werden können. Für die Performanzsteigerung des Steuerungsalgorithmus konnte eine vorläufige Version des Neuronalen Netzes erstellt und validiert werden. Für eine finale Anwendung steht noch eine höhere Anzahl von generierten Testdaten aus Simulationen aus, um die Lösungsgüte zu verbessern. Das Konzept für den Datenempfang auf dem Schiff wurde prototypisch erfolgreich validiert und wies eine gute Reaktionszeit, Übertragungsgeschwindigkeit und Reichweite im gesamten Schiffsrumpf auf. Für die virtuelle Schulungsumgebung wurden mehrere Szenarien (u.a. zu Flächen- und Prozesskenntnis) entwickelt. Die positiven Ergebnisse aus den Simulations- und Laborstudien konnten im Rahmen mehrerer Testläufe, die unter Einbindung operativer Mitarbeiter:innen und unter arbeitspsychologischer Begleitung auf verschiedenen Automobilterminals der BLG stattfanden, bestätigt werden.

In diesem Forschungsprojekt wurde ein unbemanntes Luftfahrtsystem (englisch: unmanned aerial system, UAS) zur automatischen Bestandserfassung und Qualitätsprüfung von Paletteninhalten in Indoor-Blocklagern entwickelt. Durch die Nutzung einer heliumbasierten Leichter-als-Luft (LaL) Drohne und intelligenter Sensorik kann die Drohne kollisionsfrei navigieren und muss nicht von Menschen oder anderen automatisierten Systemen abgegrenzt werden. Latenzkritische Berechnungen bspw. zur Kollisionsvermeidung können durch die Nutzung spezieller KI-Hardware direkt an der Drohne ausgeführt werden. Aufwändige Berechnungen zur Paketerkennung und –identifikation (QR-Codes) werden auf einen mobilen Server ausgelagert, der direkt im Indoor-Bereich positioniert wird und über ein eigenes drahtloses Kommunikationssystem verfügt. Für die Steuerung und Visualisierung des Systems wurde eine eigene 3D-Umgebung entwickelt.

Das Projekt „QualifyAR“ hatte zum Ziel, die Ausbildung von Auszubildenden im Flugzeugbau zu unterstützen wo höchste Anforderungen an die Ausbildung gestellt werden. Entsprechend wurde der Einsatz digitaler und individueller Lernumgebungen verfolgt, welches den Lernerfolg verbessern und den späteren Einsatz von digitalen Assistenzsystemen im produktiven Prozess vorzubereiten soll. In Zusammenarbeit mit Radisumedia GmbH wurde dafür eine AR-basierten Lernumgebung mit kontextsensitiver Informationsbereitstellung und automatisierter Lernerfolgs- bzw. Qualitätsprüfung entwickelt. Mittels eines AR-Frameworks und vordefinierter Prozessdatenbanken können Lehrende selbstständig Lehraufgaben digital abbilden.

Im Rahmen des Forschungsprojekts PassForM soll eine modular rekonfigurierbare Montagestation entwickelt werden. Dadurch können manuelle und hybride Montageplätze flexibler gestaltet und schrittweise automatisiert werden, was die Skalierbarkeit, Wiederverwendbarkeit und Reaktionsfähigkeit auf Marktentwicklungen verbessert. Es wird ein bidirektionaler Informations- und Steuerbefehlsaustausch zwischen den Modulen integriert und eine einfache Einbindung der modularen Montagestationen in bestehende Montageorganisationen gewährt. Dies wird an einem Materialbereitstellungsmodul, einem Fördermodul und einem Robotermodul demonstriert. Ziel ist die Vereinigung gegenläufiger Anforderungen von Produktivität und Flexibilität im Montagebereich mittlerer Stückzahlen. Das Projekt schließt so die Lücke zwischen manuellen und hochautomatisierten Vorgängen. Die Leistungsfähigkeit des modularen, hybriden Montagesystems wird anhand von Anwendungsszenarien in varianten Baugruppenmontagen evaluiert.

Die Produktion von Backwaren stellt zur Erreichung einer gleichbleibenden Endproduktqualität große Anforderungen an die Prozesssteuerung, da die Hauptbestandteile der Produkte Naturprodukte sind. Die Eigenschaften der Naturprodukte hängen stark von den Parametern während des Wachstums und der Ernte der Rohwaren sowie ihrer Vorprozesse ab. Die Produktion von Backwaren umfasst die produktspezifische Zusammenführung von Zutaten und das maschinelle Herstellen eines Teigs, der zumeist geknetet wird. Dabei kommt es häufig zu Minderqualitäten aufgrund fehlerhafter Experteneinschätzung hinsichtlich Rohwarenqualitäten und gewählten Prozessparametern. Ein besonderes Problem sind dabei die Übergänge bzw. Übergaben zwischen den Prozessschritten der Teigbereitung, Aufarbeitung, Gärphase, Vorbackphase, Zwischenlagerung und Nachbackphase. Das Ziel des Projektes liegt in einer Steigerung der Produktqualität von Backwaren. Dies soll durch die Entwicklung einer rohwarenspezifischen und prozessübergreifenden Produktionssteuerung gelingen, die mittels künstlicher Intelligenz zu einer verbesserten Koordination der Produktionsprozesse unter Beachtung der spezifischen Parameter der Halbfertigwaren führt. Die bessere Koordination der Produktionsprozesse erlaubt die Reduzierung der Ausschüsse (Ressourcenschonung und Rückverfolgbarkeit) sowie die Planung/Berechnung von erzielbaren Produktqualitäten auf Basis von Qualitäts-Rohwaren-Modellen zur Erhöhung der spezifischen Prozessqualität.

In diesem Forschungsprojekt wurde ein kosteneffektives und leicht integrierbares Indoor-Positionierungssystem für Industrieumgebungen entwickelt. Hierfür wurden zwei Verfahren kombiniert: präzise Wifi-basierte Lokalisierung mittels Round-Trip Time (RTT) und energieeffiziente aber unpräzise Lokalisierung per Buetooth-Low-Energy (BLE) Signalstärke. Die zu verfolgenden Objekte werden mit kleinen und kostengünstigen BLE-Tags versehen. Die Lokalisierung der Tags erfolgt mittels einer Smartphone-App, die die aktuelle Position des Smartphones per RTT ermittelt. Die App erkennt in der Nähe befindliche BLE-Tags anhand ihrer Signalstärke und kann sie mittels der bekannten eigenen Position verorten. Durch die Verwendung von Mikrokontrollern aus dem Massenmarkt und eigenen Hardwarelayouts konnten die Kosten des Systems drastisch gesenkt werden

Das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Bremen bietet u. a. kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) in der Region Bremen und umzu Unterstützung bei der Steigerung ihrer Digitalisierungskompetenzen. Insbesondere Fach- und Führungskräften in den Innovationsclustern Maritime Wirtschaft und Logistik, Windenergie, Luft- und Raumfahrt, Automobilwirtschaft sowie Nahrungs- und Genussmittelwirtschaft sollen für die Digitalisierung sensibilisiert werden.

Das Kompetenzzentrum hält für Interessierte eine Reihe kostenfreier Unterstützungsangebote bereit, die je nach Bedarf in Anspruch genommen werden können. Dabei wird der gesamte Innovationsprozess abgedeckt. Er beginnt mit Informationen über Potenziale der Digitalisierung für Unternehmen. Weiter geht es mit der Chance, entsprechende Anwendungen in der Praxis zu erleben. Parallel erhalten Unternehmen die Möglichkeit, sich und ihre Mitarbeiter für die digitale Welt durch Qualifizierungen fit zu machen. Auf Wunsch begleitet das Zentrum Unternehmen auch bei der Umsetzung ihres Projekts, um den Erfolg sicherzustellen.

Vereisungen an Rotorblättern von Windenergieanlagen führen jedes Jahr zu Ausfällen und somit zu erheblichen finanziellen Verlusten. Das Projekt "EisAuge" hat die Entwicklung eines Kamera-basierten Eiserkennungssystems zum Ziel, um diese Ausfallzeiten zu reduzieren. Die aufgenommenen Farb- und Infrarot-Bilder werden durch moderne Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) analysiert und auf diese Weise der aktuelle Vereisungszustand auf den Rotorblättern der Anlage ermittelt. Die aufgenommenen Bilder und die Modellausgaben werden anschließend in einer Cloud-Lösung abgelegt. Das BIBA entwickelt in diesem Projekt das Kamerasystem. Das Ziel hierbei ist ein Kamerasystem, welches sowohl tags- als auch nachtsüber scharfe, detailreiche Bilder aufnehmen kann. Zudem unterstützt das BIBA im Projekt die Entwicklung der KI-Algorithmen. Hierzu werden moderne Methoden der Bildverarbeitung, beispielsweise Convolutional Neural Networks (CNNs), verwendet. Hierbei steht insbesondere die Übertragbarkeit der Modelle auf neue Windenergieanlagen im Fokus.

Trotz der zunehmenden Automatisierung und Digitalisierung industrieller Prozesse sind manuelle Tätigkeiten für Unternehmen nach wie vor unverzichtbar, da viele Aufgaben aus technischen oder finanziellen Gründen nicht vollständig automatisiert werden können. Ergonomische Verletzungen sind heute eine der häufigsten Kategorien von Verletzungen am Arbeitsplatz. Schätzungen zufolge sind mehr als 30 % der Unfälle, die zu Fehltagen führen, auf ergonomisch bedingte Verletzungen zurückzuführen. Um die körperliche Beanspruchung der Mitarbeitenden zu verringern, können Exoskelette eingesetzt werden, die bei unergonomischen Bewegungen unterstützen. Die Auswahl des für eine Tätigkeit passenden Exoskeletts erfordert jedoch Fachwissen in Arbeitsplanung und –medizin, das besonders in kleinen und mittleren Unternehmen nicht immer vorhanden ist. Damit schnell und kostengünstig eine erste Auswahl eines passenden Exoskeletts gefunden werden kann, wird eine mobile Anwendung entwickelt mit deren Hilfe die ausgeführten Arbeitsschritte per Videoanalyse mit KI-Methoden ausgewertet werden können und besondere Beanspruchungen beschrieben werden. Folgend kann auf Grundlage der aufgezeigten Beanspruchungen ein passendes Exoskelett für die Tätigkeit vorgeschlagen werden. Die Anwendung wird in Bezug auf Nutzungsfreundlichkeit und ausgegebene Resultate in Laborversuchen evaluiert und mit derzeit genutzten Checklisten-basierten Verfahren verglichen.

Das AKAMAI-Team entwickelt eine neuartige Lösung für ein automatisiertes Lager- und Bereitstellungssystem (ASRS), das nicht standardisierte Lasten in kompakten Lagern effizient verwaltet. Dieses EIT-Projekt konzentriert sich auf ein innovatives System der vertikalen Verschiebung (spezifischer Aufzug) in Kombination mit proprietären autonomen mobilen Robotern (AMR), um eine höhere Dichte als bei bestehenden industriellen Lösungen zu erreichen.

Die Produktionsanlagen in Europa sind größtenteils voll automatisiert und die Paletten werden von der Produktion bis zu den Docks nur noch minimal berührt, aber der letzte Schritt, d. h. die Beladung, erfolgt jedoch nach wie vor vollständig manuell, und es besteht keine Flexibilität bei der Entscheidung, wie diese Aufgabe ausgeführt werden soll (automatisch oder manuell). Dies macht sie zu einem schwachen Glied in der Versorgungskette, das anfällig für Unterbrechungen ist (vor allem in der COVID-Pandemiesituation), da es vollständig von der Anwesenheit von Menschen abhängig ist, um eine arbeitsintensive und wenig ergonomische Aufgabe auszuführen. Eine echte Stabilität der Lieferkette kann daher erst erreicht werden, wenn eine Lösung entwickelt wird, die palettierte Waren automatisch auf (nicht modifizierte) europäische Straßentrailer zu laden. Der Hauptgrund, warum diese Aufgabe immer noch manuell durchgeführt wird, ist der nicht standardisierte Anhängerpark in Europa und das Fehlen einer automatischen Lösung für Planenauflieger. In Anbetracht der Tatsache, dass mindestens 80 % der auf der Straße befindlichen Anhänger aus Planenanhängern bestehen, bietet sich eine große Chance für eine Lösung mit hoher Skalierbarkeit. Die derzeit vorhandenen Lösungen für die automatische Beladung von Paletten funktionieren jedoch nur für die Beladung von Lkw mit starren Wänden. Bei der Beladung von Planenaufliegern hingegen scheitern solche Systeme an den unterschiedlichen Gegebenheiten von Planenaufliegern und weniger definierten Wänden. Dies führt dazu, dass diese Systeme gegen Hindernisse wie z. B. Trägerbalken prallen, wodurch die Ladung beschädigt wird oder es zu Notstopps kommt. Daher zielt das Projekt darauf ab eine bestehende automatische Ladelösung (Nalon) der Firma Duro Felguera in die Lage zu versetzen, die mit der automatischen Beladung von Planenaufliegern von der Rückseite her verbundenen Herausforderungen zu bewältigen.

Der intensive globale Wettbewerb, kürzer werdende Produktlebenszyklen und eine zunehmende Variantenvielfalt erfordern flexible und wandlungsfähige, aber zugleich wirtschaftliche Produktions- und Logistiksysteme. Der zeitintensive Planungsprozess soll durch ein Assistenzsystem verkürzt und erleichtert werden, umso schneller und kosteneffizienter in der Planung zu werden. Im Projekt „INSERT“ wurde ein Prototyp eines KI-basierten Assistenzsystems zur Konzepterstellung für die Logistik- und Produktionsplanung entwickelt. Dieses Assistenzsystems begleitet die Planer*innen durch die Konzepterstellung und Kostenkalkulation, unterstützt durch Vorschläge in der Prozessplanung und ermöglicht die Generierung eines Simulationsmodells der Produktions- und Logistikprozesse.

Im Zuge von Industrie 4.0 hat das Konzept der dezentralen Steuerung in Produktion und Logistik zunehmend an Bedeutung gewonnen. Die bisherigen Forschungsaktivitäten in diesem Bereich fokussierten überwiegend auf die Entwicklung neuartiger Steuerungsalgorithmen zur Entscheidungsfindung sowie der zur Umsetzung dieser Algorithmen erforderlichen Informations- und Kommunikationstechnologien. Daneben konnte ein weiterer Faktor für den erfolgreichen Einsatz dezentraler Steuerung ausgemacht werden: Die Topologie eines Materialflusssystems. Gleichwohl wurde die Topologie in diesem Zusammenhang bislang nicht ausreichend berücksichtigt. Ziel des Projekts war es daher, den Einfluss der Topologie eines Materialflussnetzwerks auf die logistische Zielerreichung zu quantifizieren und zu untersuchen inwieweit Steuerungsalgorithmen je nach vorhandener Topologie des Netzwerks angepasst oder konfiguriert werden müssen.

Die Lernfabrik vermittelt Studierenden auf Grundlage des didaktischen Konzeptes des forschenden und handlungsorientierten Lernens die Entwicklung energieautarker Produktionssysteme. Die Lernfabrik adressiert sowohl Lernziele der Produktionsplanung und -steuerung als auch der erneuerbaren Energieerzeugung, -speicherung und -nutzung. Studierende fertigen dabei reale Produkte, die in gesellschaftlichen und/ oder industriellen Anwendungen eingesetzt werden.

ViProQAS adressiert eine Systemlösung, welche die operative Durchführung von Qualitätsprüfprozessen mittels visueller Unterstützung ermöglicht. Hierzu wird im Projekt der Weg der Visualisierung dahingehend neu gedacht, dass die Darstellung durch Projektionen auf 2D und 3D Objekten erfolgen soll. App-basierte Ansätze mit Video- und AR auf mobilen Endgeräten (Brillen oder Tablets), sowie Ansätze auf Basis von Virtual-Reality (VR) werden bewusst nicht verfolgt, da im Rahmen des Vorhabens nicht nur eine Visualisierung, sondern auch eine Erfassung und Kontrolle der Tätigkeiten angestrebt wird. Dies ist mit der aktuell am Markt befindlichen Hardware nicht in ausreichenden Maße möglich. In dem Vorhaben wird ein Framework entwickelt, welches aus den Auditvorgaben die Informationen für das Assistenzsystem ableitet und nachfolgen die erfassten Daten an die entsprechenden Systeme weiterleitet. Neuartig dabei ist sowohl die Ausrichtung auf den Bereich der Qualitätsprozesse und die Verbindung von Visualisierung und Erfassung als auch die die Kontrolle und Dokumentation der Prozesse.

Im Projekt Astradis wurde ein Tool zur Planungsunterstützung von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) entwickelt. In einem assistierten Prozess werden die Anwender dabei zunächst durch die Anforderungsaufnahme geführt. Zusätzlich wurde ein herstellerunabhängiger Katalog von am Markt befindlichen FTF aufgebaut, der mit den ermittelten Anforderungen automatisch abgeglichen werden kann um dem Anwender passende Lösungen vorzuschlagen. Über einen integrieten Layouteditor kann ohne große Vorkenntnisse das zukünftige Einsatzlayout festgelegt werden und über eine Exportfunktion daraus die Konfiguration für eine Simulation in Plant Simulation erstellt werden.

Die Sicherstellung der technischen Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen ist Aufgabe der Instandhaltung und ein wesentlicher Faktor für den effizienten Betrieb von Produktionssystemen. Mit der fortschreitenden Digitalisierung gewinnen präventiv zustandsbasierte Instandhaltungsstrategien an Bedeutung. Diese verfolgen das Ziel, Daten, die den aktuellen Zustand einer Maschine beschreiben, zur Prognose von Störungen zu nutzen, um diese durch rechtzeitige Maßnahmen zu verhindern. Dabei besteht das Problem, dass die Modellerstellung mit einem hohen Experten- und Rechenaufwand verbunden ist. Zudem sind die Modelle nicht zuverlässig von einem auf einen anderen Anwendungsfall übertragbar. Im Projekt AutoCBM wurde daher eine Software entwickelt, die bei der Erstellung und Evaluation von Prognosemodellen unterstützt. Kern der Software ist ein maschinelles Lernverfahren, das die am besten geeignete Modellklasse empfiehlt. Durch die Automatisierung des Auswahlprozesses kann somit Aufwand reduziert, weiteres Personal zur Modellerstellung befähigt und eine schnellere Skalierung zustandsbasierter Instandhaltungsstrategien ermöglicht werden.

Um die Bürgerbeteiligung bei Trassenplanungen zu unterstützen, wurde in dem Projekt RailAR ein Outdoor AR-Assystenzsystem entwickelt. Dieses umfasst eine Outdoor-Darstellung die 3D Planungsstände mittels eines AR-Geräts direkt in die Landschaft projiziert. Zur Umsetzung wurden automatisch erzeugte 3D-Daten aus der Trassenplanungssoftware Korfin© über eine 3D-Engine eingebunden und auf den jeweiligen Darstellungszweck angepasst. Hinsichtlich der Auralisation wurde an einer visuellen Darstellung geforscht und in die Visualisierung integriert.

Die Verwendung von 3D-Druckern hat sich in den letzten Jahren als ein anerkanntes Fertigungsverfahren etabliert. Neben dem Rapid Prototyping sind auch die wirtschaftliche Produktion von Kleinstserien bis zur Stückzahl 1 und die räumliche Entkopplung von Entwicklung und Produktion/Vertrieb entscheidende Vorteile dieses Verfahrens. Neben einer Vielzahl von unterschiedlichsten Produktarten bietet der 3D-Druck auch die Möglichkeit, hochindividualisierte Schuhe in einem Stück zu drucken. Durch die Schaffung von Druckerfarmen, welche nur einen geringen Platzbedarf und Installationsaufwand benötigen, können fast überall dezentrale Produktions-/ Vertriebsstätten geschaffen werden. Damit diese optimal arbeiten können, gilt es weitestgehend automatisierte Qualitätsregelkreise zu entwickeln, die die bedienenden Personen in der Erkennung und Vermeidung von Fehldrucken unterstützen.

Innovationszyklen werden auf Produkt- und Prozessebene zunehmend kürzer, womit die schnelle Integration in die Montage für Unternehmen ein kritischer Erfolgsfaktor ist. Das Forschungsprojekt EKIMuPP zielt darauf ab, mittels der Integration von digitalen und KI-basierten Systemen gezielt das Innovationsniveau zu steigern. Das Projekt widmet sich der Entwicklung eines innovationsorientierten Montagesystems, welches die Interaktion von Mitarbeiterinnen entlang der gesamten Prozesskette durch digitale Interaktionsmöglichkeiten steigert und optimiert. Zudem wird die kontextbasierte Einarbeitung und Unterstützung der operativen Mitarbeiterinnen durch ein Assistenzsystem ermöglicht. Zur Beherrschung der Komplexität wird außerdem ein KI-basiertes Variantenmanagement entwickelt. Das Gesamtsystem wird modular entwickelt und dessen Nutzen in der Praxis demonstriert und evaluiert. Hierzu werden typische Produkte für die manuelle Montage ausgewählt und das Gesamtsystem im Unternehmenskontext evaluiert. Zusätzlich werden die Funktionalitäten des Gesamtsystems durch den Praxistest mit weiteren Produktvarianten evaluiert und so dessen produktunabhängige Einsetzbarkeit nachzuweisen.

Mit der fortschreitenden Digitalisierung in der Industrie nimmt der Einsatz komplexer Robotersysteme in Produktion und Logistik zu. Konfigurations- und Steuerungstätigkeiten entsprechender Systeme erfordern daher zunehmend aufwendige Schulungsmaßnahmen, bzw. hochqualifizierte IT-Experten. Demgegenüber steht jedoch ein steigender Fachkräftemangel im IT-Bereich. Um dieser Herausforderung entgegenzuwirken wurde im Forschungsprojekt KoMILo ein neuartiges Software-Framework mit einer intuitiven Benutzerschnittstelle entwickelt, das die Programmierung und Interaktion mit technischen Systemen durch Verwendung eines visuellen, blockbasierten Programmieransatzes zusammen mit digitalen Zwillingen der Systeme vereinheitlicht. Somit werden auch Nicht-Experten befähigt, Prozessabläufe für mehrere, unterschiedliche technische Systeme zu erstellen und deren Ausführung zu überwachen

Fahrerlose Transportfahrzeuge und autonome mobile Roboter sind in Post- und E-Commerce-Sortieranwendungen weit verbreitet. Sie steigern die Flexibilität und Skalierbarkeit von Logistikzentren. Es gibt zwei Hauptlösungen auf dem Markt: kollaborative Sortierroboter, die mit Menschen in derselben Umgebung arbeiten, jedoch langsamer und sicherer agieren, und nicht-kollaborative Systeme, die ohne menschliche Interaktion arbeiten, aber in einem Käfig eingeschränkt sind.

Im Projekt MARS (Mobile Autonomous Robot for Safe sorting) wurde ein intelligentes System entwickelt, das den Übergang zwischen diesen beiden Ansätzen ermöglicht. Es verwendet ein zweikanaliges Lokalisierungssystem, das jedes Fahrzeug sicher positioniert und in den entsprechenden Betriebsmodus versetzt. Dieses System basiert auf einer optischen Lokalisierung durch Matrixcodes auf dem Boden und RFID-Technologie für Checkpoints und Bereichswechsel.

Die Lösung ermöglicht eine flexible Kombination von kollaborativen und leistungsstarken Arbeitsbereichen. Die Fahrzeuge passen ihr Verhalten intelligent anhand ihrer Position an. In kollaborativen Bereichen umgehen sie Menschen und Hindernisse, während sie in abgezäunten Bereichen ihre Geschwindigkeit erhöhen, um die Leistung zu maximieren. Das MARS-System kann bestehende Anlagen erweitern oder flexible Sortiersysteme neu konzipieren.

Im Projekt wurde ein Meta-Lernsystem entwickelt, das automatisiert geeignete Prognosemethoden für die präventiv zustandsbasierte Instandhaltung in Produktionssystemen auswählt. Die Evaluation erfolgte über die Prognosegüte und logistische Kennzahlen, die die Auswirkungen der abgeleiteten Instandhaltungsmaßnahmen auf die Leistung des Produktionssystems beschreiben. Dazu wurde das Meta-Lernsystem mit einem Produktionssystem gekoppelt, das im Projekt durch ein ereignisdiskretes Simulationsmodell abgebildet wurde. Die auf den Prognosen aufbauende integrierte Produktions- und Instandhaltungsplanung erfolgte über Prioritätsregeln, die durch simulationsbasierte Optimierung konstruiert wurden. Das Projekt wurde in Kooperation mit Professor Dr.-Ing. Enzo Morosini Frazzon (UFSC, Brasilien) und Professor Dr.-Ing. Carlos Eduardo Pereira (UFRGS, Brasilien) durchgeführt. Finanzielle Unterstützung erfolgte durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und durch die brasilianische Koordinationsstelle für die Verbesserung des Hochschulpersonals (CAPES).

Im Rahmen dieses Forschungsprojekts wurde ein eKanban-System entwickelt, welches die Vorteile von modernen, intelligenten Industrie 4.0-Lösungen umsetzt und zugleich für Unternehmen in der Integration und im laufenden Betrieb wirtschaftlich bleibt. Hierzu gehören kostengünstige, autonome Sensormodule, welche einfach zu installieren sind und einen geringen Stromverbrauch vorweisen, um eine vollständige Bestandsüberwachung zu ermöglichen. Das eKanban-System selbst wird über eine Cloud mit maschinellen Lernverfahren verknüpft, die kontinuierlich das Materialnachfrageverhalten zu lernen und so stetig im Betrieb die Materialbereitstellung hinsichtlich der Wiederbeschaffungszeit optimieren. Auf diese Weise konnten in einem Beispielszenario, welches mittels einer detaillierten Materialflusssimulation validiert wurde, eine Reduktion der Lagerbestände um bis zu 30% erzielt werden.

Das Ziel des Projektvorhabens war die Entwicklung eines mobilen Dokumentations- und Inspektionssystems zur Applikation und Bewertung von Dichtstoffen mit pseudometrischen Freiformflächen. Konkret wurde das System zur Applikation und Qualitätsprüfung von Weichdichtungen im Luftfahrtbereich entwickelt. Durch den Einsatz von Deep Learning-Algorithmen wurde ein „universelles“ Inspektionssystem für Weichdichtungen entwickelt, welches eine hohe Zuverlässigkeit unter verschiedenen Umgebungsbedingungen bietet. Das System wurde mobil ausgestaltet, um in direkter Mensch-Technik-Interaktion am Werkzeug installiert und echtzeitbasiert betrieben zu werden. Die mit dem Applikator erzeugten Daten werden drahtlos an einen Server gesendet, welcher die Datenauswertung vornimmt. Hierbei wurden aktuelle Forschungsergebnisse genutzt, wodurch eine durchschnittliche Genauigkeit aller Modelle nach einer 5-fach Kreuzvalidierung mit 94% erreicht werden konnte.

Motivation
Die Planung und Steuerung von Produktionsabläufen hat maßgeblichen Einfluss auf die Leistung einer Werkstattfertigung. Werkstattfertigungen unterliegen dynamischen Einflüssen (z. B. Störungen durch Maschinenausfälle oder Eilaufträge), die bei der Planung und Steuerung berücksichtigt werden müssen. Gängige Methoden sind daher meist in Module zur Berechnung von Plänen und Module für die operative Steuerung unterteilt. Eine Optimierung findet dabei meist nur auf der groben Planungsebene statt, während die Feinplanung auf Grundlage einfacher, statischer Regeln durchgeführt wird. Dies ermöglicht zwar die Erzeugung von Ablaufplänen in kurzer Rechenzeit, jedoch werden in der Regel keine optimalen Abläufe basierend auf dem aktuellen Zustand des Produktionssystems erzeugt.

Ergebnisse
In der ersten Phase des brasilianisch-deutschen Kooperationsprojekts wurde ein simulationsbasiertes Optimierungsverfahren zur Steuerung dynamischer Werkstattfertigungen entwickelt. Im Projekt wurde der klassische Ansatz simulationsbasierter Optimierung so erweitert, dass auch die Dynamik einer Werkstattfertigung berücksichtigt wird und die Optimierung von Planungsentscheidungen und Steuerungsregeln stets auf Grundlage des aktuellen Systemzustands erfolgt. Das entwickelte Verfahren wurde anhand der Werkstattfertigung eines brasilianischen Herstellers mechanischer Bauteile evaluiert.

Um den aktuellen Zustand eines Produktionssystems detaillierter abbilden zu können, wurde in der zweiten Projektphase eine Methode zur integrierten Steuerung von Bestands-, Produktions- und Instandhaltungsprozessen entwickelt. Dadurch können zusätzlich zur bestehenden Methode Instandhaltungsaufträge für die Maschinen eingeplant werden und die Lagerbestände in der Planung berücksichtigt werden.

Vorgehen
Zunächst wurden auf deutscher und brasilianischer Seite parallel Methoden für die Planung von Instandhaltungs- sowie Lageraufträgen entwickelt, welche stets aktuelle Systemdaten verwenden. Anschließend wurden beide Ansätze zu einer Planungsmethode integriert, die in einem realen Szenario mit Daten eines Industriepartners sowie Szenarien aus der Literatur evaluiert wurde.

Motivation
Vollständig dynamische unternehmensübergreifende Produktionsnetzwerke, die sich dem individuellen Kundenauftrag anpassen, sind eine Kernvision im Bereich Industrie 4.0. Bereits heute werden Produktionskapazitäten im Bereich von Zeichnungs- und Sonderteilen teilweise sehr kurzfristig benötigt: Gründe sind der Ausfall von eigenen Maschinen oder Maschinen eines Zulieferers, der Komplettausfall eines Zulieferers oder auch ein sprunghafter Anstieg auf der Nachfrageseite. Einer schnellen Reaktion stehen in diesen Fällen jedoch Barrieren, wie das Auffinden eines oder mehrere Zulieferer mit freien Kapazitäten oder die hohen manuellen Aufwände zur Einbindung neuer Lieferanten in bestehende Bestell- und Logistikprozesse, entgegen.

Ziel
Der „Dynamic Production Network Broker“ soll die dynamische Bildung von Produktionsnetzwerken durch einen Service-Baukasten unterstützen. Dieser beinhaltet das „Matching“ von Angebot und Nachfrage nach kurzfristiger Verfügbarkeit von Produktionskapazitäten bei gleichzeitiger Sicherstellung der nötigen Transportkapazitäten, das kurzfristige „Onboarding“ der Zulieferer, d.h. die schnelle Einbindung in den Bereichen Produktion, Logistik und Qualitätssicherung und die Möglichkeit, komplexe Montagetätigkeiten durch ein auf Augmented Reality (AR) Technologien basierendes Assistenzsystem „outsourcingfähig“ zu machen. Ziele des BIBA im Verbundprojekt waren einerseits die Entwicklung einer ontologischen Beschreibung von Maschinenfähigkeiten und Anforderungen, andererseits die Konzeptionierung generischer servicebasierter Geschäftsmodelle und deren Evaluation anhand der Projektergebnisse.

Ergebnisse
Gemeinsam mit den Industriepartnern wurden die Problemstellungen herausgearbeitet und auf dieser Basis vier Anwendungsfälle definiert. Für diese wurden in einzelnen Bausteinen zunächst „Minimal Viable Products“, d.h. schnell zu realisierende, prototypische Lösungen entwickelt, die anschließend zu einem durchgängigen Prozess integriert wurden.

Globale Produktionsnetzwerke benötigen eine effiziente Transportlogistik. Um die Zusammenarbeit zwischen Transportdienstleistern und deren Kunden zu verbessern, wurde eine digitale Plattform entwickelt, welche die Angebotserstellung und Auswahl von Transportdienstleistungen sowie die interaktive Planung und Administration der Transportprozesse unterstützt. Verfügbare Angebote können hinsichtlich Preis, Zeitbedarf und Kohlendioxid-Ausstoß verglichen und die Angebotsdaten automatisch in Buchungen übernommen und iterativ ergänzt werden. Blockchain-Mechanismen unterstützen den sicheren Austausch zugehöriger elektronischer Dokumente. Dies steigert die Prozesstransparenz, vermeidet Planungsfehler und reduziert den Informationsaufwand.

Durch den Online-Handel gewinnt die Konsumentenlogistik zunehmend an Bedeutung. Dabei ergibt sich ein Dilemma für Endkundinnen, bei dem der Komfort einer Online-Bestellung höheren CO2-Emissionen im Vergleich zum Supermarkteinkauf gegenüberstehen. Im Rahmen des Projekts wurde mit einem sozialwissenschaftlichen Ansatz Endkundinnen zum individuellen Einkaufsverhalten befragt. Auf Basis der Befragungen wurden unterschiedliche Szenarien für die Stadt Bremen vom BIBA simuliert. Die Ergebnisse der Befragungen und der Simulationen zeigen, dass Kunden individuell zur CO2-Emissionsvermeidung bei verschiedenen Optionen tendieren. Auf der anderen Seite konnte gezeigt werden, dass vermeintlich schlechtere Logistikoptionen mit höherer CO2-Emission bei optimaler logistischer Planung ihre negativen Einflüsse verlieren.

Im Rahmen des Projektes Manufaktur 4.0 wurde ein Verfahren für eine digitalisierte, qualitätsorientierte Produktionssteuerung für die Feinkostlebensmittelproduktion entwickelt und prototypisch umgesetzt. Für alle Ingredienzien eines ausgewählten Feinkostprodukts wurden im Projekt rohstoff-spezifische Qualitäts-Zeit-Profile mittels sensorischer Analysen in Laborversuchen ermittelt. Zudem wurden die Energieeinträge und Verbräuche der Produktion analysiert und dienliche Zukunftsenergiekonzepte untersucht. Darüber hinaus wurde als Grundlage für eine Implementierung einer digitalisierten Produktionssteuerung ein sensorbasiertes Identifikationssystem zur Umsetzung eines digitalisierten Behältermanagements konzipiert und evaluiert. Schließlich erfolgte die Entwicklung eines Verfahrens für die qualitätsorientierte Produktionsplanung und -steuerung. Zur Vorbereitung einer zukünftigen Implementierung des Verfahrens in der Produktion der Deutschen See wurde dieses unter Verwendung Digitaler Zwillinge prototypisch umgesetzt. Es konnten eine um 21 Prozent reduzierbare Durchlaufzeit, eine 17 Prozent höhere Auslastung der Produktionsanlagen und eine Optimierung der produktionsspezifischen Energieverbräuche, sowie eine Reduktion von Lebensmittelabfällen modellbasiert nachgewiesen werden. Durch die optimierte Produktionssteuerung kann ein Beitrag zur Erreichung der Klimaziele geleistet werden.

Durch die softwaretechnische Unterstützung bei der Planung, Konstruktion und Verwaltung von Gebäuden können Fehler vermieden und die Produktivität deutlich gesteigert werden. Bislang ist die Digitalisierung aber nicht durchgehend. Beispielsweise finden sich bei der Elektroinstallation zahlreiche Probleme hinsichtlich der Erstellung korrekter Aufmaße, der Übernahme von Änderungen, der Prüfung einzelner Gewerke. Das Ziel des Projektvorhabens war die Entwicklung eines mobilen Assistenzsystems, welches eine durchgehende Digitalisierung der Elektroinstallation ermöglicht. Hinsichtlich der Sensorik wurde mit einer LiDAR-Kamera gearbeitet, um 2D-/3D-Aufnahmen des jeweiligen Raumausschnitts zu machen. Zudem wurden noch ein hochauflösender Entfernungsmesser und sowie der Laserprojektor verbaut. Zur Darstellung der hinterlegten sowie erfassten Daten wurde ein Web-Framework entwickelt. Das BIBA hat die 360°-Raumerfassung mittels LiDAR-Kamera entwickelt, wobei die korrekte Punktwolken-Registrierung erfolgt, sowie die semantische 2D-Analyse der Wandflächen erforscht.

Die Offshore-Baustellenlogistik für Windparks definiert ein komplexes Planungs- und Steuerungsproblem. Hierzu werden ereignisdiskrete Simulationsverfahren oder Ansätze der mathematischen Optimierung eingesetzt. Beide Methoden besitzen Vor- und Nachteile hinsichtlich Laufzeit, Detaillierungsgrad und Optimalitätsbedingungen. In diesem Projektvorhaben wurden daher die Grundlagen für eine komplementäre Nutzung erarbeitet. Ausgehend von einem einheitlichen Grundmodell können ereignisdiskrete Simulationsmodelle und mathematische Modelle für verschiedene Teilprobleme abgeleitet und gelöst werden. Im Ergebnis entstand ein Methodenbaukasten der unter Berücksichtigung aktueller Wetterprognosen auf operativer Ebene eine situative Entscheidungsunterstützung bieten kann.

Die Entladung von Containern stellt eine der letzten nicht automatisierten Aktivitäten in einer hochtechnisierten Transportkette dar. Ein signifikanter Anteil der im- und exportierten Container wird in Seehäfen entleert bzw. beladen. Bisher existierende automatische und halbautomatische Systeme genügen aufgrund hoher Investitionskosten, langen Inbetriebnahmezeiten sowie notwendigen Infrastruktur-Anpassungen den Anforderungen von Hafenbetreibern nicht und haben einen geringen Verbreitungsgrad. Das Ziel des Projektes IRiS war die Entwicklung eines neuartigen, mobilen Robotersystems für die Verbesserung der Effizienz und Ergonomie von Umschlagprozessen an Seehäfen. Die hierfür entwickelte Mechatronik ermöglicht einerseits eine gleichzeitige Entladung ganzer Paketreihen und andererseits eine schnelle und flexible Einsetzbarkeit ohne große Anpassungen an betrieblich vorhandener Infrastruktur. Um Störsituationen möglichst schnell und aufwandslos begegnen zu können, wurde zudem eine intuitive Mensch-Roboter-Interaktionsschnittstelle entwickelt.

Für den Gesamtprozess der Brotherstellung ist die Teiggärung von großer Bedeutung, weil schlecht gegärte Brotteiglinge nach dem Backen eine deutlich schlechtere Produktqualität zeigen. Bislang wird der optimale Gärzeitpunkt manuell von Fachpersonal bestimmt, was zu Qualitätsschwankungen führt.

Im Rahmen dieses Forschungsprojekts wurde ein Überwachungsassistent entwickelt, welches aus einer an einer beweglichen Linearachse befestigten LiDAR-Kamera mit Rechnereinheit besteht. Die Erkennung der Teiglinge aus den von der LiDAR-Kamera erzeugten Bildern und Punktwolken basiert auf Analysen neuronaler Netze und Algorithmen zur Punktwolkenverarbeitungen, die vom BIBA durchgeführt wurde. Mittels der vertikalen Linearachse können mehrere Brotteiglinge über verschiedene Backbleche hinweg überwacht werden. Zudem können Gärreferenzkurven für die Gärregelung erstellt und gespeichert werden. Mittels der Gärreferenzkurven können Temperatur und relativer Luftfeuchte in der Gärkammer variiert werden, um Gärabweichungen zu minimieren und eine gleichbleibende Produktqualität zu gewährleisten.

Die Nutzung von LNG-Antrieben (Liquefied Natural Gas) bei Schiffen hat große umwelttechnische Vorteile, da sie Seegebiete und Häfen emissionstechnisch entlasten. Den Vorteilen dieses Vorgehens bezüglich des Transports und der Lagerung stehen große Herausforderungen bei der Handhabung gegenüber. Es fehlt an sensitiven Armaturen-Sets für den hochvolumigen LNG Transfer von Schiff zu Schiff. Die Aufgabe des BIBA war dabei die Entwicklung einer Augmented Reality (AR)-Lösung, die zu Wartungs- und Servicezwecken dieser Armaturen eingesetzt werden kann.

Im Projekt wurde daher ein digitales Assistenzsystem unter Nutzung von AR-Technologie zur Anwendung an LNG-Armaturen entwickelt und evaluiert. Der Entwicklungsansatz basierte auf dem Prozess zur Gestaltung gebrauchstauglicher Systeme, gemäß DIN 9241-210. Es wurde eine Evaluation mittels einer kombinierten quantitativen und qualitativen Nutzerstudie sowie eines Experten-Reviews durchgeführt, die hinsichtlich Usability und Workload zu sehr guten Ergebnissen führte. Die entwickelte AR-Lösung auf Basis eines Android-Smartphones ermöglicht den Nutzer*innen den Zugriff auf Wartungsanleitungen und Handbücher, vereinfacht die Ersatzteilbestellung und unterstützt den Arbeitsprozess durch kontextsensitive Schritt-für-Schritt-Virtualisierungen.

Das Fruchtauflegen erfolgt, abhängig von den Anforderungen an Flexibilität und Kapazität, zumeist entweder vollständig manuell oder vollautomatisch. Zu dem Prozess gehören eine Qualitätskontrolle der portionierten Produkte, ihre Ablage in eine Verpackungsschale sowie die Endverpackung. Vor diesem Hintergrund liegen große Rationalisierungspotenziale in der partiellen Automatisierung für mittlere Flexibilitäts- und Kapazitätsanforderungen. Hierfür wurde vom BIBA gemeinsam mit der TU Kaiserslautern und die Firma MWZ Steuerungstechnik ein kollaboratives Roboter-Roboter-Mensch Fruchtplatzierungssystem entwickelt.

Die Früchte werden auf einem speziellen Förderband transportiert, das vom Hauptsystem gesteuert wurde, so dass die Geschwindigkeit und Position des Bandes bekannt ist. Ein Kamerasystem erkennt die Position und Defekte der Früchte und sendet diese Informationen an ein Robotersystem mit zwei Roboterarmen, die mit speziell angepassten Greifern ausgerüstet sind. Die Roboter nehmen die freigegebenen Früchte auf, ohne deren Qualität zu beeinträchtigen und können dabei mit Mitarbeitern am Förderband zusammenarbeiten.

Als Ergebnis des Projekts konnte das Kamerasystem die Position und Rotation verschiedener Apfelsorten mittels modernster neuronaler Netze erkennen. Zusätzlich wurde eine Nahinfrarotkamera verwendet, um Druckstellen und Oberflächendefekte auf Äpfeln anhand verschiedener neuronaler Netzarchitekturen wie SSD (Single Shot Detection) und U-Netze zu erkennen. Dadurch war es möglich, für jeden Apfel eine Qualitätsprüfung durchzuführen. Diese Informationen wurden über ROS (Robot Operative System Framework) an das Robotersystem gesendet. Das Robotersystem war in der Lage, die Äpfel in Zusammenarbeit mit menschlichen Mitarbeitern ordnungsgemäß zu verpacken und zu sortieren.

Im Forschungsprojekt AxIoM wurde ein neuartiges Assistenzsystem auf Basis künstlicher Intelligenz für manuelle Montagestationen entwickelt, welches zum einen den Montageprozess und die Qualität des zu fertigenden Produkts überprüft und zum anderen mitarbeiterzentrierte Assistenzfunktionalitäten implementiert. Das System analysiert die am Montageplatz gesammelten, prozessualen und kamerabasiert erfassten Informationen unter Einsatz von Bildverarbeitungs- und maschineller Lernverfahren im Hinblick auf die ergonomische und produktionsbezogene Arbeitssituation. Durch Kombination von informatorischer Prozessführung mit Projektion, automatischer Überwachung von Montageprozess- und Bauteilfortschritt, Ergonomie-Haltungserkennung sowie anreizbasierter Gamification konnten mit dem System sowohl Prozesszeiten und Montagefehler reduziert, als auch eine hohe NutzerInnen-Akzeptanz erreicht werden.

Die Entwicklung flexibler Handhabungsroboter und autonomer Fahrzeuge für logistische Prozesse ist aufgrund heterogener Objekte, variablen Umgebungsbedingungen und komplexen Eigenschaften der 3D-Sensorik eine große Herausforderung und mit hohen finanziellen Risiken verbunden. Im Projekt VirtuOS wurde ein online frei verfügbares Werkzeug entwickelt, mit dem Anwendungsszenarien im virtuellen Raum frei konfiguriert und 3D-Sensordaten realitätsnah simuliert werden können. Die multi-kriterielle Optimierung liefert, abhängig von unterschiedlichen Optimierungskriterien anwendungsspezifisch eine optimale Sensorkonfiguration. Automatisierungsunternehmen, Systemintegratoren und Anbieter von Sensorik/Bildverarbeitungslösungen werden somit bei der Auswahl und Konfiguration der Sensorik unterstützt. Das Werkzeug beschleunigt die Entwicklungszyklen und die schnelle Erschließung neuer Geschäftsfelder.

Bei der Handhabung von kryogenen Fluiden (beispielsweise verflüssigtes Erdgas) bestehen große Risiken bezüglich der Betriebssicherheit. Das Projektvorhaben verfolgte die Entwicklung eines Safety-Prozess-Systems, welches bei der Betankung eines Schiffes mit LNG mittels eines Bunkerschiffs eingesetzt werden kann. Das BIBA entwickelte in diesem Zusammenhang ein optisches Überwachungssystem. Dieses soll zur Überwachung des Gefahrenbereiches eingesetzt werden. Es umfasst sowohl eine Überwachung hinsichtlich möglicher Gasaustritte (Leckagen) als auch eine Umgebungsüberwachung zur Vermeidung von Verletzungen bei Menschen.

Die Überwachungslösung basiert auf einer kombinierten RGB- und Thermalkamera, welche in Kombination mit Deep Learning-Algorithmen die automatische Gefahrenerkennung innerhalb der Anwendungsfälle ermöglicht. Auf diese Weise kann eine Detektion von Personen im Gefahrenbereich auch unter maritimen Verhältnissen (z.B. schlechte Sicht durch Nebel) bei der Bebunkerung gewährleistet werden.

In umfangreichen Labortests konnte gezeigt werden, dass der gewählte Ansatz eine zuverlässige Erkennung der Anwendungsfälle auf Basis von Thermalbildern ermöglicht und somit aufgrund seiner Robustheit gegenüber maritimen Umgebungsbedingungen gegenüber einem Überwachungsansatz auf Basis von RGB-Bildern eine vielversprechende Alternative darstellt.

Durch Fachkräftemangel und externen Kostendruck sehen sich auch kleine und mittlere Produktionsunternehmen dazu gezwungen Prozesse zu optimieren und automatisieren. Ein großes Potential liegt in logistischen Prozessen, die oft manuell erfolgen und so produktive Arbeitszeit von Fachpersonal in Anspruch nehmen. Für kleine und mittlere Unternehmen stellt die anfängliche Investition für automatisierte Prozesse jedoch eine große Hürde dar. Im Projekt MARGO soll mit OPIL, einer offenen Plattform für die Integration von Logistikprozessen, auf einfache und schnelle Weise das Optimierungspotential der internen Logistikprozesse durch Simulationen aufgezeigt und durch einen Pilottest die Machbarkeit belegt werden. So wird das Risiko einer Investition auf ein Minimum reduziert und die vollständige Integration wird leichter planbar. Für die Identifikation von Optimierungen wird das Produktionsumfeld eines Zahnradherstellers in einer 3D-Simualtionsumgebung, die Teil von OPIL ist, abgebildet. So können schnell und kostengünstig unterschiedliche Einsatzszenarien von fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) evaluiert und verglichen werden. Ein prototypisches FTF wird in die cloudbasierte IoT-Plattform integriert. So lassen sich bestehende Prozesse mit neuen Materialhandhabungsprozessen verbinden.

Ziel des gemeinsam mit EUROGATE durchgeführten Projekts STRADegy war eine Steigerung der Produktivität und der Flexibilität in der Containerabfertigung, verbunden mit einer Entlastung der Umwelt und einer Erhöhung der Sicherheit in deutschen Seehäfen. Abweichend zu anderen automatisierten Terminals in Europa wurden erstmals automatisierte Straddle Carrier in einem Feldtest eingesetzt. Bei Straddle Carriern handelt es sich um spezielle Fahrzeuge zum Transport von Containern auf Terminals, die eine hohe Flexibilität in den Umschlagprozessen sicherstellen. Im Rahmen des Projektes wurden Konzepte entwickelt und erprobt, die eine hohe Produktivität des automatisierten Systems sicherstellen sollen. Von besonderer Relevanz war, dass die entwickelten Konzepte auch auf andere bestehende Terminals übertragen werden können. Hierzu galt es Standardschnittstellen zu entwickeln, um IT-Systeme unterschiedlicher Hersteller, wie z. B. Terminal Operating Systeme (TOS), die Umschlagprozesse in Terminals steuern, verknüpfen zu können. Zur wissenschaftlichen Absicherung der gesteckten Ziele wirkte das BIBA an der Konzeption der praktischen Versuche mit und sorgte dafür, dass innovative Ansätze aus der Forschung Berücksichtigung fanden. Weiterhin wurden Leitfäden erstellt, die zukünftig dabei helfen, im Betrieb befindliche Mega Containerterminals zu automatisieren, und so die Breitenwirksamkeit des Projekts sicherstellen. Zusätzlich wurde die Wirtschaftlichkeit der Automatisierung durch ganzheitliche Kostensimulationen untersucht. STRADegy wurde im Rahmen des Förderprogramms für Innovative Hafentechnologien (IHATEC) durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) gefördert.

Die Rotorblattinspektion von Windenergieanlagen ist für die Servicetechniker bei Nabenhöhen von bis zu 160 m und Blattlängen bis zu 88 m eine Herausforderung. Um sie künftig zu unterstützen, wird im Rahmen des Projekts eine Drohne zur automatischen Inspektion der Rotorblattoberfläche entwickelt. Das zu inspizierende Rotorblatt wird automatisch abgeflogen und mittels optischer Messverfahren und maschinellem Lernen auf Oberflächendefekte untersucht. Eine Anhaftungsvorrichtung erlaubt es der Drohne außerdem Kontakt mit dem Rotorblatt herzustellen, um die Blitzschutzvorrichtung zu prüfen.

Im Projekt VR-SUSTAIN wurde eine Trainingsumgebung entwickelt, die Auszubildende und Facharbeiterinnen in der Automobilproduktion mit den bestehenden Risiken vertraut macht. Als Technologie wurde Virtual Reality (VR) verwendet, um den Teilnehmerinnen eine realitätsnahe, immersive Lernerfahrung zu bieten, die in einer eigens dafür eingerichteten sicheren Umgebung stattfindet. Dabei wurden zwei Lernszenarien umgesetzt: die Verhinderung von körperlichen Fehlbelastungen im Fertigungsprozess in Verbindung mit der Verhinderung von Kratzern und Beulen am Automobil sowie die Unfallprävention im Umgang mit elektrischen Anlagen. Durch die Umsetzung der Lernszenarien im Projekt VR-SUSTAIN konnten wichtige Erkenntnisse über die Entwicklung und Durchführung VR-basierter Trainings in der produzierenden Industrie Europas gewonnen werden.

Im Projekt safeguARd hat das BIBA, gemeinsam mit den Unternehmen craniMAX und Motec sowie dem Lehrstuhl Robotersysteme der TU Kaiserslautern, ein Augmented Reality (AR)-basiertes Assistenzsystem für Nutzfahrzeuge zur Steigerung der Sicherheit im Arbeitsraum entwickelt.

Das safeguARd-Assistenzsystem ermöglicht die frühzeitige Erkennung auftretender Gefahrensituationen in Bezug auf Last und Arbeitsraum von Mobilkranen mit Hilfe bildverarbeitender Verfahren. Das BIBA hat sich im Projekt safeguARd mit der Trajektorienprognose und Kollisionserkennung von Personen im Gefahrenbereich des Mobilkrans beschäftigt. Auf dieser Grundlage entwickelte das BIBA eine AR-basierte Anzeige des Arbeitsbereichs der Kranführer*innen. Die AR-Lösung wurde auf einem Head Mounted Display umgesetzt.

Die Instandhaltung von Dieselmotoren von Schienenfahrzeugen wurde bisher reaktiv oder in periodischen Intervallen präventiv durchgeführt. Ein reaktives Vorgehen ist jedoch meist mit hohen Folgekosten verbunden. Auch periodisch präventive Maßnahmen erzeugen vermeidbare Instandhaltungsaufwände, da Komponenten, die oftmals noch für einen längeren Zeitraum hätten genutzt werden können, vorsorglich ausgetauscht werden. Durch eine prädiktive Instandhaltung, die Maßnahmen erst im Bedarfsfall erforderlich macht, können Aufwände minimiert werden, ohne das Risiko eines Motorenausfalls und damit verbundene Kosten zu erhöhen.

Im Rahmen des Projekts wurden zunächst typische Schadbilder verschiedener Motoren analysiert, die notwendige Sensorik für eine frühzeitige Erkennung der Schäden bestimmt und Zielkriterien für die Prognosen definiert. Daraufhin wurde ein Sensorkonzept erarbeitet, dass eine Nachrüstung von Motoren zur Überwachung ökonomisch relevanter Schäden ermöglicht. Nach der Anforderungsanalyse wurde die Toolbox und ein Verfahren zur automatisierten Auswahl von Prognosemodellen prototypisch umgesetzt. Abschließend erfolgte die Evaluation der Toolbox auf dem Prüfstand der DB Fahrzeuginstandhaltung im Werk Bremen.

Ergebnis des Projekts ist eine Toolbox zur Sammlung und Auswertung von Sensordaten. Eine Besonderheit ist, dass zur Abschätzung der verbleibenden Restlebensdauer einer Komponente automatisiert ein geeignetes Prognosemodell ausgewählt wird. Am Anwendungsfall von Dieselmotoren von Schienenfahrzeugen konnte gezeigt werden, dass Anomalien im Betriebsverhalten, die beispielsweise durch eine Unwucht der Turboladerwelle hervorgerufen wurden, eindeutig identifizierbar sind. Basierend auf derartigen Informationen zum aktuellen Zustand des Motors kann zukünftig eine optimierte Instandhaltungsplanung erfolgen. Allerdings bleibt anzumerken, dass angesichts der hohen Komplexität eines Dieselmotors nur relativ wenige Komponenten betrachtet und wenige Experimente durchführt werden konnten. Somit verbleibt ausreichend Potenzial für zukünftige Forschungsvorhaben.

Der Lebensmittelhandel hat sich in den letzten Jahren auf den Online-Vertrieb ausgedehnt. Dabei hat der Einsatz von EPS-Verpackungen, wie z. B. Styropor©, jedoch einen stark negativen Einfluss auf die Ökobilanz der einzelnen Produkte und es verbleibt viel Abfall beim Kunden. Im Projekt RETROFIT wurde eine nachhaltige Kühllösung entwickelt. Als Ausgangsmaterial wurde cellulosehaltiges Material in Form von Papierstaub verwendet, der beim Altpapierrecycling als Reststoff anfällt. Daraus wurden Papierschaumplatten hergestellt, die als Basismaterial für den RETROFIT-Isolierbehälter dienten. Das Teilprojekt des BIBA beschäftigte sich dann mit der logistikgerechten Gestaltung der Gesamtlösung sowie der Entwicklung einer nachhaltigen Kühllösung. Die Evaluierung der Prototypenlösung im Feldversuch zeigte über einen Zeitraum von über 48 Stunden ein ähnliches Isolierverhalten wie bei herkömmlichen EPS-Verpackungen. Die vom BIBA entwickelte nachhaltige Kühllösung konnte dabei hervorragende Kühleigenschaften im Tiefkühlbereich von unter -18°C nachweisen.

Aktuelle Energiemanagementsysteme erfassen ausschließen die Energiedaten, stellen diese dar und ermitteln Kennzahlen zur Bewertung. Methoden der künstlichen Intelligenz bieten das Potential dieses aufbereitete Wissen zu analysieren, um gezielt bei der Entscheidungsfindung für die Wahl der Prozessparameter für eine energieeffiziente Produktion zu unterstützen.Ziel ist es durch den Einsatz von Methoden der künstlichen Intelligenz, wie Künstliche Neuronale Netze in Kombination mit Deep Learning Architekturen, semantischen Mediatoren und Expertensystemen den Energieeisatz zu reduzieren, ohne dabei Endproduktqualität zu beeinflussen. IT-Systeme sollen selbstständig große Datenmengen nach spezifischen Mustern und Regeln ab und "lernen" dadurch die eigene Wissensbasis an, um gezielte Vorschläge für einen energieoptimierten Prozess anzubieten. Ein Beispiel innerhalb von KIPro stellt die Entwicklung einer Material- und Volumenstromerkennung dar. Dabei werden unterschiedliche Sensordaten fusioniert und unter Anwendung von Deep Learning hinsichtlich der Zusammensetzung aus unterschiedlichen Materialien analysiert.

Die Logistikleistungen der See- und Binnenhäfen nehmen für die globalen Distributionsketten der deutschen Automobilindustrie eine Schlüsselrolle ein. Grundlegende Anforderungen an die logistische Abwicklung des Fahrzeugumschlags sind eine hohe Effizienz und Prozesssicherheit. Zudem sind eine hohe Flexibilität und Reaktivität erforderlich, um kurzfristig auf Störungen und Änderungen reagieren zu können. In dem Projekt Isabella wurden Lösungen für die Verbesserung der Planung und Steuerung auf See-und Binnenhäfen entwickelt und auf dem Autoterminal der BLG in Bremerhaven pilotiert. Für die Unterstützung der Planung wurde eine interaktive Planungsoberfläche entwickelt, die auf einer 3D-Visualisierung des Terminalgeländes basiert und über einen Multitouch-Tisch dargestellt wird. Zudem können Planungsalternativen simulationsbasiert bewertet und die Ergebnisse über die Planungsoberfläche dargestellt werden. Für die Steuerung der Fahrzeugbewegungen wurde die Auftragszuweisung digitalisiert und ein Optimierungsalgorithmus entwickelt, der eine individuelle Prozesssteuerung in Abhängigkeit des Fahrzeugstandorts ermöglicht. Für die Lokalisierung der Fahrzeugstandorte im Innenbereich wurde ein Indoor-Ortungssystem basierend auf WLAN Round Trip Time entwickelt. Die interaktive Planung unterstützt die Anwender*innen durch die Visualisierung der Planungssituation und ermöglicht eine Anpassung der Planung in Abhängigkeit der Auftragsentwicklung. Die individuelle Prozesssteuerung ermöglicht eine Optimierung der Fahrwege auf dem Terminal und die kurzfristige Reaktion auf Änderungsbedarfe. Die Entwicklung erfolgte in Kooperation mit den Projektpartnern BLG und 28Apps. Das Projekt wurde im Rahmen des Förderprogramms für Innovative Hafentechnologien (IHATEC) durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) gefördert.

Die Kommissionierung ist ein Kernprozess der intralogistischen Aufgaben und verfolgt das Ziel der Zusammenstellung von Lieferungen gemäß Kundenauftrag; die Lieferungen sind somit Teilmengen des Gesamtsortiments. Die Installation komplexer und kabelgebundener Infrastruktursysteme, die den Einsatz effizienter Kommissionierverfahren unterstützen, ist teuer und zudem schlecht an eine sich ändernde Lagerinfrastruktur anpassbar Ein zusätzliches Problem im Bereich der Qualitätssicherung des Kommissionierprozesses liegt in der Überwachung der korrekten Aufnahme- und Ablagevorgänge (Picks). Dies gilt vor allem bei der Kommissionierung aus nicht-sortenreinen Fächern sowie bei der zeitgleichen Bearbeitung mehrerer Aufträge, bei der eine Ablage in auftragsspezifische Behälter auf dem Kommissionierwagen erfolgt. Im Projektvorhaben soll diese Lücke geschlossen werden, indem ein Kommissioniersystem entwickelt wird, das einfach und günstig in eine bestehende Lagerinfrastruktur integriert werden kann sowie eine hohe Anpassungsflexibilität beibehält und die Sicherung eines hohen Qualitätsstandards ermöglicht. Der Instandhaltungsaufwand soll zudem deutlich geringer sein als bei herkömmlichen, kabellosen Systemen. Das zu entwickelnde System stellt eine gewollte Abkehr vom Entwicklungstrend der durchgehenden Automatisierung von Lagern und Kommissionierprozessen dar.

Im Rahmen der Digitalisierung der Industrie werden neue Technologien eingeführt, um vor allem die produktiven Prozesse effizienter zu gestalten. Jedoch versprechen die digitalen Daten, welche durch die cyber-physischen Systeme erzeugt und verarbeitet werden, auch Potenziale für angrenzende Bereiche, wie die Planung bzw. die Restrukturierung von Fabriken. So entfaltet die als „Industrie 4.0“ betitelte aktuelle Entwicklung auch ihren Einfluss auf die Fabrikplanung und es werden neue Methoden zur zeitgemäßen Fabrikplanung benötigt. Im Projekt EILa wurden anhand einer theoretischen Literaturaufarbeitung sowie einer empirischen Untersuchung Potentiale der Digitalisierung für die Fabrikplanung herausgearbeitet. Das Ergebnis kann Unternehmen als methodischer Leitfaden zur zukunftweisenden Layoutplanung von Fabriken im Rahmen der digitalisierten Fertigung dienen und zeigt weiteren Forschungsbedarf zur Entwicklung wandlungsfähiger Fabriken auf.

Im Zuge der stabilen Entwicklung der deutschen Baukonjunktur verzeichnet die Branche der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik ein stetiges Beschäftigungswachstum. Neben einem zunehmenden Fachkräftemangel entstehen durch die zunehmende Vernetzung der Arbeitswelt neue Herausforderungen an das technische Fachpersonal. Daraus erwächst der Bedarf, jeglichen an einem Arbeitsprozess beteiligten Mitarbeitern, alle benötigten Informationen zur Durchführung einer Arbeitsaufgabe in Echtzeit bereitzustellen. Hierfür sind insbesondere Technologien wie Augmented Reality (AR) geeignet, welche die Realität mit virtuellen Informationen anreichern. Daher entwickelte das BIBA im Projekt KlimAR, gemeinsam mit der AnyMotion GmbH ein AR-basiertes Assistenzsystem zur Unterstützung von Servicetechnikern in der Instandhaltung von Heizungs-, Klima-, und Kälteanlagen. Mit der Entwicklung des KlimAR-Assistenzsystems konnten die Servicetechniker im Arbeitsablauf bei der Instandhaltung von komplexer Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik unterstützt werden. Durch den Einsatz einer Datenbrille konnte eine Aufbereitung und Bereitstellung von technischer Dokumentation im Arbeitsprozess, eine Orientierung und Arbeitsunterstützung mit Hilfe virtueller Zusatzinformationen sowie eine Anpassung der genutzten Dokumente mittels Interaktion mit den eingeblendeten Inhalten realisiert werden. Hierdurch konnten vorrangig bisher auftretende Suchaufwände im Instandhaltungsprozess deutlich reduziert und die anfallenden Dokumentationsaufgaben unterstützt werden.

In dem Projekt Geregelt wurde eine ganzheitliche Steuerungssystematik für den energieeffizienten Betrieb von Energie- und Gebäudetechnik in Großinfrastrukturen entwickelt. Diese Steuerung vernetzt die vorhandenen Energiequellen, -speicher sowie -verbraucher und bezieht dabei externe Daten (bspw. Umweltdaten, Passagierdaten, Flugzeugankünfte, Wetter) ein.

Die Steuerungssystematik wurde für das exemplarische Anwendungsszenario „Vorfeldbeleuchtung“ am Flughafen Bremen umgesetzt. Hier werden nun übergeordnete Daten zu Flugzeugankünften und Parkpositionen sowie Helligkeitsinformationen automatisch in der Lichtsteuerung umgesetzt. Der durch die dimmbaren LED Fluter bereitgestellte Anteil künstlichen Lichts ergänzt die natürliche Helligkeit derart, dass positionsspezifisch die jeweilig erforderliche Lichtmenge (bspw. Verkehrswegebeleuchtung, Boardingbeleuchtung, Maintenance-Beleuchtung) erreicht wird. In einem zweiten Anwendungsszenario wurde die Steuerungssystematik für das BIBA-Auditorium umgesetzt. An der finalen technischen Umsetzung der Steuerung werden derzeit letzte Arbeiten abgeschlossen um die komplexe Kommunikation der Steuerung mit der Gebäudeleittechnik der Universität final zu integrieren. Von den geringeren Energieverbräuchen durch die neuen Energiesysteme (Heizung, LED-Beleuchtung) profitieren Umwelt und Portemonnaie bereits heute. Das Projekt hat zudem ein am Beispiel der Großinfrastruktur des Flughafen Bremen zukunftsweisende Optionen für einen energieeffizienten Betrieb der Energie- und Gebäudetechnik, wie bspw. den Einsatz von Speichertechnologien und Elektromobilität, mittels einer Simulationsstudie untersucht. In der Studie wurden verschiedene Systemausprägungen untersucht und entsprechende Fahrpläne für den Betrieb der Anlagen abgeleitet. Es konnte die Erreichung der angestrebten Glättung der Lastkurven zu einer Senkung der Kosten für die externe Energiebeschaffung nachgewiesen werden. Die untersuchten Szenarien wurden in ein Zukunftsenergiekonzept überführt.

Ziel des Verbundprojekts SaSCh, gemeinsam mit den Projektpartnern Robert Bosch GmbH, BLG LOGISTICS, queo GmbH und GS1 Germany GmbH, war eine durchgängige end-to-end-Überwachung des Zustands und der logistischen Qualität von Bauteilen, Komponenten und Produkten innerhalb von Zulieferprozessen. Dabei diente eine automobile Supply Chain als Testfall.

Durch das Projekt SaSCh wurde eine innovative technische Lösung entwickelt, welche mobile Sensoren, Gateways, 3D-Bildverarbeitung, Cloud-Plattformen und digitale Services integriert. Hierdurch werden qualitätsrelevante Umwelteinflüsse auf die Produkte sowie die Geolokation von Transporten erfasst und digitalisiert. Für den event-basierten Datenaustausch wurde der EPCIS-Standard bedarfsgerecht für den Austausch von Sensor- und Qualitätsdaten erweitert. Basierend auf den generierten Daten sichern digitale Services die Produkt- und Prozessqualität in Supply Chains ab. Aus Perspektive der Automobilindustrie werden Transparenz und Reaktionsfähigkeit gegen Disruptionen der Supply Chains gesteigert. Dadurch können so beispielsweise Sondertransporte, Nacharbeitsumfänge oder Produktionsstillstände vermieden werden.

Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) innerhalb des Technologieprogramms "PAiCE-Digitale Technologien für die Wirtschaft" gefördert.

Das Ziel des Forschungsprojekts „OBELiSK - Intelligentes Outdoor Beleuchtungskonzept in einem Hafenumfeld“ ist es, mittels Algorithmen Bewegungsmuster bzw. Bewegungsprognosen aus operativen Daten und DGPS-Koordinaten der Hafenumschlagsgeräte bzw. über Smartphones abzuleiten und so eine intelligente Beleuchtung eines Terminals über das Dimmen von LEDs zu ermöglichen. Zudem müssen bestimmte Flächen über ein zentrales Steuerungssystem bei Sonderereignissen beleuchtet werden können. Das Konsortium schätzt, dass Einsparungspotentiale von ca. 20% des derzeitigen Energieverbrauchs durch die Beleuchtung realisiert werden können.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Erprobung eines automatischen Überwachungssystems für Drahtseile auf Basis eines neuartigen und intelligenten Mess- und Auswerteverfahrens. Dabei soll eine mobile Einheit entwickelt werden, welche ebenfalls für einen längeren und dauerhaften Einsatz direkt am Seil konzipiert ist und somit zwei Probleme, die Bewertung des Seilzustands sowie die dauerhafte Überwachung, löst. Im Fokus steht dabei die Entwicklung eines neuartigen intelligenten Mess- und Auswerteverfahrens zur adaptiven Drahtseilüberwachung, welches Anwendung an verschiedenen Seilsystemen bis zu einem Seildurchmesser von 40 mm findet und die Seile automatisch und kontinuierlich überwacht. Das System soll für den Einsatz an Seilwinden konzipiert werden und als mobiles Prüfsystem sowie als stationäres Überwachungssystem Verwendung finden.

Bei der Fertigung von Faserverbundbauteilen stellt eine zuverlässige Überwachung des Aushärteprozesses eine Herausforderung dar. In diesem Projekt wurde ein Curing Transponder entwickelt, der die RFID-Technik zur Überwachung des Aushärtungsprozesses nutzt. Hierbei konzentrierte sich das Projekt auf Glas- und Kohlefaserbauteile. Der Curing Transponder kann detaillierte Daten über den Bauteilzustand speichern und senden. Diese Daten fließen in das ebenfalls im Projekt entwickelte Softwaresystem ein. Dieses kann die RFID-Signale interpretieren und den Aushärtungsverlauf visualisieren. Das BIBA - Bremer Institut für Produktion und Logistik übernahm im Projekt die Datenanalyse sowie die Entwicklung von Algorithmen, die zur Interpretation der RFID-Signale notwendig sind, um die Aushärtung zu überwachen. Das Projekt wurde gemeinsam mit dem Faserinstitut Bremen [FIBRE] und den Unternehmen tagItron (Salzkotten) sowie Haindl Kunststoffverarbeitung (Bremen) durchgeführt.

Teilprojekt B5 - Sichere Prozesse

Das Teilprojekt B5 zielt in der 3. Förderphase, aufbauend auf der vorhandenen Demonstratorplatt­form, auf die Realisierung einer automatisierten Qualitätsprüfung von Mikroumformbauteilen. Das Ergebnis wird ein kalibriertes Messsystem sein, das mittels einer schnellen flächenhaften Messtechnik Geometrien in einem Messvolumen von ca. 1mm3 automatisiert erfassen kann. Damit können neben Geometrieabweichungen auch unerwünschte Oberflächenunvollkommenheiten bestimmt werden, die zwar innerhalb der Toleranzen liegen können, aber trotzdem die Struktur der dünnwandigen Bauteile schwächen. Die schnelle Erfassung der Oberflächen wird dadurch von der aktuellen Stichprobenprüfung in der 2. Phase zu einer 100%-Prüfung.

Teilprojekt C4 - Simultaneous Engineering

Die wirtschaftliche Fertigung von Mikrobauteilen zeichnet sich durch ein komplexes Zusammenspiel von Material,- Prozess- und Steuerungsparametern aus. Schon geringe Änderungen in einzelnen Prozessschritten können sich erheblich auf die Fertigungskosten und -qualitäten der Prozesskette auswirken. Im Teilprojekt C4 wird eine Methode zur wirtschaftlichen Auslegung von Mikroprozessketten entwickelt, die auf einer integrierten Fertigungs- und Prozessplanung durch den Einsatz sogenannter Wirknetze beruht. Bei der Fortführung des Projektes steht die Entwicklung von Methoden zum (teil-)automatisierten Prozesskettenentwurf anhand von Bauteileigenschaften im Vordergrund.

Im Rahmen des „Mit uns digital!“ Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrums Hannover hat das BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik an der Universität Bremen - seit 2016 die Expertenfabrik für „Selbststeuerung in Produktion und Logistik“ aufgebaut und hierzu Demonstrationen, Schulungen und Dialogmaßnahmen für die digitale Produktion und Logistik als kostenloses Angebot insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen entwickelt:

• Demonstrations- und Informationsveranstaltungen dienen dazu, Unternehmen zu den genannten Themen zu informieren und sie für diese zu sensibilisieren.

• Dialogmaßnahmen beinhalten den besuch von Unternehmen, um gemeinsam individuelle Lösungen zu erarbeiten. Ideen mit Vorzeigecharakter können im Anschluss in Projekten umgesetzt werden.

• Schulungen dienen dazu, Fach- und Führungskräfte hinsichtlich des Zukunftskonzeptes Industrie 4.0 qualifizieren und bei der Potentialermittlung zu CPS im jeweiligen Unternehmen zu unterstützen. Hierzu dient die Vermittlung von Schwerpunktthemen aus dem Kontext von Industrie 4.0.

Die Aktivitäten werden in weiter entwickelter Form innerhalb des Projekts "Mittelsand 4.0 Kompetenzzentrum Bremen" fortgeführt.

Das Internet der Dinge (Internet of Things; IoT) bietet vielfältige Möglichkeiten neue Dienstleistungen und Produkte zu entwickeln, Kosten für Gesellschaften zu reduzieren sowie neue Wege, wie Dienstleistungen verkauft und konsumiert werden, zu gestalten. Trotz dieser Perspektiven sind die sogenannten „vertical silos“, die das heutige IoT formen eine der größten Herausforderung. Tatsächlich stellen „vertical silos“ aufgrund der fehlenden Kompatibilität und Offenheit ein ernstzunehmendes Hindernis auf dem Weg zur Gestaltung von domänen-, plattform- und organisationsübergreifenden Dienstleistungen dar. Das bevorstehende H2020-bIoTope-Projekt (Fördervertrag n° 688203) zum Aufbau eines innovativen und offenen IoT Ökosystems für vernetzte intelligente Objekte hat zum Ziel, den Grundstein für offene Innovations-Ökosysteme zu legen mit Hilfe derer Unternehmen befähigt werden – zu minimalen Investitionskosten – innovativ bei der Entwicklung von neuen Systems-of-Systems (SoS)-Plattformen für vernetzte intelligente Objekte tätig zu sein.

Der Online-Vertrieb frischer Lebensmittel und Tiefkühlwaren (E-Food) stellt große Herausforderungen an die technischen Eigenschaften sowie die Wirtschaftlichkeit, Benutzbarkeit und Umweltverträglichkeit der Verpackungslösungen. Vornehmlich werden hierzu Verpackungen aus expandiertem Polystyrol (EPS) bzw. Styropor verwendet. Die Lagerung und Entsorgung von EPS-Verpackungen ist für Privathaushalte jedoch bislang sehr aufwendig und reduziert die Akzeptanz des Online-Kaufs. Das Entwicklungsziel dieses Projektes ist es, die EPS-Verpackung so zu modifizieren, dass sie besser zerkleinerbar und dem Hausmüll zuführbar ist, dabei aber ihre thermodynamischen Eigenschaften behält. Die Aufgabe des BIBA ist die theoretische und simulative Erforschung von Produkt- und Prozessmodellen zur integrierten Simulation und Optimierung des Herstellungsverfahrens.

Der Wettbewerb des Offshore-Windenergieinstandhaltungsservice nimmt kontinuierlich zu. Die Qualität der Dienstleistung stellt das Differenzierungsmerkmal in der Branche dar. Darüber hinaus führen öffentliche Vorgaben zur Notwendigkeit der ständigen Fortbildung der Mitarbeiter. Bedingt durch die dezentralen Servicestationen sind Weiterbildungsmaßnahmen durch den Transfer der Mitarbeiter zu zentralen Qualifizierungsmaßnahmen von hohen Logistikkosten gekennzeichnet. Gleichzeitig führen u.a. die Wetterbedingungen auf See immer wieder zu Freiräumen, welche potenziell für Qualifizierungsmaßnahmen genutzt werden könnten. Um dieses Potenzial zu nutzen, drängt sich der Einsatz der neuen Medien und damit verbunden der Ansatz des e-Learnings auf. Das Projekt zielt auf eine Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit durch eine effektivere und bedarfsorientierte Weiterbildung des Personals ab. Der präsentierte Ansatz ermöglicht Aspekte der dezentralen und zeitlich flexiblen Vermittlung von Lerninhalten sowie die Motivation des Personals gegenüber dem e-Learning auszubauen. Automatische Analysen von Serviceprotokollen werden zur bedarfsgerechten Gestaltung von Lerninhalten genutzt.

Jeder Arbeitsunfall ist ein persönliches Schicksal und zugleich ein wirtschaftlicher Schaden für den Arbeitgeber sowie für die Gesellschaft. Der Einsatzbereich motorbetriebener Flurförderzeuge im innerbetrieblichen Transport birgt ein hohes Gefährdungspotenzial. Unachtsamkeit des Fahrers oder von Personen im Umfeld des Fahrzeugs, schlechte Sicht oder eine Kombination daraus sind dabei häufige Ursachen für Arbeitsunfälle, bei denen Mitarbeiter zu Schaden kommen. Fahrerassistenzsysteme für Flurförderzeuge können hier ansetzen, um die Aufmerksamkeit potentiell betroffener Mitarbeiter im entscheidenden Moment des Auftretens einer Gefahr zu erhöhen und somit die beteiligten Personen zu warnen. Die Zielsetzung des Projekts ist zum einen, grundsätzliche Methoden zur Steigerung der Arbeitssicherheit beim Einsatz motorbetriebener FFZ aufzuzeigen. Zum anderen wird durch die Anwendung der 2D- und 3D-Bildverarbeitung in einem Demonstrator-Assistenzsystem der Nachweis geführt, dass sich damit die Arbeitssicherheit steigern lässt.

In dem Verbundprojekt JobNet 4.0 entwickelte das BIBA ein softwaregestütztes Entscheidungstool, das kleinen und mittleren Unternehmen der Luftfahrtbranche hilft, für die hier typischen, wechselnden Auftragslagen passende Methoden für die Produktionsplanung und -steuerung (PPS) zu wählen. Mit dem Werkzeug können Produktionsplaner besonders der Lohnfertiger flexibel geeignete PPS-Methoden in Abhängigkeit der jeweils vorliegenden dynamischen Auftragssituation finden. Das kompatibel zu bestehenden Softwaresystemen gestaltete Tool kann schnell in die PPS-Abläufe integriert werden und ist auf andere Branchen wie Maschinen- und Anlagenbau sowie Automobilbau übertragbar. Projektpartner waren die Hamburger Unternehmen Quast Präzisionstechnik GmbH und die FMM Finkenwerder Metall- und Maschinenbau OHG.

Aktuell sind am Markt sehr vielfältige Baumaschinen und Baumaschinenroboter für unterschiedliche Anwendungsbereiche erhältlich. Die Anforderungen an diese Systeme, speziell an deren Bewegungsfreiheit, besonders auf rauer Fläche (Offroad-Bereich) wachsen stetig. Baumaschinen haben aktuell den Nachteil, dass unabhängig von der Art der Fahrantriebe (Räder, Ketten, usw.) eine Querfahrt, das heißt seitliche Bewegungen nach links und rechts bislang nur sehr umständlich und nicht omnidirektional möglich sind. Um die Flexibilität und Einsatzmöglichkeiten von Baumaschinen zu erhöhen, wird im Rahmen des ZIM-Projekts „Omniketten“ die Entwicklung eines omnidirektionalen Kettenantriebssystems für Baumaschinen umgesetzt. Dabei soll ein universeller Geräteträger (Fahrwerksystem) geschaffen werden, der für unterschiedliche Anwendungen vielfältige Einsatzmöglichkeiten bietet, besonders auch für Einsätze auf rauen Untergründen. Um ein Querfahren und damit eine Omnidirektionalität für Baumaschinen sicherzustellen, besteht der Ansatz des hier geplanten Entwicklungsvorhabens darin, die Technik der sogenannte Mecanum-Räder, die in der mobilen Robotik sehr verbreitet sind, mit den Kettenfahrantrieben aus dem Bereich Baumaschinen zu kombinieren. Somit soll eine Fahrantriebstechnik entwickelt werden, die nicht nur Bewegungen in alle Richtungen ermöglicht, sondern auch die hohen Anforderungen an die Robustheit der Baumaschinen-Branche erfüllt.

Für den wirtschaftlichen Betrieb eines Offshore-Windparks bedarf es einer gut abgestimmten und kostengünstigen Logistik. Das Verbundprojekt IeK strebt durch die Verbindung von Vorhersage- und realen Wetter-, Seegang-, Schiffsbewegungs- und Auftragsdaten die Entwicklung eines echt-zeitnahen Planungs- und Steuerungsinstruments an. Durch den stetigen Ausbau der Offshore-Windenergie und dem daraus erwachsenden Bedarf der Instandhaltung dieser Anlagen, wächst die Anzahl der Versorgungsfahrten in einem erheblichen Maße. Die Vielzahl an Anlagen, die hohen Kosten für den Transport von Material und Personal sowie die steigende Komplexität der Planung führen zu dem Bedarf eines umfassenden Informationssystems zur Planung und Steuerung sowie zur Unterstützung der operativen logistischen Prozesse. Ziel des Forschungsvorhabens, welches das BIBA zusammen mit den Projektpartnern cluetec, energy&meteo sowie der Jade Hochschule durchführt, ist die Entwicklung eines System, welches den Akteuren der Offshore-Windenergie-Servicelogistik in den operativen Entscheidungsprozessen eine fundierte Informationsgrundlage bietet. Dies umfasst die aktuelle und zukünftige Wetter- und Seegangsituation und das individuelle Verhalten der eingesetzten Transportschiffe. Des Weiteren soll das System die Grundlage für eine effiziente und qualitativ hochwertige Vorabplanung des Ressourceneinsatzes auf See bieten. Darüber hinaus wird ein Low-Cost-System zur Wellenmessung entwickelt.

Das im Projekt AR Maintenance System entwickelte Assistenzsystem unterstützt eine/-n Servicetechniker/- in mit Hilfe einer Datenbrille bei der Durchführung und Dokumentation von Servicetätigkeiten an Windenergieanlagen. Dabei wurde die im Projekt durchgeführte Systementwicklung in die drei Teilbereiche Navigation, Arbeitsanweisung und Produktlebensakte unterteilt. Im Rahmen des Teilsystems Navigation wurde mit Hilfe von Verfahren zur Indoorortung eine Unterstützung der Servicetechniker bei der Orientierung in der Windenergieanlage entwickelt, um das Auffinden definierter Anlagenkomponenten zu erleichtern sowie die systematische Bearbeitung von Serviceaufträgen zu unterstützen. Das Teilsystem Arbeitsanweisung umfasste die Entwicklung einer nutzergerechten Interaktion zwischen der eingesetzten Datenbrille und der/dem Servicetechniker/-in, welche u.a. die Visualisierung von Arbeitsanweisungen im Sichtfeld umfasst. Die Dokumentation, Datensicherheit und Archivierung der Daten waren Inhalt des Teilsystems Produktlebensakte.

Der Cellular Conveyor, abgekürzt Celluveyor, ist ein hochflexibles modulares Förder- und Positioniersystem, das auf dem Ansatz der zellularen Fördertechnik basiert. In den kleinen sechseckigen Modulen befinden sich speziell angeordnete omnidirektionale Räder, die jeweils einzeln und gezielt angesteuert werden. So können mehrere Objekte gleichzeitig und unabhängig voneinander auf beliebigen Bahnen bewegt und positioniert werden. Komplexe Materialflussaufgaben werden mit dem Celluveyor auf kleinstem Raum erledigt.

<b>Transfer Projekt T3 - Mikrokavität</b><br><br> Erhöhte Anforderungen an die Qualität von Mikrobauteilen erfordern eine Entwicklung, weg von einer stichprobenhaften, hin zur voll automatisierten 100% Prüfung. Die Realisierung einer solchen 100% Qualitätsprüfung von Mikrobauteilen zerfordert ein Zusammenspiel von schnellen Mess- und Auswerteverfahren. Im Rahmen des Transferprojektes T3 wird in Zusammenarbeit mit dem Nachbarinstitut BIAS und dem Industriepartner Hubert Stüken GmbH & Co. KG ein solches Verfahren realisiert. Das BIBA entwickelt hierbei Auswertealgorithmen, die speziell auf die am BIAS entwickelte digitale Holografie und die hohen Taktgeschwindigkeiten der Hubert Stüken GmbH & Co. KG zugeschnitten sind.

Im Projekt „preInO“ wurden mittels künstlicher Intelligenz und automatischer Datenanalyse Werkzeuge und Methoden zur Realisierung einer preagierenden Instandhaltungsstrategie entwickelt. Die Validierung erfolgt anschließend anhand eines im Projekt entwickelten Demonstrators. Hierbei wurden große Optimierungspotentiale hinsichtlich der Planung des Einsatzes von Personal, Ersatzteilen und Transportmitteln aufgedeckt. Das Projekt wurde gemeinsam mit dem Windenergieanlagenbauer SENVION aus Hamburg und dem Softwareentwickler SWMS aus Oldenburg durchgeführt.

In der Intralogistik geht von Flurförderzeugen ein großes Unfallrisiko aus. 2010 gab es in Deutschland über 10.000 meldepflichtige Unfälle. Vor dem Hintergrund des demografischen Wandels und des drohenden Fachkräftemangels wird der Erhalt der Gesundheit der Beschäftigten in der Logistik immer wichtiger. Unfallbedingte Ausfälle verursachen zusätzlich zu direkten Kosten einen Know-how-Verlust, der vor allem in kleinen und mittleren Unternehmen häufig nicht kompensiert werden kann. Im Projekt IntraSafe wird daher ein nachrüstbares und herstellerunabhängiges Assistenzsystem für Flurförderzeuge entwickelt, das durch Vernetzung von Menschen, Waren und Flurförderzeugen eine aktive Vermeidung von Gefahrensituationen ermöglicht.

Die Kopplung von zentraler Produktionsplanung mit autonomer Produktionssteuerung ermöglicht die Verbindung der Vorteile zentraler Ansätze mit denen autonomer Steuerungsansätze. Autonome Steuerungsansätze ermöglichen eine bessere Beherrschung von Dynamik und Komplexität in logistischen Prozessen. Entscheidender Vorteil zentraler Planungsansätze ist die hohe Planungsgenauigkeit, die von Nutzern der PPS-Systeme auch zukünftig erwartet wird. Daher ist es essenziell für die industrielle Anwendung und Akzeptanz bei den Nutzern, diese Planungsgenauigkeit bei der Kopplung mit autonomer Produktionssteuerung beizubehalten. Die zentrale Forschungsfrage bestand daher in der Entwicklung effizienter Methoden für die Kopplung von zentraler Produktionsplanung mit autonomer Produktionssteuerung. Ziel war dabei die Verbesserung sowohl der logistischen Leistung als auch des Grads der Produktionsplanerfüllung in Produktionssystemen.

Der Anteil der Luftfracht am Gesamtgüterverkehr beträgt zwar lediglich ein Prozent, jedoch werden 40 Prozent des Transportwarenwertes per Flugzeug befördert. Hinzu kommt, dass rund 60 Prozent der Fracht in Passagiermaschinen transportiert wird. Aus diesem Grund werden Luftfrachtlieferketten durch strenge Sicherheitsvorgaben reglementiert.

Zu den Aufgaben des BIBA zählte unter anderem die Analyse vorhandener Logistikprozesse und vorliegender Regularien zur Abwicklung von Luftfracht. Aufbauend auf den Funktionen der entwickelten Lösungen hat das BIBA neue Logistikprozesse designt. Sie sollen zur Erhöhung des Automatisierungsgrades und zur weiteren Digitalisierung beitragen. Am Flughafen Bremen wurden die neuen Prozesse in Testreihen evaluiert.

Fördermittelgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unter der Kennziffer 13N12640 gefördert.

Im Rahmen des Projekts Next Generation Thermopack wurde ein innovatives Verpackungssystem für den Versand von Tiefkühlwaren entwickelt. Gegenüber herkömmlichen Lösungen kann mit der gleichen Menge an Trockeneis ein weitaus längerer Kühlzeitraum realisiert werden. Dies spart Kosten und schont die Umwelt. Das vorqualifizierte Verpackungssystem wird exklusiv von dem Bremerhavener Unternehmen K+S (Kühl- und Spezialtransporte GmbH) vertrieben, welches die entsprechenden Behälter- und Kühlelementlösungen gemeinsam mit dem BIBA entwickelt hat.

Insbesondere bei sensiblen Gütern wie beispielsweise Lebensmittel, pharmazeutische Produkte, chemische Produkte oder High-Value-Elektronikartikel, die empfindlich auf Umwelteinflüsse wie Temperaturschwankungen, hohe Luftfeuchtigkeit, Stöße oder ähnliches reagieren, treten häufig Qualitätsmängel nach dem Transport auf. Heutzutage behelfen sich die Versender bzw. Empfänger sensibler Güter mit Datenloggern, die während des Transportes die Umwelteinflüsse messen und speichern. Hierdurch lassen sich zwar Fehler der Transporteure nachweisen, diese Fehler werden jedoch erst im Nachhinein aufgedeckt. Die Folgen sind zum einen die Verschwendung von hochwertigen Gütern sowie damit einhergehende finanzielle Verluste und zum anderen Zeitverluste (Nachschubbeschaffung) mit folgendem Terminverzug und daraus resultierender Kundenunzufriedenheit.

Im Rahmen der SIGNO-Förderung wurde das am BIBA entstandene Patent für eine „anpassbare Telematik“ zum Produkt weiterentwickelt. Diese Telematik besteht neben dem herkömmlichen GPRS-Gateway mit GPS-Modul aus drahtlosen Sensormodulen, die es ermöglichen Umgebungswerte wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Erschütterung direkt an der Ware während der Transportund Lagerzeiten zu erfassen und diese Information über das Gateway online zur Verfügung zu stellen. Das Online-Monitoring ermöglicht zum einen ein zeitnahes Reagieren auf Störungen und Fehler, um Warenverluste zu reduzieren, zum anderen können durch die geschaffene Transparenz Fehlerpotenziale frühzeitig erkannt und gezielt Maßnahmen zur Vermeidung dieser Fehler eingeleitet werden. Zudem wird die Transparenz der Objekte zur Tourenplanung genutzt, sodass die Effizienz der Logistik erhöht wird. Ein weiterer Vorteil der anpassbaren Telematik ist, dass das System eine unautorisierte Nutzung des Ladungsträgers registriert und den Nutzer über den Verlauf und den aktuellen Standort informiert.

Im Projekt wurde neben der Telematik ebenfalls ein Webportal entwickelt. Die Funktionalität beider Systeme wurde in Zusammenarbeit mit der HOYER Multilog in mehreren Feldtests geprüft und nachgewiesen. Mittels des Systems konnten logistische Bewegungen der Ladungsträger energieeffizient und online überwacht sowie diese Transparenz zur Optimierung von logistischen Abläufen eingesetzt werden

Im Forschungsprojekt CyProS wurden Methoden zur Entwicklung von Cyber-Physischen Systemen (CPS) erarbeitet, welche zu einer höheren Transparenz und zu einer besseren Beherrschung der Komplexität führen. Das BIBA hat hierzu die Anforderungen an die Produktionslogistik in der Zahnradfabrik der Wittenstein AG analysiert und Verbesserungspotentiale identifiziert. Um diese Potentiale zu erschließen, hat das BIBA ein Konzept für ein Cyber-Physisches Logistiksystem, den sog. <a href="https://www.youtube.com/watch?v=KyJEFNrfMXI&list=PL20iQS_rY6Kl8LcYRlZEOLHJDys8642_A&index=6" target="_blank">"Milkrun 4.0"</a>, erarbeitet und dieses Konzept mittels einer Simulationsstudie validiert. Das Ergebnis der Simulation war, dass durch den „Milkrun 4.0“ der Aufwand der Materialversorgung um 30 Prozent reduziert wird und die Reaktionsfähigkeit steigt. Die prototypische Umsetzung in der Fabrik der Wittenstein AG oblag dem Projektpartner aio IT for Logistics GmbH. <br /><br /> Zudem wurde ein <a href="http://www.biba.uni-bremen.de/industrie4.html" target="_blank">Kompetenz- und Transferzentrum</a> für Industrie 4.0 am BIBA initiiert. Zum einen werden in diesem Zentrum CPS-Anwendungen entwickelt und getestet. Zum anderen wird das breite Spektrum von CPS-Anwendungen präsentiert, um den Transfer der Forschungsergebnisse in die Industrie zu fördern. <br /><br /> Einen kurzen Einblick in das Thema "Zukunftsprojekt Industrie 4.0" zeigt dieser von der dpa produzierte <a href="http://youtu.be/t1kgGHf3q3I" target="_blank">Spot</a>.

In diesem Forschungsvorhaben wurde eine integrierte Methode für den Bereich der Produktionsplanung und den anschließenden überbetrieblichen Transport zu verschiedenen Zielen entwickelt. Inhalt dieses Forschungsvorhabens war die Entwicklung und Bewertung einer Planungsmethode, die für den betrachteten Ausschnitt der Lieferkette eine hohe Integration der beiden Teilprobleme aufweist. Übergeordnetes Ziel war dabei die Entwicklung heuristischer Methoden zur Lösung des integrierten Planungsproblems mit einer starken Verzahnung der beiden Teilprobleme zur Erreichung eines hohen Integrationsgrades einerseits und zur Ausschöpfung des Optimierungspotenzials andererseits. Zur Erfüllung dieser Anforderung wurde zum einen durch den Einsatz eines evolutionären Algorithmus eine Ausgangslösung über mehrere Generationen verändert und schrittweise aufeinander abgestimmt. Zum anderen wurde eine neue Strukturierung des Planungsprozesses durch eine mehrstufige Dekomposition und Integration des gesamten Planungsproblems entwickelt.

jasimaSolutions bietet simulationsbasierte Optimierung von Produktions- und Logistikprozessen. Aufbauend auf der eigenen, sehr leistungsfähigen und flexibel anpassbaren Simulationsbibliothek jasima (Java Simulator for Manufacturing and Logistics, http://jasima.googlecode.com/) können betriebliche Prozesse realitätsnah abgebildet und quantitativ bewertet werden. Die hohe Simulationsgeschwindigkeit von jasima erlaubt es, in Echtzeit eine große Anzahl an Entscheidungsalternativen zu bewerten. Hierdurch wird es möglich, stets die beste Alternative auszuwählen und somit Kosten zu sparen, sowie die Logistikqualität deutlich zu verbessern (Durchlaufzeiten reduzieren, Termintreue erhöhen).

Für das Projekt, das auf Grundlagenforschung im Bereich der echtzeitfähigen Reihenfolgeplanung aufbaut, konnte erfolgreich ein EXIST Gründerstipendium des BMWi (http://www.exist.de/) eingeworben werden.

Im Rahmen des Projekts PaTRo wurde ein Demonstrator des zum Patent angemeldeten Paletten-Tagging-Roboters gebaut. Dieser kann Holz-Flachpaletten automatisiert mit RFID-Transpondern versehen. Die Innovation des Roboters liegt darin, dass er RFID-Transponder direkt an gestapelten Paletten anbringen kann. Da der Stapel die verbreitetste Form der Lagerung von Holz-Flachpaletten ist, kann das Gerät universell eingesetzt werden. Um die Mobilität des Geräts sicherzustellen wurde bei der Entwicklung darauf geachtet, dass die Anzahl der Komponenten des Geräts möglichst gering ist. So nutzt der Roboter den Stapel, um sich daran abzustützen und nach oben zu bewegen. Dabei stoppt die Maschine an jeder Palette, fräst eine Vertiefung und versieht die Palette mit einem RFID-Transponder. Der Demonstrator verdeutlicht interessierten Industriepartnern das Potenzial des zum Patent angemeldeten Paletten-Tagging-Roboters.

Im Rahmen des Projekts „RobLog“ wurden Methoden und Technologien zur Entladung von universellen logistischen Stückgütern aus Überseecontainern entwickelt. Der Fokus lag hierbei auf der Kognition bei der Erkennung und Handhabung der Stückgüter, sowie der autonomen, automatisierten Entladung durch das System. Es wurden zwei Demonstratoren gebaut, um die entwickelten Verfahren und Technologien in unterschiedlichen Szenarien zu integrieren und zu validieren. Das erste, wissenschaftlich motivierte, Szenario deckte die Entladung ungeordneter, heterogener Stückgüter ab und das zweite Szenario betrachtete die Entladung von schweren Kaffeesäcken unter realen, industriellen Bedingungen. Zur Erkennung, Klassifizierung und Lokalisierung der Güter wurde ein universell einsetzbares Objekterkennungsverfahren entwickelt, welches für beide Szenarien eingesetzt wurde. Für die Handhabung der Objekte wurden jeweils auf die Anforderungen der Szenarien abgestimmte Roboter mit zugehörigem Greifer entwickelt und mit entsprechender Steuerungssoftware ausgerüstet. Durch Tests und Evaluation beider Systeme konnte die Erfüllung der im Projekt spezifizierten Anforderungen erfolgreich nachgewiesen werden.

Bei der Entwicklung neuer Fahrzeugkennzeichen wird zunehmend RFID-Technik eingesetzt. Dies eröffnet den Behörden und dem Fahrzeughalter neue Möglichkeiten. So bieten Fahrzeugkennzeichen beispielsweise eine höhere Fälschungssicherheit, eine Erfassung auch unter widrigen Umweltbedingungen. Für den Fahrzeughalter bietet die neue Technik mehr Komfort, wie eine automatische Schrankensteuerung oder ein verbessertes Fuhrparkmanagement durch eine permanente Inventur. Das Projekt bewertete die durch den Auftraggeber entwickelten Smart Label als sogenannte dritte Kennzeichen in der Windschutzscheibe von Fahrzeugen hinsichtlich ihrer technischen Leistungsfähigkeit. Zur Untersuchung der passiven RFID-Komponenten im UHF-Frequenzbereich wurden unterschiedliche Tests im Hochgeschwindigkeitsbereich bis zu 250 km/h durchgeführt. Im Rahmen der Tests konnte nachgewiesen werden, dass eine Identifikation von Fahrzeugen mittels an der Windschutzscheibe angebrachten Smart Labeln zuverlässig möglich ist.

Ziel des Projekts ist Förderung der Integration und der Entwicklung von fünf europäischen Regionen: Kanarische Inseln (ES), Bremen (DE), Marmara (TR), Calabria (IT) und Ruse (BG) hinsichtlich regionaler F&E- Kapazitäten, der Forschungsstrategie und Innovationsfähigkeit, wirtschaftspolitischer Rahmenbedingungen bezogen auf intermodalen Verkehr. Durch gegenseitige Lernprozesse und Kooperationen zwischen regionalen, Clustern, vertreten durch 18 Partner aus Regierung, Forschung und Industrie, wird eine transnationale Strategie zur Entwicklung innovativer Maßnahmen ausgearbeitet. Dadurch können neue Kooperationen zwischen regionalen Akteuren generiert werden, die sich gemeinsam transportbezogenen Fragestellungen widmen.

Das wissenschaftliche Vorprojekt EUNA diente zur Schaffung von Erkenntnissen über den möglichen Beitrag mobiler Computersysteme und Informationstechnologien für eine bessere und erleichterte soziale und ökonomische Teilhabe älterer Arbeitnehmer in der Arbeitswelt. Der Fokus der Untersuchung lag auf Unternehmen in Produktion und Logistik. Zur Erlangung der Erkenntnisse in den genannten Branchen führte das BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik zusammen mit dem Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University eine empirische Untersuchung durch. Das unter dem Kontext des „Ambient Assisted Working“ (AAW) einzuordnende Thema wurde hinsichtlich des Status Quo und der zukünftigen Entwicklungschancen betrachtet. Sowohl Technologieanwender als auch Technologieanbieter aus dem Bereich mobiler Systeme wurden in die Untersuchung mit einbezogen. Das Vorgehen war zweistufig angelegt. Aufbauend auf explorativen Workshops bzw. persönlichen Interviews erfolgte eine Online-Umfrage zur Evaluation der erlangten Erkenntnisse. Im Rahmen des Projekts konnten die Wahrnehmung des demografischen Wandels sowie die Einschätzung und Akzeptanz von mobilen Informationstechniken (Wearable Computing Systemen) in der Industrie erfasst werden. Die Untersuchung zeigte als Ergebnis, dass die Alterung der Belegschaften insbesondere in großen Produktionsunternehmen, z. B. in der Automobilbranche, als Herausforderung gesehen wird. Zur Begegnung dieser Herausforderung haben die Unternehmen bereits verschiedene Aktivitäten gestartet, die jedoch noch ergänzt werden müssen. Neue Technologien, wie Wearable Computing, werden als Teil der Lösung gesehen, um den Ansprüchen des demografischen Wandels zu begegnen. Jedoch besteht noch Unsicherheit hinsichtlich konkreter Anwendungsszenarien. An zukünftige Wearable Computing Lösungen werden dabei hohe Anforderungen bezüglich technischer Zuverlässigkeit, einfacher Bedienbarkeit und den Schutz der Nutzerdaten gestellt. Die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse wurden in Form eines Visionspapiers sowie eines Filmbeitrag zu den Potenzialen von Wearable Computing für alternde Arbeitnehmer dokumentiert.

Im Rahmen des Projektes wurde ein Arbeitsorganisationskonzepts für die Substitution eines Fertigungsprozessschritts in der Luftfahrtindustrie entwickelt. Dabei wurde die Fertigungstechnologie des Reibrührschweißens (FSW) unter dem Aspekt der Serientauglichkeit mit dem Ziel TRL5/6 betrachtet. Hierzu wurde ein Fachkonzept erstellt, das die fertigungs- und logistikgerechte Implementierung des neuen Fertigungsprozessschritts unter Beachtung der für das FSW erforderlichen Infrastruktur beschreibt. Im Rahmen der Spezifikation des Konzeptes wurden zudem die relevanten Qualitätssicherungssysteme berücksichtigt.

Der Oktopusgreifer ist ein innovatives, neues Grei- fersystem, das auf einem bionischen Ansatz basiert: Es verbindet ein kraftschlüssiges mit einem formschlüs- sigen Greifprinzip. Kern der Erfi ndung sind fi ngerarti- ge Fransen, die an einem rotierenden Rundriemen montiert sind. Die Fransen selbst sind als biegeschlaff e Finger konzipiert, in die ein schmaler Kanal zur Vaku- umdurchführung integriert ist. Beim Einschalten des Vakuums erhöht sich die Steifi gkeit der Finger, und es wird eine formschlüssige, jedoch nicht permanente Verbindung mit den Packstücken aufgebaut.

Da allein auf Basis dieses Prinzips keine zuverlässige Handhabung garantiert werden kann, wird es durch eine kraftschlüssige Verbindung unterstütz t. Dafür sind in den Spitz en der Fransen zusätz liche Öff nungen vorgesehen, durch die das Vakuum die Objekte ansau- gen kann. Die Kombination dieser beiden Wirkprinzipien er- möglicht das Greifen von Objekten in der Weise, wie ein Oktopus seine Beute festhält. Dabei wird vor- nehmlich von dem Anwendungsfall der Entladung eines chaotisch beladenen Containers ausgegangen. Bei der Entladung zieht die rotatorische Bewegung der Riemen die Objekte.

Im Rahmen des Projekts wurde ein Output-orientiertes, modulares Weiterbildungsangebot für den Einsatz von Robotik in der Logistik entwickelt und erstmalig durchgeführt. Auf diese Weise konnte die Entscheidungskompetenz und die Fachkompetenz in den teilnehmenden Betrieben in diesem Bereich erhöht werden. Das Angebot wurde praxisnah entwickelt und zeigte den Teilnehmer/-innen in sechs voneinander unabhängigen Modulen die Potenziale, Einsatzmöglichkeiten und Grundkenntnisse der Robotik in der Logistik auf. Zu den Zielgruppen des Angebots zählten gleichermaßen MitarbeiterInnen der Führungsebene und der technischen Leitung sowie TechnikerInnen und FacharbeiterInnen.

Seit 2007 wird am BIBA die Online-Studie RoboScan durchgeführt. Jede Studie widmet sich einem speziellen Schwerpunktthema und soll darüber Aufschluss geben, wie sich der Technologieeinsatz im Feld der Robotik-Logistik entwickelt hat und wo zukünftige Einsatzgebiete und Aufgaben liegen können. Die Befragung richtet sich an Experten aus Logistikunternehmen, von Technologieanbietern sowie Berater und Forscher. In diesem Jahr hat das BIBA die Studie RoboScan’14 mit dem Schwerpunktthema „Mensch-Maschine-Interaktion“ durchgeführt.

Die Relevanz, die der Einsatz von logistischen Automatisierungslösungen für die Studienteilnehmer hat, ist gestiegen. In 2012 gaben nur knapp ein Drittel der befragten Teilnehmer an, dass Automatisierungslösungen „extrem wichtig“ für das Unternehmen bzw. für Logistikunternehmen sind. Demgegenüber sagen dies in diesem Jahr knapp die Hälfte (46 Prozent) aller Befragten und auch über die Hälfte der Befragten Logistikunternehmen (67 Prozent). Neben der Wichtigkeit des Themas nimmt auch die Zahl der im Einsatz befindlichen Roboterlösungen weiter zu. In diesem Jahr geben 67 Prozent der befragten Logistikunternehmen an, dass sie bereits Robotertechnologien einsetzen. Dies ist eine deutliche Steigerung zu 2012 (47 Prozent) und auch zu den Ergebnissen aus 2007 (41 Prozent). Das größte Potential für einen Robotereinsatz wird in der Neugestaltung von Logistikkonzepten und Innovation gesehen, wobei der Roboter möglichst einfach zu bedienen und zu programmieren sein soll. Hinsichtlich der Mensch-Maschine-Interaktion werden Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten aber auch Hemmnisse, wie beispielsweise in Sicherheitsfragen, gesehen. Fast alle Befragten (96 Prozent) geben an, dass der Einsatz von Automatisierungslösungen für Logistikunternehmen in den nächsten fünf Jahren „absolut wichtig bis wichtig“ ist.

Weitere Studienergebnisse finden Sie im Kurzreport.

Zur Gewährleistung einer effektiven Produktionsplanung und –steuerung muss die häufig starken Schwankungen unterworfene Kundennachfrage möglichst exakt prognostiziert werden. In verschiedenen Studien wurde nachgewiesen, dass kein Prognoseverfahren existiert, welches stets gute Prognoseergebnisse erzielt. Daher wurde in diesem Projekt ein automatisches Prognosesystem entwickelt, welches geeignete Prognoseverfahren auswählt, darauffolgend deren Parameter konfiguriert und schließlich zukünftige Werte prognostiziert. Durch einen Meta-Lernansatz ermittelt das automatische Prognosesystem bessere Prognosen als Standardansätze aus der industriellen Praxis bei relativ geringem Rechenaufwand.

In heutigen Fertigungssystemen werden Informationen über die Einsatzmöglichkeit und Verfügbarkeit der Transportlogistik nur unzureichend berücksichtigt, um effiziente Produktionspläne zu generieren. Demzufolge können Einsparungen bei Durchlaufzeit und Kosten, die mit neuen Produktionssystemen erzielt werden, durch eine unausgewogene, nicht synchronisierte oder instabile Integration von Produktion und Transport vermindert werden. Der Focus des Forschungsprojekts lag auf der Verbesserung des Informationsflusses an den Schnittstellen zwischen dezentralen Fertigungs- und Logistiksystemen entlang einer Supply Chain. Innerhalb des Framewoks von LogGlobal wurden zwei sich ergänzende Forschungsprojekte in Deutschland durchgeführt, die sich mit unterschiedlichen Aspekten der Integration von Produktion und Logistik befassten. Im ersten Teilprojekt wurde eine Heuristik für die Ablaufplanung von Produktion und Transport entwickelt, die die gegenwärtigen Einsatzmöglichkeiten und Verfügbarkeit der beiden Systeme berücksichtigt. Das zweite Projekt untersuchte die funktionalen, organisatorischen und nationalen Barrieren entlang einer Supply Chain, die für eine effiziente und nachhaltige Integration von Produktions- und Logistiksystemen überwunden werden müssen. Die Ergebnisse des Projekts wurden im Rahmen des BRAGECRIM Jahrestreffens 2013 in São Carlos (Brasilien) vorgestellt und erzielten in der Kategorie "Most Convincing Presentation" den zweiten Platz.

Der Cellular Conveyor, abgekürzt „Celluveyor“, ist ein modulares Förder- und Positioniersystem, das auf einem neuartigen Fördertechnikkonzept basiert. Das am BIBA entwickelte, patentierte System besteht aus zahlreichen kleinen sechseckigen Fördermodulen mit omnidirektionalen Rädern, die jeweils von einem elektrischen Motor angetrieben werden. Durch die spezielle Anordnung der Räder sowie durch eine gezielte Ansteuerung der einzelnen Antriebe können die Objekte unabhängig voneinander auf beliebigen Bahnen bewegt werden.

Die Module lassen sich ohne großen Aufwand zu Förderfl ächen mit beliebigen Ausmaßen und Geo- metrien zusammenfügen, die universell einsetz bar sind. Alle Fördertechnikaufgaben wie zum Beispiel das Bewegen, Vereinzeln und Zusammenführen, das Ändern der Transportrichtung und die Orientierung sowie das Clustern von Packstücken werden hier auf kleiner Fläche durch nur eine einzige Anlage reali- siert. Die modulare Bauweise mit den omnidirektio- nalen Fördermodulen ermöglicht es, nahezu alle in- tralogistischen Anlagentypen zu ersetz en, auch wenn diese sehr komplexe Formen und Funktionalitäten aufweisen.

Das Umlaufmanagement von Verleihartikeln in der Veranstaltungsbranche befasst sich mit der dynamischen Disposition und Steuerung von veranstaltungsspezifischen Aufträgen in einem geschlossenen Logistiksystem. Hierbei werden unter großem Zeitdruck heterogene Ladungen, vom Stuhl bis zur kompletten Bühnentechnik, zwischen dem Zentrallager des Ausrichters und einem oder mehreren Veranstaltungsorten bewegt. Die Disposition und Abwicklung gestalten sich durch besondere Kundenanforderungen bezüglich der Termintreue, der Flexibilität und des Preis-/Leistungsverhältnisses sehr schwierig. Zusätzlich erschweren unerwartete Ereignisse wie technische Defekte oder Diebstähle die Transportplanung, was unter dem durch eventuelle Folgeaufträge bedingten Zeitdruck zu einer komplexen und dynamischen Kommissionierung führt. Das Ergebnis sind oftmals volumenreduzierte und damit in ihrer Effizienz verminderte Transporte.

Für den Umgang mit zahlreichen Zielkonflikten in einem dynamischen Umfeld eignet sich der Einsatz von Methoden aus dem Bereich der Selbststeuerung. Seit Januar 2012 beschäftigt sich das Transferprojekt T6 „Selbststeuernde Disposition von Verleihartikeln“ des SFB 637 mit der Erstellung und Erprobung eines selbststeuernden Dispositionssystems für Verleihartikel mit integrierter Tourenplanung. Kooperationspartner des Projektes ist die Joke Event AG, eine Full-Service Agentur im Bereich Eventmarketing und Veranstaltungsmanagement mit Hauptsitz in Bremen.

Im Projekt Mon²Sea wurden Prozesse und Infrastrukturen entwickelt sowie validiert, welche die Produktions- und Logistikprozesse bei der industriellen Serienfertigung und der Errichtung von Offshore-Windkraftanlagen in informationstechnischer und technologischer Hinsicht unterstützen. Es wurde die Entwicklung einer IT-Forschungsplattform vorangetrieben, die eine ganzheitliche, akteursübergreifende Planung und Steuerung der logistischen Prozesse in der Errichtungsphase ermöglicht. Das System umfasst das Prozessdesign, den innovativen Einsatz von IuK-Technologie und IT-Funktionalitäten. In umfangreichen Simulationsstudien wurden die dynamischen Wetter- und Seegangeinflüsse auf die aktuellen Prozesse untersucht und nachfolgend die Prozesse für das betrachtete Netzwerk neugestaltet.

Moderne Produktions- und Logistiknetzwerke sehen sich heutzutage vielfältigen, sich dynamisch verändernden Umweltbedingungen gegenüber, welchen oftmals durch eine kurzfristige flexible Systemanpassung nur unzureichend begegnet werden kann. Das Ziel des Verbundprojekts POWer.net war es in diesem Zusammenhang, Methoden für die reaktionsschnelle und aufwandsarme Wandlung von Unternehmensnetzwerken zu entwickeln und in eine Vorgehensmethodik zu überführen. Diese Vorgehenssystematik für die Bewertung möglicher Netzwerkalternativen sowie ein Monitoringansatz für das Controlling von Wandlungstreibern wurden prototypisch in einem Softwaretool implementiert und anhand eines realen Anwendungsfalls evaluiert.

Im Rahmen des Projektes mobile iQualiser wird ein mobiles und weitgehend autonom agierendes System entwickelt, mit dessen Hilfe große Bauteile aus Faserverbundmaterialien wie GFK und CFK einfach und effizient auf eventuell vorhandene Qualitätsmängel überprüft werden können. Hierzu wird eine geeignete Kinematik entwickelt. Weiterhin wird das mechanische System mit diversen Sensoren zur Ermittlung der Position im Raum, zur Orientierung am Werkstück und zur Gewährleistung der Arbeitssicherheit ausgerüstet. Nicht zuletzt wird der mobile iQualiser auch mit geeigneten Sensoren zur Durchführung der Qualitätsprüfung ausgestattet. Die mit Hilfe dieser Sensoren aufgenommenen Daten ermöglichen es der Steuerung des Systems, sich in einer komplexen Umwelt zurechtzufinden und die Aufgabe der Qualitätsprüfung auch unter sich verändernden Bedingungen zuverlässig durchzuführen. Das Ziel des Projektes ist der prototypische Aufbau eines solchen Systems sowie die Evaluation seiner Funktionsfähigkeit.

Intelligente und vernetzte Transportgüter, Ladehilfsmittel und Transportmittel können sich selbst und ihren Transport überwachen. Sie haben die Fähigkeit zur Selbststeuerung und können komplexe Logistikaufgaben robust sowie zuverlässig steuern und lösen. Durch Sensoren für die Transportbedingungen und für den Zustand der Güter kann das Logistikprinzip des „dynamic FEFO“ (First Expire, First Out) realisiert werden. Dabei ist der reale Zustand der Ware, wie z.B. der Reifegrad bei Obst, das Kriterium für die weitere Steuerung der Logistikkette. Dieses neue Logistikprinzip ermöglicht die Selbststeuerung logistischer Objekte und damit einhergehend innovative Logistikprozesse. Weitere Informationen und Ergebnisse sind unter der Projekt-Website http://www.intelligentcontainer.com/startseite.html erfügbar. <br /><br /> Die Projektergebnisse aus dem Arbeitspaket "Abschätzung juristischer Aspekte" wurden zudem detailliert im Buch "Robotik im Kontext von Recht und Moral" veröffentlicht. Dieses Buch kann direkt vom Nomos Verlag bezogen werden: <a href="http://www.nomos-shop.de/22143" target="_blank">www.nomos-shop.de/22143</a>.

Die Durchführung von Instandhaltungsmaßnahmen im Offshore Windenergie Bereich stellt eine besondere Herausforderung dar, da die Erreichbarkeit der Anlagen für die Servicetechniker sehr eingeschränkt ist. Umso wichtiger ist sowohl die Planung als auch die vollständige Dokumentation der durchgeführten Servicetätigkeiten. Im Rahmen des Projektes sind die Serviceprozesse im Offshore Bereich aufgenommen und ein Computerized Maintenance Management System (CMMS) unter besonderer Berücksichtigung mobiler Technologien spezifiziert worden.

Im Zuge der Globalisierung haben sich die Rahmenbedingungen in der Automobilbranche verändert. Individuelle Fahrzeugwünsche, neue Antriebstechnologien und ständige Innovationen erzeugen eine stetig wachsende Variantenvielfalt. Aus diesem Grund konzentrieren sich die Automobilhersteller auf ihre Kompetenzen und reduzieren ihre Fertigungstiefe. Dies führt zur Entwicklung komplexer Logistiknetzwerke, die es zu planen und zu steuern gilt. Ziel des Forschungsvorhabens war es, die Informationstransparenz in Logistik- und Produktionsnetzwerken der Automobilindustrie zu erhöhen. Dazu wurde eine Vorgehensweise zur Integration von produktionslogistischen und produktspezifischen Informationen in betriebliche und überbetriebliche Systeme zur Auftragssteuerung entwickelt. Dadurch kann ein standardisierter echtzeitnaher Austausch prozessrelevanter Daten zur Steuerung und Optimierung der Wertschöpfungskette ermöglicht werden. Auf Basis dieser zu jederzeit aktuellen Daten wurde eine hybride (zentral - dezentral) Steuerungsmethodik entwickelt und implementiert, mit der auf Abweichungen vom Plan schnell und flexibel reagiert werden kann.

Seit 2007 wird am BIBA die Studienreihe "RoboScan" durchgeführt. Jede Studie widmet sich einem speziellen Schwerpunktthema und soll darüber Aufschluss geben, wie sich der Technologieeinsatz im Feld der Robotik-Logistik entwickelt hat und wo zukünftige Einsatzgebiete und Aufgaben liegen können. Die Befragung richtet sich an Experten aus Logistikunternehmen, von Technologieanbietern sowie Berater und Forscher. Die Studie RoboScan’12 hat das BIBA mit dem Schwerpunktthema „Intuitive Roboterprogrammierung“ durchgeführt.

Die Kernaussagen von RoboScan’12 auf einen Blick:

1. Fünfjahresbetrachtung: Schleppende Entwicklung der Robotik-Logistik

2. Bedarf für Robotik-Logistik grundsätzlich vorhanden aber es gibt oft keine passenden Lösungen bzw. die Komplexität und der Aufwand der Integration sind zu hoch

3. Intuitive Roboterprogrammierung erhöht die Attraktivität von Robotik-Logistik signifikant

4. Gruppenvergleich der Einschätzungen der Marktteilnehmer zeigt Divergenzen.

Weitere Studienergebnisse finden Sie im Kurzreport.

Ziel dieses Forschungsvorhabens war die Entwicklung einer Methode zur Erkennung von Stückgütern. Innerhalb dieser wird eine Lage- und Positionsbestimmung von Stückgütern durchgeführt, so dass anschließend eine automatische Entladung der Stückgüter durch einen Manipulator möglich ist. Der Kern des Forschungsvorhabens bestand in der Konzeption und Implementierung dieser Methode, welche anschließend mit simulierten und realen 3D-Sensordaten in Form von Punktwolken getestet wurde. Um die Möglichkeiten und Grenzen der Anwendbarkeit des Verfahrens für die automatische Entladung von Stückgütern bewerten zu können, wurde zudem ein realitätsnaher Demonstrator aufgebaut.

Da die Kundennachfrage im Allgemeinen starken Schwankungen unterworfen ist, hat eine präzise Absatzvorhersage für eine effektive Produktionsplanung und -steuerung (PPS) eine sehr hohe Bedeutung. Diese ermittelt auf der Grundlage einer Bedarfsprognose das Produktionsprogramm, die Materialbedarfe und die Produktionsprozesse und führt unter anderem zu einem effizienten Einsatz der vorhandenen Ressourcen. Zum einen ist dies von großer Wichtigkeit für die Planung innerhalb einzelner Unternehmen, findet aber zum anderen in den letzten Jahren vermehrt in der Optimierung von Lieferketten und –netzwerken Beachtung. In der Regel erfolgt die Vorhersage durch eine Analyse und anschließende Extrapolation vorangegangener Bedarfswerte. Dabei kommen unterschiedliche Methoden zum Einsatz, wie zum Beispiel statistische Verfahren, lineare Methoden wie z.B. das ARIMA-Modell, künstliche neuronale Netze, Fuzzy- oder Expertensysteme. Weitere Möglichkeiten der Prognose stammen aus dem Bereich der nichtlinearen Dynamik. Hier existieren bereits in anderen Anwendungsbereichen erprobte Methoden. In diesem Projekt wurden Methoden der nichtlinearen Dynamik zur Prognose regelmäßiger und sporadischer Zeitreihen der Kundennachfrage adaptiert. Weitreichende Evaluationen ergaben, dass diese Methoden insbesondere Potenzial zur Prognose komplexer, dynamischer Zeitreihen bieten.

Stahlbleche werden heute in der Regel mit mechanischen Lastaufnahmemitteln umgeschlagen, welche die Last mit Hilfe von Haken, Ketten, Seilen und Gurten aufnehmen. Dieses Anschlaggeschirr ist relativ schwer und unhandlich, überzeugt jedoch durch großzügige Auslegung und Qualität in Bezug auf die Zuverlässigkeit. Allerdings bietet es wenig Innovationspotenzial und Spielraum für Prozessoptimierung. Im Projekt ISUS wird hierzu eine innovative Magnet-Traverse entwickelt, die typische Handlingprobleme reduzieren, die Notwendigkeit zur ständigen Wartung von Anschlagsystemen verringern sowie Beschädigungen der Stahlbleche vermeiden soll. Insgesamt soll der Umschlag der Bleche schneller, sicherer und materialschonender werden.

Bei der manuellen Prozesssteuerung von Rolltrailern und Ladungen im RoRo-Verkehr in Seehafenterminals besteht ein hoher Aufwand. Während der Lagerung der Trailer auf dem Gelände ist keine Zuordnung zum Eigentümer möglich. Für die Verbesserung der Prozesskontrolle wurde im Projekt ein System zur automatisierten Positions- und Statuserfassung von Rolltrailern entwickelt, welches durch innovativer Informations- und Kommunikationstechnologien zur Identifikation, Kommunikation und Ortung kombiniert. Zum Einsatz kommen hierbei RFID und Satellitenortung zur Identifikation und Lokalisierung der Rolltrailer. Die Ausstattung der Trailer erfolgt mittels passiven Transpondern, die Zugmaschinen werden mit Datenterminals, RFID-Readern und GPS-Modulen ausgestattet. Das entwickelte System wurde in Form einer Demonstrationsanwendung vorgestellt, in Feldtests wurde die technische Umsetzbarkeit nachgewiesen. Weitere Untersuchungen im Rahmen des Projekts ergaben, dass durch Einsatz des entwickelten Systems Suchaufwände für Objekte auf den Terminals reduziert, Kraftstoff für den Terminalverkehr eingespart und generell die Steuerungsmöglichkeiten für Objekte im RoRo-Verkehr verbessert werden können.

Die dynamische und strukturelle Komplexität logistischer Netzwerke verhindert zunehmend die Bereitstellung aller entscheidungsrelevanten Informationen für eine zentrale Planungs- und Steuerungsinstanz und erfordert deshalb adaptive logistische Prozesse mit der Fähigkeit zur Selbststeuerung. Mit Selbststeuerung wird hierbei die dezentrale Koordination autonomer logistischer Objekte in einer heterarchischen Organisationsstruktur bezeichnet. Die Autonomie der logistischen Objekte wie Stückgüter, Ladungsträger und Transportsysteme wird dabei durch neue Informations- und Kommunikationstechnologien wie z.B. die Radio Frequency Identification (RFID) und drahtlose Kommunikationsnetze ermöglicht. Diese und andere IuK-Technologien ermöglichen und erfordern neue Steuerungsstrategien und autonome, dezentrale Steuerungssysteme für logistische Prozesse. Dabei stehen Aspekte wie Flexibilität, Adaptivität und Reaktivität auf sich dynamisch verändernde äußere Einflüsse unter Beibehaltung der globalen Ziele im Vordergrund.

<p>Motivation</br> Die Selbststeuerung logistischer Prozesse ist ein Paradigma zur Erhöhung der Flexibilität und der Robustheit logistischer Systeme. Im Rahmen der Selbststeuerung werden logistische Objekte mit Fähigkeiten zur dezentralen Entscheidungsfindung und ausführung ausgestattet. Für die Modellierung selbststeuernder Prozesse stehen jedoch keine geeigneten Methoden zur Verfügung. Klassische Methoden zur Prozessmodellierung spiegeln nicht den dezentralen Charakter selbststeuernder Geschäftsprozesse wider, während beispielsweise Modellierungsmethoden für Multi-Agenten-Systeme die notwendige logistische Ausrichtung fehlt.</p>

<p>Vorgehen und Methoden</br> Dieses Projekt füllt diese Lücke, indem es Methoden und Werkzeuge zur Spezifikation und Analyse dieser neuen Prozesse bereitstellt. Im Rahmen des Projekts wurde die Autonomous Logistics Engineering Methodology (ALEM) entwickelt. Sie besteht aus einem Vorgehensmodell, einem Sichtenkonzept sowie einer grafischen, UML-basierten Notation und erlaubt Logistikprozessexperten die Spezifikation und Analyse selbststeuernder logistischer Geschäftsprozesse. Diese drei Modellierungselemente sind in der prototypischen Modellierungssoftware ALEM-Tool implementiert. </p>

<p>Ergebnisse</br> ALEM ermöglicht die Entwicklung von Selbststeuerungsansätzen und die Konfiguration der logistischen Infrastruktur. Zur Analyse der logistischen Leistung modellierter Geschäftsprozesse können ALEM-Modelle über ein dreistufiges, auf der Model Driven Architecture beruhendes Verfahren, (semi-) automatisch in die externe Multi-Agenten-Simulation PlaSMA übertragen werden. Auf diese Weise lassen sich Leistungskennzahlen und Informationen über das Verhalten der einzelnen logistischen Objekte bestimmen, auf deren Basis Prozessexperten Geschäftsprozesse anpassen oder verbessern können.</p>

Grundlagenforschung verständlich zu vermitteln ist ein oft unterschätztes Vorhaben. Das Teilprojekt Z2 hatte daher die wichtige Aufgabe, die Idee und Motivation der Selbststeuerung anhand verschiedener Demonstrationen zu veranschaulichen. Zu diesem Zweck wurden verschiedene Szenarien entwickelt und implementiert, die als Demonstratoren des SFB dienten. Die logistische Selbststeuerung wurde praktisch erlebbar gemacht, indem bei den Vorführungen der verschiedenen Demonstratoren die Gutachter und andere Personen in verschiedene Rollen als Objekte versetzt wurden, die durch eigene Intelligenz (IT, PDA), d. h. durch Auswertung der Randbedingungen, Entscheidungen hinsichtlich des nächsten Transportweges oder Produktionsschrittes treffen und diese auch entsprechend visualisiert und somit eine Nachvollziehbarkeit gewährleistet. Durch die geschickte Umsetzung mit adäquaten Benutzerschnittstellen, sowie durch den Einsatz von Hardware, die den Stand der Technik repräsentierte, konnte eine hohe Akzeptanz und eine positive Außendarstellung realisiert werden.</br> Darüber hinaus wurde im Teilprojekt Z2 eine prototypische Umsetzung der entwickelten Konzepte und Methoden aus den Teilprojekten des SFB umgesetzt, damit die theoretischen Konzepte als praktische Versuche durchführt werden konnten. Somit konnte sowohl die softwaretechnische Umsetzung als auch eine hardwaretechnische Implementierung der entwickelten Selbststeuerungsmechanismen realisiert werden. Die Teilprojekte konnten somit spezifische Untersuchungen in einem Gesamtkontext durchführen, so dass neben dem Praxistest der prototypisch umgesetzten Modelle und Methoden auch ggf. noch existente Konflikte zwischen unterschiedlichen Modellen und Methoden erkannt und behoben werden konnten. </br> Weitere Informationen zu den Demonstratoren finden Sie hier: <a href="http://www.sfb637.uni-bremen.de/341.html" target="_blank">www.sfb637.uni-bremen.de/341.html</a>.

</br> <b>Motivation</b></br> Da sich aufgrund der Größe von Kommunikationsnetzen (z.B. Internet oder Netze für den Mobilfunk) eine zentrale Steuerung verbietet, sind selbststeuernde Algorithmen in diesen Bereichen seit den Anfängen erfolgreich angewendet worden. Aufgrund großer Ähnlichkeiten von Kommunikations- und Logistiknetzen liegt es nahe, erprobte Algorithmen aus der Datenkommunikation auf logistische Prozesse zu übertragen. Die implizit dort schon vorhandene Eigenschaft der Reaktivität ist auch in logistischen Netzen aufgrund ihrer schlechten Vorhersagbarkeit notwendig und soll durch allgemeine Methoden der Reaktiven Planung und Steuerung erweitert werden. Diese Methoden haben ihren Ursprung im Bereich der künstlichen Intelligenz und sind dadurch gekennzeichnet, daß sie ständig aktuelle Informationen aufnehmen und prozeßbegleitend verarbeiten.</br> </br> <b>Ergebnisse 1. Phase (2004-2007)</b></br> Grundlage der Arbeiten bildet eine im ersten Arbeitsschritt erstellte Analyse der Elemente und Prozesse logistischer Transportnetze. Hieraus wurden Transportszenarien entwickelt, auf denen die zu untersuchenden Algorithmen getestet und verglichen werden können. Es wurde eine C++ - Simulationsumgebung erstellt, die die Simulation von Transportnetzen auf Basis der Szenarienbeschreibungen ermöglicht. Des Weiteren wurde auf der innerhalb des SFB speziell entworfenen Agentenplattform "PlaSMA" eine Simulationsumgebung entworfen, um eine Kompatibilität zu anderen Teilprojekten zu erhalten. Unter Verwendung der Simulationsumgebungen wurde die Anwendbarkeit von Verfahren festgestellt und in Veröffentlichungen dokumentiert. Die bisherige Entwicklung der Selbststeuerungskonzepte mündete in einem an Algorithmen aus der Datenkommunikation angelehnten "Distributed Logistic Routing Protocol - DLRP". Die Eignung des DLRP für bestimmte Transportszenarien wurde nachgewiesen.</br> </br> <b>Ziele 2. Phase (2008-2011)</b></br> Als Fortführung des Projektes soll in diesem Vorhaben erforscht werden, wie das selbststeuernde Routing von Stückgütern und Transportmitteln unter erweiterten praxisrelevanten Einschränkungen und unter Berücksichtigung komplexerer Strukturen gestaltet werden muss, und wo die Leistungsgrenzen des in der ersten Projektphase entwickelten und untersuchten Grundkonzeptes liegen. Diese Anforderungen bestehen aus drei Kernpunkten: Berücksichtigung von Ladungsträgerhierarchien, Routingmechanismen für große Netze und Informationsbarrieren, die in der Praxis existieren. Ein weiterer wichtiger Arbeitspunkt, vor allem in Hinblick auf die Bewertung und das Erkennen der Grenzen der Selbststeuerung, ist die Entwicklung realitätsnaher Benchmarkszenarien. Die entwickelten Selbststeuerungskonzepte sind von so grundlegend anderer Struktur, dass die etablierten Benchmarkszenarien (z.B. die sog. Solomon-Instanzen) für die Selbststeuerung nicht genutzt werden können.

Bremerhaven entwickelt sich zu einem bedeuten Standort für die Offshore-Windenergie-Branche. Diese Relevanz wird unter anderem auch durch den geplanten Offshore-Terminal-Bremerhaven deutlich, der ab dem Jahr 2015 seinen Betrieb aufnehmen soll. Im Rahmen des Projekts OT-B wird eine Vorstudie durchgeführt, welche die Bedarfe an die Logistik und an die nötigen Ressourcen des geplanten Offshore-Terminals untersucht. Der Betrachtungszeitraum der Vorstudie umfasst die Jahre 2015 bis 2045.

Ziel des Projekts ist es, durch den Einsatz von Lernverfahren und koordinierter Selbstorganisation sowohl sehr gute Maschinenbelegungspläne zu generieren als auch flexibel auf unvorhergesehene Ereignisse reagieren zu können. Drei Ansätze sollen verfolgt werden:

1. Entwicklung und ständige Anpassung von Kontrollregeln, abhängig von der Situation im Produktionssystem
2. Ausstattung der lokalen Akteure mit global berechneten Informationen zur Verbesserung der Koordination
3. Entwicklung von Methoden zur Überwachung und Steuerung selbstorganisierender Produktionsprozesse.

Die Anzahl der umzuschlagenden Container wird langfristig ansteigen und damit auch die Auslastung der Containerumschlaggeräte. Daraus ergibt sich für die Instandhaltung die Forderung nach einer besseren Stabilität der Geräte bei gleichzeitig deutlich eingeschränkten zeitlichen Zugriffsmöglichkeiten auf die Containerumschlaggeräte für Instandhaltungsarbeiten. Im Rahmen des Projektes ist ein technisches System entwickelt worden, welches die Erfassung und zuverlässige Bewertung von Betriebsdaten über Sensoren an wichtigen Komponenten (Equipment Monitoring, Condition Monitoring) ermöglicht. Dabei ist der Wechsel von der festen zyklischen Instandhaltungsstrategie zu einer zustandsorientierten Instandhaltungsstrategie verfolgt worden.

In dem Projekt werden unterschiedliche RFID-Transponder und Lesesysteme zur Fahrzeugidentifikation bewertet. Dazu werden am Markt verfügbare Transponder und Reader sowie spezielle Testaufbauten für unterschiedliche Testreihen eingesetzt. Unter anderem wird zunächst eine szenarioabhängige Anforderungsaufnahme für die funkbasierte Fahrzeugidentifikation erstellt. Auf Basis bestehender Standards bzw. Empfehlungen werden nachfolgend die entsprechenden Testszenarien konzipiert und durchgeführt. Ziel des Projekts ist es in statischen und dynamischen Tests die Eignung passiver UHF-Transponder und Lesesysteme für Mautsysteme und PKW-Zulassungen zu ermitteln.

Die Dynamik komplexer, großer Netzwerke interagierender dynamischer Systeme ist schwer zugänglich, und in vieler Hinsicht fehlen die zur Analyse benötigten Methoden und Werkzeuge. In diesem Projekt werden wir solche Netzwerke vom Standpunkt der Stabilitäts- und Approximationstheorie aus studieren und werden Anwendungen in der Logistik untersuchen. Zu diesem Zweck sollen Stabilitätskriterien für nominelle und gestörte Netzwerke entwickelt werden. Ferner werden wir die Robustheit derartiger Netzwerke in Bezug auf Störung der Dynamik in den einzelnen Knoten und der Netzwerkstruktur analysieren. Um Approximationsmethoden zu entwickeln, welche die strukturellen Eigenschaften des Netzwerks bewahren, schlagen wir vor, unterschiedliche Zeitskalen im Netzwerk und Bewertungsverfahren für die Knoten des Netzwerks zu verwenden. Dieser Ansatz ist durch ein reales logistisches Szenario motiviert, in dem verschiedene Zeitskalen auf natürliche Weise auftreten. Die theoretischen Ergebnisse werden benutzt werden, um weitere Einsicht in die Dynamik logistischer Netzwerke zu erhalten und um Prinzipien für das Management logistischer Prozesse abzuleiten.

Mit dem Verbundvorhaben SIMKAB soll auf die zukünftigen Herausforderungen eines stark wachsenden Passagier- und Frachtverkehrs in der Luftfahrt reagiert werden. Das Vorhaben bildet dabei den übergeordneten Rahmen, um Basistechnologien für eine effiziente und vereinfachte Kabine zu entwickeln. Um die zukünftige Nachfrage nach Lufttransportleistung unter ökonomischen und ökologischen Ansprüchen bedienen zu können, sollen Technologien für eine einfache und flexible Standardkabine, die einen geringen Anpassungsaufwand an Kundenwünsche bietet, entwickelt werden. Das Ziel des Teilprojektes „Frachtsystem“ ist die Untersuchung der Anwendung von aktiven RFID-Komponenten zur Erkennung von Luftfrachtbehältern, so genannten ULDs (ULD = „Unit Load Device“ wie Containern und Paletten). Ein wichtiger Gesichtpunkt besteht in der Untersuchung der Verträglichkeit bzw. der Wechselwirkung aktiver RFID-Technologie mit der Flugzeugelektronik, damit alle Anforderungen an die Sicherheit zukünftiger Flugzeuge erfüllt werden.

Forschungsprojekte der vergangenen Jahre wiesen die Eignung künstlicher neuronaler Netze als effizientes Instrument einer intelligenten Produktionsregelung nach. Die Fähigkeit, während des Einsatzes kontinuierlich aus neugewonnen Erfahrungen zu lernen und die damit verbundene Flexibilität der Regelung haben sich bei gleichzeitig niedrigem Modellierungs- und Rechenaufwand als Hauptvorteil gegenüber klassischen Methoden der Produktionsregelung erwiesen.Ziel des Forschungsvorhabens ist es, durch Simulation über längere Zeiträume hinweg fundierte Kenntnisse über das Langzeit-Lernverhalten verschiedener Typen neuronaler Netze in der Produktionsregelung zu erlangen. Anhand der gewonnenen Daten sollen automatisierte Vorgehensweisen zur Sicherstellung der Lerneffizienz über lange Zeiträume erarbeitet und zuverlässige Aussagen die Lebensdauer und den Wartungsaufwand im Einsatz betreffend formuliert werden. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen in die Entwicklung einer neuronalen Hybridlösung münden, die speziell im Hinblick auf den Einsatz in der Produktionsregelung die besten Eigenschaften im Bereich kontinuierlichen Lernens aufweist.

<p>Motivation</br> Die Elektronikindustrie zeichnet sich als ein sich schnell entwickelndes Marktsegment aus. Um konkurrenzfähig zu bleiben, müssen Firmen flexibel auf sich ändernde Bedingungen reagieren, wobei die Zusammenarbeit innerhalb der Supply Chains eine primäre Rolle spielt. Hierzu müssen Unternehmen nicht nur auf operativer Ebene, sondern auch auf taktischer und strategischer Ebene zusammenarbeiten. Neben dem Fehlen entsprechender Tools, wird der Austausch taktischer und strategischer Informationen durch verschiedene Faktoren behindert. Dies sind bspw. Medienbrüche, fehlende Methoden und Regeln für den Informationsaustausch und im Besonderen das Fehlen von Wissen über die strategischen und taktischen Ziele, sowie über die aktuellen Pläne der anderen Teilnehmer des Netzwerkes.</p>

<p>Vorgehen und Methoden</br> Das europäische Konsortium bestand aus zehn Partnern aus insgesamt fünf Ländern. Die wissenschaftlichen Partner stellten ihre Expertise in den Bereichen Prozess- und Entscheidungsmodellierung (bspw. BPMN, GRAI u.ä.) zur Verfügung. Die IT-Partner trugen mit ihrer langjährigen Erfahrung in den Bereichen CRM, SRM und ERP grundlegend zum Entwurf und der Umsetzung des Frameworks bei. Die Anwendungspartner lieferten die notwendigen Informationen zum Entwurf des Frameworks und fungieren als Erstanwender.</p>

<p>Ergebnisse</br> Das Ergebnis ist die Entwicklung eines Frameworks zur Unterstützung bei strategischen und taktischen Entscheidungsprozessen. Das Framework besteht aus drei Hauptkomponenten: Ein Referenzmodell für die Kommunikation in nicht hierarchischen Netzwerken für die strategische und die taktische Ebene, einem Vorgehensmodell, das beschreibt, wie das Referenzmodell auf unterschiedlichen Planungsebenen angewendet wird und einem Softwareprototypen zur Umsetzung der Referenzmodelle auf Basis bereits existierender SRM und CRM Systeme.</p>

Ein signifikanter Anteil der von deutschen Seehäfen umgeschlagenen Container wird im Seehafen entleert bzw. beladen. Besonders aufwändig sind das Stauen von inhomogenen Packstücken, z.B. im Bereich des Part-by-Part (PbP) Versands in der Automobil-Logistik, und das Ausladen von Kartonagen. Die Entladung verschiffter Konsumgüter und Textilien in großen Mengen in Kartonagen und ohne Verwendung von Paletten wird bis heute manuell bewerkstelligt. Beim Beladen des Containers ist der Stapler nur eingeschränkt manövrierfähig. Dies erschwert das Stauen von sperrigem Stückgut und reduziert die Auslastung des Containers. Weiterhin wird durch die fortlaufend eintreffenden Güter die Beladungsplanung erschwert. Beide Prozesse sind ein Engpass in der Abwicklung von Im- und Exportabläufen. Im Projekt wird ein Geräteprototyp entwickelt, der Seecontainer mit inhomogenen Kartonagen automatisch entlädt und ein Prototyp, der Seecontainer mit inhomogenem Stückgut automatisch belädt. Zur dynamischen Beladungsplanung wird ein Softwarewerkzeug entwickelt, das aus einem fortlaufend aktualisierten Lagerbestand, durch Zugriffe auf avisierte Objekte und Eingriffe in Konsolidierungsprozesse dynamisch optimale Containerladungen zusammenstellt. Der Einsatz dieser neuartigen Geräte erhöht die Prozessqualität. Die Automatisierung beider Prozesse reagiert auf stetig steigende Warendurchsätze und steigert Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Seehäfen. Eine Automatisierung der jeweiligen Folgeprozesse wird vorbereitet. Die Projektplanung beinhaltet eine ausgiebige Testphase der Prototypen, in der der Nachweis der technischen Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit erbracht wird.

Mit einer lückenlosen Identifizierung und Verfolgung des Materialflusses, sowie einem elektronischen Datenaustausch zielt dieses Projekt auf die Verbesserung und Flexibilisierung der Produktionsplanung in der Herstellung von qualitativ hochwertigem Stahl ab. Durch geeignete Technologien wird der Produktionsprozess über auftretende Medienbrüche hinweg unterstützt und so eine gleichmäßige Bearbeitung ohne Staubildung realisiert. Die Herausforderung in der Gestaltung des Systems liegt in den vergleichsweise harten Umweltbedingungen, welche beispielsweise eine automatische Identifikation durch klassische Technologien erschweren oder gar ausschließen.

Das Logistiksystem in Werkstattfertigungen ist auf Grund wiederholter Transporte zu gleichen Arbeitssystemen sowie unterschiedlicher Transportmengen hohen Anforderungen ausgesetzt. Diese Situation wird zusätzlich verstärkt durch dynamische Effekte, die das Systemverhalten beeinflussen. Während hierunter in der Regel eine „externe“ Dynamik verstanden wird, die durch Nachfrageschwankungen und Auftragsänderungen ausgelöst wird, kann in Systemen mit einer komplexen Materialflussstruktur eine „interne“ Dynamik beobachtet werden, die durch auch in Werkstattfertigungen auftretende Ursachen wie z.B. Materialrückflüsse, ausgelöst wird und nichtlineare Zusammenhänge aufweisen kann. Diese interne Dynamik kann die Logistik-leistung negativ beeinflussen (stark schwankende Bestände, erhöhte Durchlaufzeiten, sinkende Auslastung, etc.). Ziel des vorgestellten Forschungsvorhabens ist es, die Auswirkungen der internen Dynamik auf den mittel- und langfristigen relevanten Gestaltungsprozess zu analysieren und zu beherrschen. Dies soll zu einer Anpassung bestehender oder der Entwicklung neuer Methoden zur Gestaltung von Logistiksystemen in Werkstattstrukturen führen, wobei der Fokus in erster Li-nie auf den Teilbereichen Dimensionierung und Strukturplanung liegen wird. Als Instrumente zur Beschreibung und Beherrschung der beschriebenen internen Systemdynamik und ihrer Ursachen eignen sich die Modelle und Methoden der Nichtlinearen Dynamik. Es ist beabsichtigt, diese auch in diesem Forschungsvorhaben zur Strukturierung und Dimensionierung von Logistiksystemen einzusetzen. Die Verifikation der erzielten Ergebnisse soll durch die Untersuchung und ggf. Gestaltung realer Systeme unter Verwendung der abgeleiteten Ver-fahren und Methoden erfolgen.

Auf einem Terminal werden Container von Flurförderzeugen, sogenannten Straddle Carriern transportiert. Beim Umschlag von Ladung, die aufgrund ihrer Größe in Spezialladungsträgern transportiert werden muss, wird für den Transport auf dem Terminal zusätzlich ein Überhöhenrahmen eingesetzt. Die Überprüfung des Verriegelungszustands zwischen Überhöhenrahmen und Container war zum Teil fehlerhaft. Dies führte zu Unfällen und Beschädigungen an Ladung und Ladungsträgern. Innerhalb des Projekts ist daher eine unterstützende, elektronische Überwachungselektronik entwickelt worden. Das System wird derezit auf dem Terminal eingesetzt und verringert das Unfall- und Beschädigungsrisiko signifikant.

Die Abstimmung zwischen den Prozessbeteiligten in der Automobil-Logistik im Seehafen ist heute durch einen kurzfristigen Planungshorizont gekennzeichnet, da kein Prozessteilnehmer Zugriff auf sämtliche planungsrelevanten Informationen hat. Untersuchungsgegenstand dieses Projekts ist daher die übergreifende Planung und Steuerung der Auftragsabwicklungsprozesse von Terminal- und Transportdienstleistern in der Fahrzeuglogistik von Seehafen-Automobil-Terminals. Ziel des Projekts LogPRo ist die Verbesserung der Planungs- und Steuerungsprozesse der Fahrzeuglogistik durch den Einsatz eines gemeinsamen, prototypischen IT-basierten Leitstandes sowohl für Terminal- als auch Transportdienstleister. Die Idee des IT-basierten Leitstands ist es, die Transparenz planungsrelevanter Informationen für alle Prozessbeteiligten zu erhöhen und die eigenen Anforderungen an die anderen Prozesspartner zu kommunizieren, um so zum eigenen Nutzen sowie im Sinne einer optimalen Zielerreichung des Gesamtsystems Einfluss auf die Planung der operativen Auftragsabwicklung der Fahrzeuglogistik nehmen zu können. Der kontinuierliche, ständig aktuelle Überblick über die Prozessaktivitäten der Logistikkette ermöglicht eine bessere Auslastung der zur Verfügung stehenden Ressourcen der einzelnen Prozessbeteiligten. Die Aufgabenschwerpunkte liegen vor allem in der Entwicklung des integrierten Planungs- und Steuerungskonzepts für Terminal- und Transportleistungen sowie in der Durchführung der Simulation zur Validierung dieses Konzepts.

Der Kompetenzatlas Aus- und Weiterbildung in der Logistik ist eine innovative Applikation, die für den Logistikfabriktisch erstellt wurde und über die Aus- und Weiterbildungsmöglichkeiten in dieser zukunftsträchtigen Branche in der Region Bremen in Deutsch und Englisch informiert.

Die Planung und Durchführung der Wartung bzw. Instandhaltung im Offshore Windenergie Bereich stellt eine besondere Herausforderung dar. Bedingt durch die eingeschränkte Erreichbarkeit der Anlagen ist die Instandhaltungsplanung und Durchführung sehr komplex und kostspielig. Dementsprechend müssen Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen sehr gut vorbereitet werden, um eine genaue Planung der einzusetzenden Ressourcen zu gewährleisten. Im Rahmen des Projektes sind die Rahmenbedingungen für die Aufnahme und Aufbereitung der Lebenszyklusdaten hinsichtlich einer Auswertung der Ausfallcharakteristika untersucht worden.

Die Virtual Global University war eine Privatinitiative von Professoren der Wirtschaftsinformatik und verwandter Fachgebiete aus Deutschland, Österreich und der Schweiz, um die Globalisierung in der Bildung praktisch umzusetzen. Hierzu wurden Studienangebote aus dem deutschsprachigen Raum mittels Internet und Multimedia-Technologien auf den weltweiten Bildungsmarkt gebracht. Die VGU setzte hierzu den weltweit ersten virtuellen Master-Studiengang in Wirtschaftsinformatik auf, der in einem zweijährigen Studium zum Abschluss "international Master of Business Informatics" (MBI) führte. Er richtete sich vor allem an Personen mit einem ersten Hochschulabschluss, die an einem international anerkannten Titel (Master) interessiert sind. Der Titel wurde von der beteiligten Universität Viadrina-Frankfurt/Oder vergeben. Die ersten Studenten des Master-Programms begannen im Wintersemester 2001 mit ihrem Studium an der "Virtual Global University". Das Programm wurde Ende 2014 eingestellt.

Das Projekt „Logistikfabriktisch“ wurde in Kooperation vom BIBA mit dem Unternehmen eventfive durchgeführt. Entwickelt wurde ein multimediales Werkzeug, durch welches Logistikprozesse dargestellt und erfahrbar gemacht werden. Durch Detaillierungsebenen werden dem Nutzer die komplexen Inhalte vereinfacht dargestellt. Jede Ebene enthält verschiedene Multimediaobjekte, wie Film, Foto und Text. Hierbei werden exemplarisch verschiedene logistische Unternehmen des Logistikprozesses abgebildet, ihre Rolle in der Logistikkette verdeutlicht und ihr Zusammenspiel visualisiert. Des Weiteren kann sich der Nutzer individuell über die dargestellten Unternehmen informieren. Unter anderem auf dem Bremer Logistiktag 2010 und dem Deutschen Logistikkongress in Berlin wurden die Ergebnisse präsentiert. Durch die Nutzung eines Multitouch-Tisches steht die Plattform gleichzeitig mehreren Nutzern zur Verfügung. Ziel der Planungskomponente ist die exemplarische Darstellung des Planungswerkzeuges anhand des Transfers wissenschaftlicher Ergebnisse in die Wissenschaft. Ein besonderes Highlight sind exemplarische Logistikketten, anhand derer der interessierte Nutzer beispielhafte Transportketten nachverfolgen und sich über Herausforderungen in den einzelnen Bereichen informieren kann.

Technik/ Prozesse: Entwicklung der Applikation Definition der Darstellung

Das Vorhaben zielt auf einen Durchbruch für den Einsatz der mobilen "Wearable" IuK-Technologien in produzierenden Unternehmen und dem nachgelagerten After-Sales Bereich.

Computersysteme, die während der Nutzung, vergleichbar mit einer Armbanduhr, am Körper getragen werden, bieten die Möglichkeit, Informationstechnologien tiefer in Arbeitsprozesse dringen zu lassen und sie ohne Brüche in die vorhandene Infrastruktur und Prozessunterstützung zu integrieren. „Wearable und Mobile Computing“ folgt dem Paradigma, Informationen und Geschäftsprozesse an jedem Ort und zu jeder Zeit verfügbar zu machen, ohne dass die primäre Aufmerksamkeit der Benutzer dem Computersystem gilt (Analogie: Fahrzeugnavigation gestützt auf GPS-Signale im Gegensatz zur stationären Routenplanung).

Mangelnde Nutzerakzeptanz der neuen Wearable-Technologie, unter anderem aufgrund von Sicherheitsbedenken, unzureichende Prozessintegration, sowie Hardwaretechnologien, die den Anforderungen einer Produktivumgebung nicht gerecht werden, sind die Haupthindernisse zur Erreichung der vorhandenen Potentiale. Deshalb soll neben der anwendungsspezifischen Systemintegration unter Verwendung von COTS-Komponenten (commercial-off-the-shelf) in Usability Studies evaluiert werden, wie eine Steigerung der Nutzerakzeptanz erreicht und die tatsächliche Nutzbarkeit der Systeme in industriellen Anwendungen sichergestellt werden kann. Es sollen für die ausgewählten Anwendungsfelder Kommissionierung sowie Diagnose, Wartung und Reparatur Testimplementierungen von sicherheitstechnisch und organisatorisch effizienten und praxistauglichen Wearable Computing-Lösungen entstehen.

Im Frühjahr starteten das BIBA und die Jacobs University, Systems Management, in Kooperation mit Logistik für Unternehmen als Medienpartner zum zweiten Mal eine Online-Umfrage zur Robotik in der Logistik. Nun liegt die ausgewertete Studie vor und zeigt neben den Entwicklungen der Robotik-Logistik von 2007 bis heute vor allem künftige Herausforderungen von Robotersystemen für die Optimierung von Logistikprozessen.

Die Ergebnisse der Studie finden Sie auf http://dialog.jacobs-university.de/ und www.robotik-logistik.de

Weitere Information finden Sie unter www.logistik-fuer-unternehmen.de

Die Firma Eurogate GmbH betreibt am Standort Hamburg einen der größten Umschlagterminals der Welt für Standard-Seecontainer. Die stetig steigenden Containerumschlagszahlen erfordern eine Erweiterung der Lagerkapazitäten und somit eine Vergrößerung der Standflächen. Aufgrund der Begrenzung der zur Verfügung stehenden Flächen des Eurogate-Terminals durch die Elbe, eine Autobahn und eine Zugtrasse, erfolgt die Zwischenlagerung einer großen Anzahl von Containern derzeit in einem nahe gelegenen Depot (siehe Abb. unten). Der Transport der Container zwischen dem Terminal und dem Depot erfolgt dabei per LKW. Das Projekt „Seilbahn – Transportsysteme in Hafenterminals“ soll daher in der ersten Phase die Möglichkeiten des Einsatzes von Fördersystemen, die den Luftraum nutzen und in der Lage sind bauliche Hindernisse zu überwinden, untersuchen. Die Prüfung erfolgt in Phase I im Rahmen einer Machbarkeitsstudie und anhand eines realitätsnahen Modells. In der zweiten Phase soll das validierte Konzept in die Realität umgesetzt werden.

Bei der Pilotanlage ist eine Distanz von 280 m (Luftlinie) zu überwinden. Gleichzeitig ist auf dieser Distanz eine Mindesthöhe über Grund von ca. 16 m zu garantieren. Flächen für die Tragwerke und die Ein- und Ausschleusung werden nach Bedarf zur Verfügung gestellt. Rechtliche und betriebliche Sicherheitsanforderungen müssen zunächst ermittelt und später auch von der Anlage erfüllt werden. Um die Wirtschaftlichkeit des Vorhabens sicherzustellen, muss die Gesamtleistung bei ungefähr 60 Einheiten pro Stunde in beide Richtungen (Terminal-Depot-Terminal) liegen, wobei die Anlage im 24h Betrieb arbeiten soll. Eine entsprechende Verfügbarkeit ist zu gewährleisten. Weiterhin soll die Anlage vollautomatisch funktionieren, das heißt neben der eigentlichen Transportstrecke sind folgende Anlagenteile vorzusehen:

1. Vollautomatisierte Aufgabe- und Abnahmestationen, die mit Straddle Carrier (SC) oder Reachstacker (RS) beschickt werden können und aufgesetzte Container selbständig an die Anlage weiterleiten bzw. Container aus der Anlage entnehmen und in eine Position bringen, in der sie von SC oder RS aufgenommen werden können.
2. Beidseitige Puffervorrichtungen, die die Container in der vorgegebenen Taktzeit bereithalten und somit die Anlage von der Arbeitsgeschwindigkeit der SC/RS entkoppelt.
3. Übergabestationen, an denen die Container aus dem Puffer an die Förderanlage übergeben werden. Die Anlage soll sowohl zum Transport von standardisierten 20 ft. und 40 ft.-Containern (auch High-Cube) dienen. Wünschenswert ist ferner der Transport von 45 ft.-Containern.

In Zukunft soll das innovative Produkt „Containerseilbahn“ auch an verschiedenen anderen Orten zum Einsatz kommen; die Anwendbarkeit soll dabei stetig erweitert werden. Denkbar wäre beispielsweise ein Einsatz zur Verbringung von Seecontainern aus einem Hafenterminal ins Hinterland oder zur Überwindung von Gewässern. Durch die Verkehrsvermeidung und Schonung der Infrastruktur werden wichtige Ziele der Ökologistik erreicht.

In Logistiknetzen mit enger Verflechtung und großen Flexibilitätsanforderungen treten noch immer unerwünschte nichtlineare dynamische Effekte in den Bestandsentwicklungen auf – in reinen Lieferketten Bullwhip-Effekt genannt. Die Forschung in diesem Bereich teilt sich in zwei verschiedene Herangehensweisen. Die so genannte normative Forschung sucht die Gründe im System selbst, z.B. in systeminternen Zeitverzögerungen o.ä., und schlägt als Gegenmaßnahmen folgerichtig Regelungsstrategien vor, welche nicht auf einzelne Unternehmen, sondern auf das Gesamtsystem gerichtet sind und somit prinzipiell mit einer Einschränkung der Entscheidungsfreiheiten der einzelnen Unternehmen einhergehen müssen. Die so genannte deskriptive Forschungsrichtung hingegen sucht die Gründe für den Bullwhip-Effekt in der begrenzten Rationalität der Entscheidungsträger. Daher kommt es u.a. zu einer Unterschätzung der Versorgungslinien. Als Gegenmaßnahmen sind hier verschiedene Lernstrategien entwickelt worden. Letztlich wird den Instabilitäten nur durch Elemente beider Herangehensweisen nachhaltig entgegengewirkt werden können. Grundfragen bei der Verknüpfung beider Ansätze sind: Welche Ursachen lassen sich mit welchem der beiden Ansätze am besten oder eventuell ausschließlich beseitigen? Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Erforschung einer integrativen, ganzheitlichen und adaptiven Regelungs- und Lernstrategie zur nachhaltigen Reduktion von Instabilitäten in Liefernetzen.

Gegenstand dieses Transferprojekts ist die Weiterentwicklung und Anwendung einer Selbststeuerungsmethode zur selbststeuernden Lagerverwaltung von Automobilen sowie die prototypische Entwicklung und Implementierung geeigneter Sensorsysteme zu deren Umsetzung. Im Rahmen der Forschungsarbeiten im Teilprojekt A1 wurden bereits erste Anwendungspotenziale zur Verbesserung der Geschäftsabläufe in der automobilen Lagerverwaltung am Beispiel eines typischen Automobil-Terminals der Firma BLG Logistics durch Anwendung eines regelbasierten Selbststeuerungsansatzes nachgewiesen. Im Rahmen dieses Transferprojektes soll dieser neue Ansatz zur selbststeuernden Lagerverwaltung umfassend weiterentwickelt und mittels heute verfügbarer Sensorsysteme und Informations- und Kommunikationstechnologien in Form eines Hard- und Softwareprototypen praktisch umgesetzt werden.

Im Transferprojekt T2 wurde ein Verfahrensablauf für eine Zuordnung von Bekleidungswaren zu Kundenbestellungen entwickelt. Diese Zuordnung ist dynamisch veränderbar, um so kurzfristig auf zeitliche Änderungen einerseits bei Kundenaufträgen wie kurzfristige Bestellungen und andererseits auf Terminverschiebungen bei der eigenen Verfügbarkeit reagieren zu können. Die individuelle Warenidentifizierung und die Zuordnung der Warenpakete zu Bestellungen wurden in einer prototypischen Hard- und Softwareapplikation implementiert, welche in Labor- und Feldversuchen getestet wurde. Das entwickelte Verfahren wurde durch Prozesssimulation hinsichtlich der erreichbaren Prozesspotenziale und durch eine Wirtschaftlichkeitsanalyse in seinen wirtschaftlichen Auswirkungen abgeschätzt. Durch Anwendung des Verfahrens können Potentiale im Hinblick auf die Reduzierung von Lagerbeständen und Durchlaufzeiten erschlossen werden.

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erarbeitung eines skalierbaren Anlaufmanagementprozessmodells für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) der Elektronikbranche. Dieses beinhaltet ein Quality-Gate-Managementmodell, ein Netzwerkfähigkeitscontrolling, sowie ein Reaktionsstrategie- und Informationsregelkreismodell. Ziel ist die Effizienzsteigerung von Anlaufsituationen in Electronic Supply Chains und das Erreichen von "Ramp-Up ExcellenceES", dem Nachweis für die Netzwerkfähigkeit von KMU im Serienanlauf.

Das BMBF beabsichtigt, im Jahr 2010 ein neues Programm für die Produktionsforschung aufzulegen. Mit einem neu zu entwickelnden Programm „Produktionsforschung 2020“ soll die Motivation und der Rahmen für die künftige öffentliche Förderung der Produktionsforschung in Deutschland dargestellt werden, um vorwettbewerbliche, anwendungsorientierte Forschung zur nachhaltigen Stärkung des produzierenden und verarbeitenden Gewerbes am Standort Deutschland zu fördern. Das BMBF hat ein Kernteam mit Mitgliedern aus Wissenschaft, Industrie und Verbänden definiert. Dieses Kernteam hat die Aufgabe gemeinsam mit einer repräsentativen Auswahl an Experten (Arbeitsgruppen) dieses Programm gemeinsam mit beim BMBF und dem Projektträger PTKA zu erarbeiten. Das BIBA erstellt in der Arbeitsgruppen 5 einen Bericht (themenorientierte Positionspapier), der die langfristigen Trends und Entwicklungen in den Schwerpunkten Textilmaschinen, Energieerzeugung / -speicherung (inkl. Brennstoffzellen), Turbinen, Solar, Windkraftanlagen und Wärmepumpen beschreibt.

Für die automatisierte Beladung von Rollcontainern mit kubischem Stückgut wurde ein roboterbasiertes System entwickelt, welches mittels Mehrfachgriff schnell und effizient Rollcontainer kommissioniert. Ganz im Sinne einer Low-Cost-Automation wurde auf aufwendige Sensorik verzichtet, ohne dabei die Flexibilität und Prozesssicherheit des Systems zu beeinflussen. Ein eigens für den speziellen Anwendungsfall entwickelter Greifer kann bis zu drei Pakete zeitgleich aufnehmen. Das System ermöglicht die Beladung von drei Standard-Rollcontainern mit unterschiedlichen Paketspektren in einer gemittelten Taktzeit von 900 Paketen pro Stunde. Das System kann mit bis zu zwei weiteren Rollcontainern problemlos erweitert werden. Eine Pilotierungsphase wurde in Kooperation mit ThyssenKrupp Krause GmbH bei dem Unternehmen APO-Logistics bereits erfolgreich durchgeführt.

Das Projekt wearIT@work erforscht und entwickelt industrietaugliche Wearable-Computing-Lösungen für die Anwendungsfelder

<ul> <li>Varaintenproduktion in der Automobilindustrie, <li>Flugzeugwartung, <li>Arzt-Patient Interaktion im Krankenhaus, <li>und Notfallintervention. </ul> Die Fachkräfte in diesen Bereichen sollen durch extrem mobile und - je nach Anwendungsfall - auch in die Kleidung integrierte Informations- und Kommunikationssysteme unmittelbar in ihren Arbeitsprozessen unterstützt werden.

Ziel des Forschungsprojekts war es, Referenzprozesse für die dezentrale Datenverwaltung und darauf basierender Anwendungen in der Intralogistik der Bekleidungsindustrie, z. B. für Lager und Warenausgang zu entwickeln. Insbesondere wurde untersucht, inwieweit relevante Produktdaten unter Nutzung der Transponder- bzw. RFID-Technologie auf Bekleidungswaren und aus den Waren zusammengestellte Packstücke verlagert werden können. Im Ergebnis konnte eine einfache Referenzlösung für die Anwendung der RFID-Technologie pilotmäßig erstellt werden, welche ohne großen Änderungsaufwand in der Bekleidungslogistik angewendet werden kann. Die Entwicklung und Bewertung solcher Lösungen für selbststeuernde Anwendungen durch eine einfache, dezentrale Datenhaltung leistet einen Beitrag zur Implementierung von Selbststeuerungskonzepten in der Industrie, insbesondere bei kleinen und mittelständischen Unternehmen.

Seit kurzem wird am LogDynamicsLab ein Transferprojekt mit der Getränkeindustrie durchgeführt, um das übergreifende Nutzenpotenzial der RFID-Technologie zu erschließen. Die Logipack GmbH als Verpackungsunternehmen, Getränke Nordmann als Großhändler und die Stralsunder Brauerei als Getränkehersteller und Abfüller haben dies als strategischen Erfolgsfaktor erkannt und ziehen dabei an einem Strang.

Ein großer Vorteil der RFID-Technologie ist die dezentrale Datenerfassung über den gesamten Produktlebenszyklus und damit die Bereitstellung dieser Daten für alle Teilnehmer eines Supply-Chain Netzwerkes. Durch die Nutzung dieser Daten können die jeweiligen Teilnehmer ein bestimmtes Optimierungspotenzial für ihre Produktionsplanung und -steuerung bzw. Lager- und Transportsteuerung erkennen und realisieren. Die Installation und der Betrieb der RFID-Technologie verursacht auf der anderen Seite auch Kosten, wobei Kostenträger und Technologienutzer nicht automatisch identisch sind. Diese Diskrepanz erschwert die Verbreitung dieser Technologie und bremst die Erschließung der vorhandenen Optimierungspotenziale.

Ziel dieses Transferprojektes ist eine nach Teilnehmern differenzierte quantitative Nutzenbewertung der RFID-Technologie über den gesamten Produktlebenszyklus und die Verwendung dieser Bewertung zur Zuordnung der Kosten auf die einzelnen Teilnehmer. Dabei soll nicht die Technik in Rechnung gestellt werden, sondern der jeweilige Nutzen der jeweilige Nutzen eines Teilnehmers durch das Abrufen und Verwenden der dezentral bereitgestellten und abgerufenen Informationen. Dies soll in einem Konzept eines Billing-Modells für RFID-Technologie entlang der Supply-Chain münden, das für eine höhere Verbreitungsgeschwindigkeit sorgt und somit dem schnelleren Erschließen des logistischen Optimierungspotenzials dient.

Produktions- und Logistiknetzwerke sind aufgrund der Kopplung ihrer dynamischen Einzelsysteme derart durch Nichtlinearitäten geprägt, dass auf sie die konventionellen Methoden der linearen System- und Regelungstheorie nicht mehr anwendbar sind. Deshalb sollen Modelle solcher Netzwerke mit den Methoden der Nichtlinearen Dynamik untersucht werden, insbesondere soll hierbei die Anwendbarkeit von vorhandenen Synchronisationstheorien untersucht werden. Gegebenenfalls werden diese Theorien durch neue, angepasste Methoden erweitert, die die Synchronisation der Einzelsysteme in Produktions- und Logistiknetzwerken erlauben.

Das Forschungsthema ist die Optimierung des Materialflusses über die Verringerung der Taktzeit durch den Einsatz von Portalrobotern zur Entnahme von logistischen Stückgütern (z. B. Pakete) aus Transportcontainern. Dabei soll insbesondere der Bereich der Zuführung von Gütern von den Transportsystemen in die Verteilsysteme betrachtet werden. Neben der Entwicklung grundlegender Strategien sollen diese auch in einem Versuchsaufbau validiert werden.

Bisherige Bestrebungen, mit Industrierobotern Stückgüter aus Container zu entladen, sind nicht über den Status eines Demonstrators hinausgegangen, weil die Systeme entweder nicht eigenständig die Greifposition erkennen können und deshalb definierte Randbedingungen benötigen, oder die Anlagen nicht wirtschaftlich arbeiten, weil eingesetzte Industrieroboter die angestrebte Taktzeit nicht erreichen können.

Portalroboter werden häufig für Aufgaben der Bereiche Palettierung, Depalettierung oder Pick- and Place eingesetzt. In diesem Forschungsvorhaben handelt es sich um eine neue Anwendung zum automatischen Entladen loser Stückgüter aus Transportcontainern. Mit einem Portalroboter, der in den Wechselbehälter hineinfährt, soll ein flexibles System entwickelt werden, das hochgradig automatisiert arbeiten kann und im Forschungsvorhaben zu spezifizierende Anforderungen technischer sowie wirtschaftlicher Art erfüllen kann. Vor allem die Arbeitsumgebung innerhalb eines voll beladenen Containers und das Erreichen einer Taktzeit, die einen wirtschaftlichen Einsatz gewährleistet, stellen besondere Herausforderungen dar.

n diesem Forschungsprojekt wird untersucht, inwieweit das Erfahrungswissen über die Produktionssteuerung mit KNN so aufgearbeitet und strukturiert werden kann, dass mittels des fallbasierten Schließens für neue Produktionssituationen die geeigneten und entsprechend voreingestellten KNN ausgewählt und zur Verfügung gestellt werden können. Aufbauend auf den so gewonnenen Ergebnissen wird ein fallbasiertes System entwickelt, welches es ermöglicht, neue praxisnahe Fälle aufzunehmen.

Ziel der eLogistics Studie ist die Definition und Ermittlung logistischer Kennzahlen von Unternehmen im geographischen Raum Bremen/Bremerhaven zur Beschreibung der Bremer eLogistics Branche. Es sollen die Auswirkungen von eLogistics und die potentiellen Nutzenfaktoren in Logistikunternehmen abgeleitet werden. Der Fokus der Studie liegt auf Unternehmen, die eLogistics Dienstleistungen bzw. dafür notwendige Logistiksysteme anbieten. Im ersten Teil der Studie wird auf Basis bestehender Definitionen der Begrifflichkeit „eLogistics“ ein gemeinsames Verständnis geschaffen. Gegebenenfalls werden die existierenden Definitionen um eine eigene erweitert. Darüber hinaus werden zugeordnete Funktionen und Prozesse der eLogistic dargestellt. Anschließend wird im zweiten Teil eine Beschreibung der Bremer eLogistics Branche auf Basis einer Datenerhebung vorgenommen. Die Daten werden unter Einsatz statistischer Analysemethoden untersucht, zuvor definierte Kennzahlen ermittelt und dargestellt.

Im Rahmen des Verbundprojekts „Zukünftige Forschungsschwerpunktthemen - Logistik im produzierenden Gewerbe“ werden Themenfelder einer anwendungsorientierten und produktionsnahen Logistikforschung identifiziert, denen eine hohe Relevanz und Perspektive beigemessen wird. Diese Themenfelder dienen dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) als Grundlage für die Erarbeitung zukünftiger Forschungsprogramme. Zur Durchführung des Projekts hat sich ein Konsortium bestehend aus dem Bremer Institut für Betriebs-technik und angewandte Arbeitswissenschaft (BIBA) unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Bernd Scholz-Reiter, dem Bereich Logistik an der Technischen Universität Berlin und dem Lehrstuhl für Förder- und Lagerwesen (FLW) an der Universität Dortmund formiert.

Ständige Veränderungen der Marktbedingungen insbesondere hinsichtlich des Kundenverhaltens und der Lieferantenbeziehungen erfordern permanente Anpassungen der technischen und organisatorischen Strukturen in den Unternehmen. Mit Hilfe selbststeuernder logistischer Prozesse können derartige Einflüsse frühzeitig lokalisiert und entsprechende Maßnahmen initiiert werden. Im Rahmen dieses Teilprojektes werden grundlegende Fragestellungen zu selbststeuernden logistischen Prozessen beantwortet. Neben der Erarbeitung eines Kriterienkatalogs zur Beschreibung charakteristischer Merkmale selbststeuernder logistischer Prozesse sollen außerdem Modellierungsrichtlinien sowie ein Evaluierungssystem zur Bewertung der Prozesse entwickelt werden.

In diesem Teilprojekt des SFB 637 sollen die Grundlagen der Modellierung von selbststeuernden logistischen Prozessen geschaffen werden. Dabei liegt der Fokus auf dem dynamischen Verhalten von Transportnetzwerken, welches durch lokale, dezentrale Selbststeuerung einzelner Stückgüter beziehungsweise Ladungsträger erzeugt wird. Grundlage für dieses Teilprojekt sind systemtheoretisch motivierte Modelle logistischer Systeme und Prozesse. Das umfasst ein Spektrum von qualitativen, kennzahlenorientierten Modellen der Betriebswirtschaft bis hin zu analytischen, gleichungsbasierten Modellen der mathematischen Systemtheorie.

The more and more changing conditions in present markets have an extensive impact on logistic processes and require new concepts and methods for transport logistics in multi-modal transportation networks. The project investigates novel and innovative methods of reactive planning and control to support transportation processes in dynamical changing multi-modal transportation networks. The project focuses on autonomous routing of logistic objects under uncertain knowledge. Methods of reactive planning, which may include proactive components are developed and coupled with appropriate routing algorithms. A system for reactive routing of piece goods with direct orientation on autonomous transport objects using multiple means of transportation.

Die Bedingungen, unter denen ein Unternehmen sich auf seinen Märkten bewähren und behaupten muss, haben sich noch nie so nachhaltig und in so vielen Dimensionen gleichzeitig verändert, wie es in den vergangenen Jahren der Fall gewesen war. Nur durch die Automatisierung eines Großteils der Produktion konnte die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen im Hinblick auf Flexibilität und Effizienz der Produktion und Logistik sichergestellt werden. Die Handhabungstechnik und die Roboter als die universellsten Geräte zur Handhabung spielten hierbei eine zentrale Rolle. Im Gegensatz zu dem bisherigen Einsatz moderner Robotertechnologie in der Produktion, in dem es vorrangig um die Optimierung bestimmter Fertigungsverfahren z. B. Schweißtechnik in der Automobilbranche ging, wird es zukünftig um den Einsatz von innovativer Handhabungstechnik in weitgreifenden Bereichen zur Rationalisierung vieler Arten von logistischen Prozessen gehen. Die Motivation liegt neben dem hohen Kostendruck im Wettbewerb der Dienstleister, in der Notwendigkeit bestimmte Arbeitsplätze mit hoher Wiederholfrequenz durch Automatisierung zu humanisieren. Am BIBA wurde ein System entwickelt, das an diese Problemstellung adressiert. Konkret wurde im Projekt ein Robotersystem, bestehend aus Roboter, Sensorik (3D- Bilderfassung), und Aktorik (Greifertechnologie) zur automatischen Handhabung von logistischen Gütern (Pakete) entwickelt.

Automobilhersteller sehen sich durch kürzer werdende Produktlebenszyklen gezwungen, ihre Produktentwicklungszeiten und die Time-to-Market innovativer Produkte zu minimieren. Hierfür ist neben einem ausgereiften Anlaufmanagement insbesondere ein effizientes Management technischer Produktänderungen im Serienanlauf von zentraler Bedeutung. Ziel des Projektes "Änderungsmanagement im FAST Ramp-Up" ist es, unter diesen Aspekten in Kooperation mit einem Vertreter der Automobilindustrie sowohl Methoden für eine beschleunigte und systematisierte Abwicklung von Produktänderungen als auch ein zweckdienliches Wissensmanagement zur Änderungsvorverlagerung zu entwickeln. An eine Optimierung interner Änderungsprozesse des Herstellers wird sich eine Optimierung der Abwicklung technischer Produktänderungen im Entwicklungsnetzwerk zwischen Automobilhersteller und Lieferanten anschließen.

Ziel dises Industrieprojekts war die Entwicklung eines europaweiten Distributionskonzepts für Antriebsriemen der Continental - ContiTech Antriebssysteme GmbH. In diesem Zusammenhang wurde untersucht, wo in Europa idealerweise Distributionsstandorte zur Warenverteilung und Kundenbelieferung bereitgestellt werden. Weiterhin wurde untersucht, welche Produkte bzw. Produktvarianten in diesen Standorten vorgehalten werden sollten. Konkretes Projektergebnis ist ein generisches Rechenmodell, mit welchem die standortbezogenen Lagerkosten und Transportkosten für beliebige Standorte anhand von Istbestell- und Lieferdaten berechnet und miteinander verglichen werden können.

Ziel des Vorhabens war die Überprüfung der Machbarkeit eines roboterbasierten Verfahrens zur automatischen Handhabung von Sackgut aus Containern. Dabei wurde als Anwendungsfall die Entladung von Kaffeesäcken betrachtet. Neben der Entwicklung grundlegender Verfahren für die Greiftechnik und die Objekterkennung wurde ein prototypischer Versuchsaufbau installiert.

Schwerpunkte des Projektes sind Technologietransfer, Weiterentwicklung und die Pilotierung für die geplante Markteinführung des Systems „Paketroboter“. Ziel ist es, den bestehenden Demonstrator des Systems in einer ersten Phase derart weiterzuentwickeln, so dass ein umfassender Piloteinsatz unter realen Betriebsbedingungen erfolgen kann. Hierfür ist ein vollständiger Technologietransfer vom Projektpartner BIBA an das Unternehmen ThyssenKrupp Krause erforderlich. Durch gezielte Veröffentlichungen und Medienansprache soll das Vorhaben zudem als beispielhaftes Transferprojekt im Land Bremen dargestellt werden.

In diesem Projektvorhaben wird gemeinsam mit der Airbus Deutschland GmbH die prototypische Entwicklung und Erprobung eines innovativen Identifikations- und Lokalisierungssystems für den Bereich der Single Aisle Moving Line Halle 8 am Standort Hamburg untersucht. Untersuchungsobjekt ist die Fließfertigung der Moving Line und die dort ablaufenden Prozesse. Es gilt eine geeignete Technologie zu finden, die eine Nachverfolgung und Identifikation von Großbauteilen (hier: Rümpfe sich bewegend auf Taktgestellen) in dieser Fertigungslinie ermöglicht und deren Position mittels Software visualisiert.

Gegenstand des Forschungsprojektes ist die Auftragsabwicklung in Unternehmensnetzwerken, die die Instandhaltungsprozesse hochwertiger komplexer Investitionsgüter durchführen. Die Instandhaltungsprozesse sind in der Praxis als „MRO (Maintenance, Repair and Overhaul) -Prozesse“ bekannt. Bei MRO-Prozessen bestehen über die Auslieferung des Produkts hinaus in der Nutzungs- oder Nachkaufphase nachhaltige und vielschichtige Kunden-Lieferanten-Beziehungen. Diese sind durch die Forderung nach geringen Stillstandszeiten und einer hohen Planbarkeit der Instandhaltung der Investitionsgüter gekennzeichnet.

Die Ziele des Forschungsvorhabens gliedern sich in drei Teilziele:

1. Entwicklung eines auf dem Produktstrukturmodell eines Investitionsguts basierendes Modells, welches zur Ermittlung der Auftragswahrscheinlichkeiten von Komponenten/Einzelteilen komplexer Aggregate dient. Dabei werden unsichere Einflussfaktoren (z. B. Ausfallrate, Beanspruchung etc.) berücksichtigt und Methoden der reaktiven Planung angewandt.

2. Integration des Modells zur Ermittlung der Auftragswahrscheinlichkeiten (vgl. Teilziel 1) in die Belastungsorientierte Auftragsfreigabe (BOA). Dadurch wird erstmals ein Verfahren zur reaktionsschnellen und wahrscheinlichkeitssensitiven Auftragsabwicklung komplexer Investitionsgüter in vernetzten MRO-Prozessen geschaffen.

3. Umsetzung der Methode zur reaktionsschnellen und wahrscheinlichkeits-sensitiven Auftragsabwicklung (vgl. Teilziel 2) in einer Software (Demonstrator).

Die Automobilproduktion zeichnet sich durch einen hohen Automatisierungsgrad der einge-setzten Logistiksysteme und den Einsatz integrierter Steuerungskonzepte aus. Dabei besitzt die gesicherte Versorgung mit Komponenten eine zentrale Bedeutung für einen reibungslosen Produktionsablauf. Das Ziel des Projektes bestand darin, durch die Kombination von Radiofrequenztechnologie und Selbststeuerungsstrategien für logistische Objekte neue Potentiale zur Prozessverbesserung auf verschiedenen Stufen der Wertschöpfungskette zu erschließen und damit die Versorgungssicherheit in der Automobilproduktion zu erhöhen. Dazu wurde eine auf der Radiofrequenztechnik basierende Infrastruktur zur automatischen Identifikation installiert, mit welcher die relevanten Zustandsdaten von Zulieferteilen bzw. den zum Transport dienenden Ladungsträgern erfasst werden. Innerhalb eines im Projekt entwickelten Multiagentensystems werden die logistischen Objekte softwaretechnisch abgebildet und die erfassten Daten im Hinblick auf Prozesskontrolle und Auslösung von Warnsignalen verarbeitet. Zur Darstellung der Potentiale und zum Vergleich mit bisher ablaufenden Prozessen wurden, basierend auf einer Aufnahme der Istprozesse, Sollprozessmodelle entwickelt und durch Simulationsstudien validiert. Die herdurch gekennzeichnete Lösung wurde nach Durchführung ausführlicher Simulationsstudien als Pilotanwendung bei der Daimler AG für die Zulieferung von Autositzen am Standort Bremen für einen mehrjährigen, erweiterten Testbetrieb implementiert.

Auftrag der DaimlerChrysler AG war es, durch den Einsatz der Radiofrequenztechnologie (RFID) die Versorgungssicherheit in der Automobilproduktion zu erhöhen. Zu dem Zweck hat das LogDynamics Lab am BIBA zahlreiche Testreihen zur Identifikation metallischer Ladungsträger und so genannter Einsatzrahmen bzw. Kleinladungsträgern aus Kunststoff auf Staplern und LKW erstellt. Dabei wurden das Test-Gate in der BIBA-Halle genutzt sowie die RFID-Systeme sechs verschiedener Hersteller getestet und eingesetzt. Die Versuche mit den Ladungsträgern zeigten, dass es mit speziell für den Einsatz in der metallischen Umgebung entwickelten Transpondern möglich ist, eine vollständige Identifikation von Ladungsträgern auf Staplern zu erreichen.

Ziel ist die Konzipierung und Realisierung einer auf einem Simulationsspiel aufbauenden Vorgehensweise zur partizipativen, evolutionären Entwicklung aufgabenangemessener Organisations- und Kooperationsstrukturen in virtuellen Unternehmen und vergleichbaren Unternehmensstrukturen wie Projektkonsortien, Netzwerken etc. Kern der Vorgehensweise sind Entwicklung und Einsatz eines Systems, das eine spielorientierte Simulation im Vorfeld fallspezifisch modifizierter Kooperationsbezüge gestattet und den Systemnutzern sowohl ein Erleben des eigenen Verhaltens als auch des Gesamtverhaltens innerhalb der unternehmerischen Kooperationsumgebung ermöglicht.

In Kooperation mit der Delmia GmbH wurde ein Fertigungskonzept zur automatisierten Fertigung von CFK-Strukturen in großen Stückzahlen mittels RTM-Verfahren für die CTC GmbH entwickelt. Der Aufgabenschwerpunkt von BIBA war die Simulation der Fertigungsprozesse und die materialflusstechnische Ausgestaltung des Fertigungskonzepts. Zu diesem Zweck erfolgten eine detaillierte Modellierung des Materialflusses und die Erarbeitung eines fertigungsgerechten Layouts.

Thema dieses Forschungsprojektes war der Einsatz der Radio Frequenz Identifikation (RFID) für den Luftfrachtbereich in Bremen. Im Auftrag der Airbus Deutschland GmbH untersuchte das BIBA, wie sich diese Technologie im flugzeugspezifischen Umfeld an typischen Ladungsträgern (sog. Unit Load Devices) verhält und in den Luftfrachtbereich integrieren lässt. Die Hauptaufgabe bestand darin, die RFID-Technik an den Ladungsträgern (Container, Palette) anzubringen und auf die Eignung im Frachtbereich eines Flugzeugs zu überprüfen. Die Erprobungen fanden an und in einem Versuchsstand bei Airbus bzw. im BIBA statt: Durch das Nachbilden einer realistischen Flugzeugumgebung konnten die Be- und Entladevorgänge eines Luftfrachtflugzeuges simuliert werden.

Heutige Produktions- und Logistiknetzwerke sind durch wachsende dynamische und strukturelle Komplexität gekennzeichnet, was eine effiziente Steuerung des Material- und Warenflusses erschwert. Notwendig ist hier ein qualitatives Verständnis der Dynamik derartiger Netzwerke. Dabei soll die Sichtweise der Nichtlinearen Dynamik im Mittelpunkt stehen, die eine exakte Beschreibung bestimmter Aspekte des Verhaltens von komplexen dynamischen Systemen ermöglicht. Gegenstand des Projektes sind Analysen der Dynamik eines Produktions- und Logistiknetzwerkes und die Entwicklung eines Modells, das mit Methoden der Nichtlinearen Dynamik analysierbar ist, um daraus Strategien und Methoden für das Management von komplexen, verteilten Produktions- und Logistiknetzwerken abzuleiten.

Gegenstand dieses FuE-Kooperationsprojektes zwischen der Firma E.H.Harms Automobile-Logistics und dem Bremer Instituts für Betriebstechnik und angewandte Arbeitswissenschaft BIBA (Bereich IPS: Intelligente Produktions- und Logistiksysteme) ist die Entwicklung eines dezentralen Lösungsansatzes zur Steuerung von Fahrzeugen in logistischen Netzwerken durch den Einsatz der RFID-Technologie. Bei der im Projekvorhaben zu entwickelnden Lösung werden Fahrzeuge beim Eintritt ins Logistik-Netzwerk mit einem passiven R/W-Transponder ausgerüstet, auf den mit einem mobilen Datenerfassungsgerät die jeweils relevanten Fahrzeugdaten geschrieben werden. An operativ signifikanten Übergängen wie Terminal-Zufahrten (Gates) und den Ein- und Aus-fahrten von Technikzentren in den Automobil-Terminals werden die Transponder über fest installierte Antennen/Reader erkannt. Das Handling-Personal wird mit einem zu entwickelndem Hybrid-MDE (Mobile Data Entry) ausgestattet, welches die Funktionalität von Endgeräten zur Positionsbestimmung mit der von Transponder-Readern kombiniert. Zielsetzung des Projektvorhabens ist eine Verbesserung der bestehenden Prozessstrukturen, insbesondere hinsichtlich der Identifikation, Steuerung und Ortung von Fahrzeugen. Die im Rahmen des Projektvorhabens entwickelten Methoden, Hard- und Softwarekomponenten werden in Labortests auf dem Auto-Terminal E.H.H. AUTOTEC GmbH & Co. KG in Bremerhaven getestet und abschließend im Rahmen einer Wirtschaftlichkeitsrechnung auf ihre Eignung hin überprüft.

Ziel dieses Projektes war die Erhöhung der Prozesssicherheit bei der Erfassung und Abrechnung von Leistungen im Logistiknetzwerk der Firma E.H.Harms Automobile-Logistics. Der besondere Fokus lag dabei auf der Automatisierung der Abrechungsprozesse durch den Einsatz von Anwendungssystemen auf Basis innovativer Informations- und Kommunikations-Technologien.

Im Zeitraum vom März 2004 bis Januar 2005 wurde vom Forschungsbereich Intelligente Produktions- und Logistiksysteme des Bremer Instituts für Betriebstechnik und angewandte Arbeitswissenschaft (BIBA, Leitung: Professor Dr.-Ing. Bernd Scholz-Reiter), ein Beratungsprojekt bei dem Composite Technology Center Stade (CTC) (Leitung: Professor Dr.-Ing. Axel Hermann)durchgeführt. Zielsetzung dieses Projekts war es Simulationsstudien zur Layout- und Materialflussauslegung verschiedener Varianten eines neuartigen Fertigungskonzepts für Bauteile aus Verbundwerkstoffen, unter einem dafür zu definierenden, hoch automatisierten Portalsystem, durchzuführen. Zunächst wurde in Abstimmung mit der CTC vom BIBA ein schematisches Layout entwickelt mit einem Portalsystem als zentrale Anlage, welches als dann Basis für die Modellierung und Analyse des Materialflusses diente. Für die Simulationsstudie wurden verschiedene Werkzeuge aus dem Bereich der digitalen Fabrik eingesetzt, welche eine weitgehende 3D-Visualisierung des Anlagenlayouts und Planung Materialflussprozesses erlaubt haben. Ausgewählte Simulationsszenarien wurden seitens des BIBA einer eingehenden Wirtschaftlichkeitsanalyse unterzogen, die in enger Abstimmung mit der CTC erfolgte. Es konnte hierbei nachgewiesen werden, dass für die ausgewählten Simulationsszenarien jeweils auch sehr gute Amortisationszeiten erzielbar sind, so dass sich eine (Rationalisierungs-) Investition im Vergleich zum IST-Zustand als lohnend erweisen würde.

Eine wesentliche Voraussetzung zur Betreibung wettbewerbsfähiger Logistiknetze ist die Entwicklung von Logistikkonzepten hinsichtlich der Auslegung und Nutzung der jeweiligen Distributionsstrukturen sowie der dazu notwendigen Informationstechnologie-Strukturen. Logistiknetze bestehen in der Regel aus einem Original Equipment Manufacturer, der über ein eigenes globales Vertriebsnetz verfügt und seine Endprodukte an mehreren Produktionsstandorten fertigt sowie den zugehörigen Lieferanten für Teile, Komponenten etc.. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Methode zur Ableitung von reaktiven Distributionskonzepten, welches die wandelbaren Randbedingungen der gegebenen Logistikstrukturen berücksichtigt. Wandelbare Randbedingungen sind beispielsweise der Standort des Kunden, die Anforderungen an die Lieferzeit, die Zusammensetzung der Komponenten/Varianten des Produktes, die Anzahl unterschiedlicher Lieferanten sowie die Standorte der Lieferanten. Somit ist nicht die Standortentscheidung der Distributionsläger vorrangig zu betrachten, sondern die Alternativen, die sich aus der Nutzung der gegeben Logistikinfrastruktur ergeben.

Network of Excellence in Wireless Applications and Technology (NEXWAY) ist ein Thematic Network im Bereich Wireless Communications. NexWay versteht sich als "proof of concept" für eine neue Generation der Networks of Excellence im FP6.

Für den Einsatz in Firmen, die Werkstücke nach dem Prinzip der Werkstattfertigung an verschiedenen Arbeitsstationen bearbeiten, wurde ein adaptives neuronales System entwickelt, welches die Durchlaufzeiten und Bestände steuert. Insbesondere sind neuronale Netze in der Lage, neue, nichtlineare Arten der Steuerung von Produktionssystemen zu erlernen. Dabei können sich neuronale Netze flexibel an veränderte Produktionsbedingungen - verursacht durch Störungen - anpassen. Der Einsatz neuronaler Netze führt zu einer Steigerung der Produktionseffizienz insbesondere durch die konstantere Auslastung der Fertigung, Verkürzung der Durchlaufzeiten, Verringerung des gebundenen Umlaufkapitals und durch die bessere Beherrschung von Störungen.

Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Erstellung eines Systems, das Agenten für die reaktive Steuerung von Lieferketten verwendet. Die Aufgabe der Agenten ist es, entlang der Wert-schöpfungskette die Produktionskosten, die Lagerbestände und die Durchlaufzeiten zu senken sowie die Liefertreue zu erhöhen. Erreicht werden sollen diese Ziele durch die unternehmens-bezogene Implementierung von Agenten unter Berücksichtigung der Sicht des einzelnen Unternehmens und unter Berücksichtigung der Sicht der gesamten Lieferkette. Erwartet wird ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen den Agenten und dem betriebs-wirtschaftlichen Anwendungsszenarium, der reaktiven Steuerung einer Lieferkette.

Produktionssysteme werden als dynamische Systeme im Sinne der Nichtlinearen Dynamik modelliert. Damit soll ein qualitatives Verständnis des Produktionsprozesses herausgearbeitet und die interessierenden deterministischen Zusammenhänge beschrieben werden. Das dynamische Modell soll die Produktionsfaktoren integrativ beschreiben und Interpedenzen zwischen Planungs- bzw. Steuerungsschritten erfassen. Im Unterschied zu Simultan-planungskonzepten herkömmlicher PPS-Systeme wird die Planung und Steuerung nicht mittels Optimierungsmethoden des OR gelöst, sondern über eine algorithmische Interaktion der Objekte des Modells, die dann zu einem akzeptablen Operationsmodus des Produktionssystems führt. Als Ergebnis der Forschungsarbeiten soll ein allgemeingültiges, dynamisches Modell eines Produktionssystems entstehen, dass die Planung und Steuerung des Produktionsablaufes beinhaltet und das den Produktionsprozess als Ganzes darstellt. Damit sollen Verhaltens-weisen des Produktionsablaufs aufgedeckt werden, die in herkömmlichen PPS-Systemen nicht betrachtet werden. Vor dem Hintergrund der allgemeinen Kritik an traditionellen PPS-Systemen soll das Konzept des dynamischen Modells die Basis für eine neue Klasse von PPS-Systemen sein, die flexibel genug sind, um auf die hohe Marktdynamik mit seiner wachsenden Produktvielfalt, kundenspezifischer Produktion und kurzen Lieferzeiten bei hoher Termintreue zu reagieren.

Ziel ist es, eine internetbasierte Integrationsplattform für Logistik zu schaffen, die Unternehmen bei der Gestaltung und dem Betrieb logistischer Prozesse entlang der Wertschöpfungskette unterstützend zur Verfügung steht. Zum einen sollen Wissen, Dienstleistungen und Werkzeuge aus dem Gebiet der Logistik zur Verfügung gestellt werden, zum anderen soll die IPL ebenso Unternehmenskooperationen erleichtern. Die Besonderheiten stellen die einheitliche Terminologie und die strukturierten Zugangspfade dar. Des weiteren untersucht unser Fachgebiet die Möglichkeit der unterstützenden Wirkung der IPL hinsichtlich Ersatzteillogistikprozessen.