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Abstract:

Maintenance is an important factor for the effectiveness of production processes. With the help of new information and communication technologies, the maintenance processes are supported and optimized. Cyber-physical systems link physical objects with information equipment. Objects such as machines, parts or tools carry sensors, control and communication devices to enhance their capabilities. In that way, they become smart and act as active participants in intelligent information networks. Furthermore, they communicate directly with humans. Thus, social factors (e.g. usability of devices, competencies or responsibilities of users) have to be involved in the design of information flows. However, different information systems are used in a factory. The data flows of different areas such as production planning and scheduling, staff planning, material management and machine monitoring often run in parallel and the maintenance is often just involved marginally in the digital systems. For that reason, a resource cockpit will be developed in the research project “Socio – Cyber-Physical Systems” (S-CPS). The cockpit will bundle and provide relevant data and information about products and production resources for maintenance processes, especially under consideration of social impacts. In the paper, the potentials of socio-cyber-physical systems for maintenance and objectives and activities of the research project are presented.

Abstract:

Durch aktuelle Entwicklungen wie Industrie 4.0, Smart Factories und Cyber-Physischen Systemen wird die Produktion tiefgreifend verändert, woraus weitreichende Potenziale aber auch komplexe Herausforderungen für die Fabrikplanung und den Fabrikbetrieb entstehen. Dies betrifft auch die Instandhaltung, welche einen notwendigen Faktor für den wirtschaftlichen Betrieb von Produktionssystemen darstellt. Durch den Einsatz von Sozio-Cyber-Physischen Systemen sollen Instandhaltungsprozesse optimiert werden, indem die verschiedenen menschlichen und technischen Akteure in intelligenten, kollaborativen Netzwerken zusammengeführt werden. Im Beitrag werden hierfür Ansätze zur Prozessmodellierung und -optimierung vorgestellt, um damit die Beschreibungsgrundlage zur Gestaltung von Instandhaltungsprozessen mit Sozio-Cyber-Physischen Systemen zu schaffen

Abstract:

Die Instandhaltung ist ein entscheidender Faktor für die Effizienz und Effektivität von Produktionsprozessen. Mit Hilfe neuartiger Informations- und Kommunikationstechnologien werden Instandhaltungsprozesse unterstützt und verbessert. Im Zuge der Industrie 4.0 bieten Cyber-Physische Systeme vielfältige Potenziale für die Instandhaltung. Cyber-Physische Systeme vereinen grundsätzlich reale Objekte wie Anlagen, Maschinen, Werkzeuge, Behälter oder Teile mit intelligenten Informationselementen. Dadurch werden die informationstechnischen Fähigkeiten dieser Objekte derart erweitert, dass sie aktiver Teilnehmer in intelligenten Netzwerken werden. In diesem Beitrag werden Lösungsansätze dargestellt, die die Herausforderungen und Chancen von Cyber-Physischen Systemen in der Instandhaltung aufzeigen.

Abstract:

Instandhaltung und Service spielen eine herausragende Rolle, wenn es darum geht, die Zuverlässigkeit von Produktionsprozessen und die Wirtschaftlichkeit von investitionsintensiven Produktionsanlagen zu sichern. Mit zunehmender Automation und intelligenter Vernetzung der Produktion wird die Bedeutung der Anlagenverfügbarkeit und damit der Instandhaltung weiter wachsen. Aktuell benötigen Instandhalter und Service-Techniker noch einen erheblichen Anteil ihrer Tätigkeitszeit für die Informationsbeschaffung und -aufbereitung. In vielen Fällen sind relevante Daten der betrieblichen Informationssysteme und der Maschinen für den Instandhalter nicht oder nur eingeschränkt verfügbar. Ressourcen-Cockpits sollen es künftig in Verbindung mit mobilen Endgeräten ermöglichen, dass Instandhalter und Service-Techniker alle relevanten Informationen am Ort ihrer Tätigkeit aufwandsarm, kontextsensitiv und interagierend erreichen können.

Abstract:

Vor dem Hintergrund von Industrie 4.0 und den technologischen Potenzialen von Cyber-Physischen Systemen entstehen neue Möglichkeiten zur Kooperation und Kommunikation zwischen Mensch und Maschine. Das in diesem Beitrag vorgestellte Projekt S-CPS entwickelt ein sogenanntes Ressourcen-Cockpit, das für die Instandhaltung und Fernwartung relevante Datenströme der Produkte und Produktionsressourcen zusammenführt und dem mobilen Mitarbeiter – zum Beispiel auf einem Tablet – zur Verfügung stellt. Das Ressourcen-Cockpit erstellt automatisiert und dynamisch eine Übersicht der anstehenden Aufgaben, notwendigen und freien Ressourcen, Maschinenzustände und Termine und ist an verschiede Nutzerrollen anpassbar (z. B. Instandhalter, Disponent, Entscheider). Ausgerichtet ist das Projekt auf die Domänen Automobilproduktion bzw. Automobilzuliefererindustrie  sowie auf die effiziente Instandhaltung von Windkraftanlagen.

Abstract:

Die zunehmende Digitalisierung der Produktion im Zuge der vierten industriellen Revolution ermöglicht neue Perspektiven für die Instandhaltung. Mit dem Ziel, instandhaltungsrelevante Daten auf einem mobilen Assistenzsystem zu visualisieren, soll die bisher eingeschränkte Mobilität der Instandhalter kompensiert und die Datenbeschaffung erleichtert werden. Grundlage hierfür bildet die Vernetzung von Informationssystemen und Cyber-Physischen-Systemen. Dieses Paper zeigt die in leitfadengestützten Interviews aufgenommenen Anforderungen späterer Anwender an das mobile Assistenzsystem.

Abstract:

Die zunehmende Digitalisierung der Produktion im Zuge der vierten industriellen Revolution ermöglicht neue Perspektiven für die Instandhaltung. Mit dem Ziel, instandhaltungsrelevante Daten auf einem mobilen Assistenzsystem zu visualisieren, soll die bisher eingeschränkte Mobilität der Instandhalter kompensiert und die Datenbeschaffung erleichtert werden. Der Einsatz Cyber-Physischer-Systeme eröffnet hier neue Wege für Kooperation und Kommunikation zwischen Mensch und Maschine. Ressourcen-Cockpits sollen es künftig in Verbindung mit mobilen Endgeräten ermöglichen, dass Instandhalter und Service-Techniker alle relevanten Informationen wie z.B. physische Zustandsdaten von Maschinen, prozessbezogenen Zustandsdaten, Planungsdaten, technische Dokumentationen der Maschine und Daten des Ersatzteilmanagements am Ort ihrer Tätigkeit aufwandsarm, kontextsensitiv und interagierend erreichen können. Mit Hilfe von Dokumentenanalysen, Expertenbefragungen und Prozessbeobachtungen bei verschiedenen Unternehmen konnten die Anforderungen an die Umsetzung eines mobilen Assistenzsystems für Instandhalter identifiziert und herausgearbeitet werden.

Intelligente Fehlerdiagnose in Industrie 4.0

Neue Möglichkeiten zur intelligenten Diagnose in der automatisierten Produktionslandschaft

Die zunehmende Komplexität moderner Produktionsanlagen stellt die technische Instandhaltung vor gesteigerte Herausforderungen. Beim Auftreten eines Fehlers ist es im ersten Schritt notwendig, dessen genaue Ursache zu diagnostizieren, noch bevor die eigentliche Reparatur beginnen kann. Als ein Befähiger von Industrie 4.0 bilden Cyber-Physical Systems die Grundlage für ein neuartiges Assistenzsystem, welches die Diagnostik hochentwickelter Produktionsanlagen effizienter gestaltet.

Abstract:

The internet of things does not only provide sensorial data to improve the management and control of complex operational networks. It also creates new business opportunities on the basis of value streams that have previously not been accessible. These value streams rely on combinations of human action, technical operation and other resources and can therefore best be described as service systems. Maintenance activities appear to be a particularly promising field of research in this context. Increased sensorial input about the performance of machines and the environmental conditions under which it takes place allows us to identify new weaknesses, predict failures in advance and optimize procedures for parts exchange and repair. This creates a huge savings potential for manufacturing and other industrial operations, which, however, can only be realized if companies rearrange their maintenance procedures and define new roles for the actors in their value creation processes. Our paper presents a comparative study of four different cases in which companies intend to improve their maintenance procedures using the internet of things. This includes car production, the operation of wind energy parks, plant engineering and automotive parts supply. We consider maintenance as a service system that involves different actors with different contributions. For each of the four cases, we describe the specific roles and responsibilities of these actors and their interplay with one another in order to highlight the variety of different possibilities to configure the service system. Our findings indicate that, despite all differences, there is a general need to revise the conception of the competencies and abilities of the people involved in the system in order to create new value streams. Therefore we advocate a user-centered design approach to service systems design in the context of the internet of things and draft a suitable procedure for the cases in question.

Abstract:

Information technology has had a distinct influence on societies, their organizations and industries as well as the lives of their members. Nowadays, a further advancement brings inestimable potential based on IT infrastructure: The internet of things. Based on sensors, actuators and data analyzing solutions, cyber-physical systems build the infrastructure for new processes as well as service systems. In the field of manufacturing the main focus is set on the continuous advancement of automation and fostering further efficiency in the machine based production processes. In addition to this it must be emphasized, how relevant convenient user integration is: Technological progress only reveals its ultimate potential if the users which interact with the system are integrated according to their needs.

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