Produktion und Dienstleistung – Industrie 4.0

An die Produktion der Zukunft werden hohe Anforderungen gestellt: Sie muss intelligent, wandelbar, effizient und nachhaltig sein. »Industrie 4.0« steht für die intelligente Vernetzung von Produktentwicklung, Produktion, Logistik und Kunden. Die vierte industrielle Revolution wird den Wirtschaftsstandort Deutschland verändern.

Produktion und Dienstleistung

Was bedeutet Industrie 4.0?

Laut Arbeitskreis Industrie 4.0 versteht man darunter »eine Vernetzung von autonomen, sich situativ selbst steuernden, sich selbst konfigurierenden, wissensbasierten, sensorgestützten und räumlich verteilten Produktionsressourcen (Produktionsmaschinen, Roboter, Förder- und Lagersysteme, Betriebsmittel) inklusive deren Planungs- und Steuerungssysteme« (Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0).

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Referenzprojekte - Industrie 4.0

Das Fraunhofer IESE macht Industrie 4.0 mit vernetzten Digitalen Zwillingen einfach

© Fraunhofer IESE

Flexibilisierung der Produktionsprozesse und wirtschaftliche Fertigung bis hin zur Losgröße 1 – das sind die zentralen Herausforderungen der Industrie 4.0. Wie aber können Unternehmen, einschließlich KMUs, den Wandel zu Industrie 4.0 schaffen? Dieser setzt eine Software voraus, die wandelbare Abläufe in einem Fertigungsprozess unterstützt. Außerdem muss sie die Integration heterogener Maschinen von unterschiedlichen Herstellern zu einem Gesamtsystem beherrschen. Unter dem Motto „Mit Digitalen Zwillingen vernetzte Produktion einfach machen!“ zeigen das Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE und NetApp auf der Hannover Messe 2019 mit ihrer gemeinsamen Modellfabrik, wie die Open-Source Middleware BaSys 4.0 durch den Einsatz Digitaler Zwillinge diese Forderungen erfüllen kann.

Vernetzte Produktion für die Industrie 4.0 – über Ländergrenzen hinweg

Am Anwendungsfall der Zahnradherstellung erforschen Fraunhofer-Mitarbeiter in einem internationalen Netzwerk mit Experten aus Schweden Industrie-4.0-Lösungen für die vernetzte, adaptive Produktion.
© Werkzeugmaschinenlabor der RWTH Aachen WZL, Peter Winandy

Am Anwendungsfall der Zahnradherstellung erforschen Fraunhofer-Mitarbeiter in einem internationalen Netzwerk mit Experten aus Schweden Industrie-4.0-Lösungen für die vernetzte, adaptive Produktion.

 

Industrie-Unternehmen arbeiten immer öfter an verschiedenen Standorten. Fraunhofer-Forschende zeigen gemeinsam mit schwedischen Experten, wie sich eine vernetzte Produktion für die Industrie 4.0 sogar über Ländergrenzen hinweg realisieren lässt. Eine besondere Rolle spielt dabei der schnelle 5G-Mobilfunkstandard.

 

 

 

 

Fraunhofer- Leitprojekt »E³-Produktion« – effizient, emissionsneutral und ergonomisch

E3-Produktion, effizient, emissionsneutral, Einbindung des menschen

Der Fraunhofer-Verbund Produktion fasst neue Herausforderungen für die Forschung unter dem Begriff »E3-Produktion« zusammen. So arbeiten die Wissenschafler daran, die Produktion energie- und ressourceneffizienter zu gestalten, emissionsneutrale Fabriken zu konzipieren und den Menschen in die Produktion einzubinden.

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Industrielle Produktion »neu« denken in der E³-Forschungsfabrik

© Fraunhofer IWU

In der »gläsernen Leitzentrale« der E3-Forschungsfabrik fließen die Daten über alle benötigten Ressourcen, wie bspw. Druckluft, Wasser, elektrische Energie sowie Maschinen- und Prozessdaten auf Fabrikebene zusammen.

E³-Produktion heißt: über eine ganzheitliche Betrachtung der Ebenen Prozess, Prozesskette, Fabrik und Fabrikumfeld Synergieeffekte untersuchen und die Lösungen umsetzen. Das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU möchte gemeinsam mit Industriepartnern innovative Technologien und Pilotanwendungen in der E³-Forschungsfabrik praxisnah entwickeln und erproben.

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Cyber-Physische Äquivalenz – Intelligente Produktionssteuerung

Cyberphysische Äquivalenz
© Fraunhofer IGD

Cyberphysische Äquivalenz

Die digitalisierte Produktion bestimmt in der Industrie 4.0 das Bild einer Fabrikhalle der Zukunft. Der Wunsch, höhere Produktvielfalt und individualisierte Produkte rentabel herzustellen, rückt in erreichbare Nähe. Für die Unternehmer gilt es, auf Marktanforderungen schnell zu reagieren, wenn sie im internationalen Wettbewerb mithalten wollen. Die Technologie, die sich hinter dem Begriff  »Cyber-Physische Äquivalenz« verbirgt, kann dabei eine Schlüsselrolle spielen. Das Funktionsprinzip: Alle Arbeitsschritte im gesamten Produktionsablauf werden zunächst als digitales Modell erstellt und dann in die Realität übertragen. Alles, was in der Fabrik passiert, wird ebenso digital erfasst und wieder in die virtuelle Welt zurückgespiegelt. Das ermöglicht flexible Produktionsprozesse, Einzelstücke und Kleinserien im industriellen Maßstab.

Fraunhofer-Verbund Produktion

Produktionsorientierte Forschung und Entwicklung aus einer Hand, um Kunden in Industrie, Handel und Dienstleistung durch die Bündelung der vielfältigen Kompetenzen und Erfahrungen der einzelnen Institute umfangreiche, ganzheitliche Problemlösungen anbieten zu können.

Industrial Data Space – Souveränität über Daten

Die Initiative zum Industrial Data Space zielt vor diesem Hintergrund darauf ab, einen sicheren Datenraum zu schaffen, der Unternehmen verschiedener Branchen und aller Größen die souveräne Bewirtschaftung ihrer Datengüter ermöglicht.

Plattform Industrie 4.0

Die Plattform Industrie 4.0 unter Leitung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) und des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gestaltet den digitalen Strukturwandel, zusammen mit Spitzenvertretern aus Wirtschaft, Gewerkschaft und Wissenschaft.

Produktionsarbeit der Zukunft - Industrie 4.0

Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft
und Organisation IAO, Stuttgart

Anwendungs-Zentrum Industrie 4.0

Stuttgarter Fraunhofer- und Universitäts-Institute sind Partner der »Allianz Industrie 4.0 BW«

Mit seinen Fraunhofer- und Universitäts-Instituten ist Stuttgart der europaweit stärkste Forschungsstandort für Produktionstechnik und für angewandte Arbeitswissenschaften. Durch ihre Forschung tragen die Wissenschaftler mit stetigen Innovationen dazu bei, dass bereits heute ein großer Teil der Wertschöpfung und jeder dritte Arbeitsplatz in der Region aus diesem Bereich kommt.