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Production Level 4 | Demonstrator

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Produktkonfigurator

Auf dieser Oberfläche konfiguriert ein Kunde sein Wunschprodukt.

Lager & Zusammenbau

Im Handhabungsmodul werden die Bauteile montiert.

Qualitätskontrolle 1

Ein Foto wird erstellt und im Datenbetankungsmodul auf dem USB-Stick gespeichert.

Datenbetankung

Die Daten werden auf den USB-Stick kopiert.

Qualitätskontrolle 2

Mittels Foto wird der produzierte USB-Stick mit der Bestellung verglichen.

Infrastrukturknoten

Versorgung der Anlage mit Energie und Netzwerkverbindung.

Production Level 4

Unsere Vision der Produktion der Zukunft

Technologien

Im Demonstrator kommen einige neue Technologien zum Einsatz.

Use Cases

Einige praktische Beispielanwendungen

Demonstratorpartner

Die Demonstratorpartner 2021

Forschungsprojekte

Forschungsprojekte, die auf unsere Arbeit am Demonstrator einzahlen.

Vereinsmitglieder

Unsere Vereinsmitglieder

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Produktkonfigurator

Zur Konfiguration des USB-Sticks in Noppensteinform stehen verschiedene Farben und Formen zur Verfügung. Außerdem kann der Kunde auswählen, welche Dateien auf dem USB-Stick gespeichert werden sollen.
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Lager & Zusammenbau

Im Handhabungsmodul greift sich der Greifer die vom Kunden ausgewählten Noppensteine und fügt sie zum Produkt zusammen. Dieses wird dann auf den Werkstoffträger gelegt, um zum nächsten Bearbeitungsschritt gebracht zu werden.
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Qualitätskontrolle 1

Das Qualitätsmodul 1 wurde von der Firma Harting gebaut. Eine Kamera fotografiert den zusammengebauten USB-Stick. Das Foto wird an das Datenbetankungsmodul geschickt und dort auf dem USB-Stick gespeichert.
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Datenbetankung

Auf den USB-Stick werden die Daten gespeichert, die bestellt wurden.
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Qualitätskontrolle 2

Unter Benutzung von KI-Methoden wird der vom Besteller konfigurierte USB-Stick in Noppensteinform mit dem hergestellten verglichen. Nur bei 100% Übereinstimmung wird er ausgeliefert. Andernfalls gibt es eine Fehlermeldung.
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Infrastrukturknoten

Der Infrastrukturknoten versorgt die Anlage mit Strom. Über ihn ist sie außerdem an ein Datennetzwerk angebunden. Der SmaEC dient als Idee für einen neuen Steckverbinder und wurde von Harting, TE Connectivity und Weidmüller entwickelt.
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Production Level 4

Production Level 4 (PL4) beschreibt die Vision für die Produktion der Zukunft der SmartFactory Kaiserslautern. PL4 ist ein Update von Industrie 4.0 unter Berücksichtigung von KI-Methoden, Erfahrungen aus dem Demonstratorbau und einer Neudefinition der Rolle des Menschen in der Produktion.
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Technologien

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GAIA-X ist eine europäische Datenplattform, die zum sicheren Austausch von Daten zwischen Unternehmen und Maschinen dient. GAIA-X ist die Voraussetzung für die Vision Production Level 4. Wir haben uns in mehreren Sendungen mit dem Thema beschäftigt.
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Künstliche Intelligenz (KI) ist ein Oberbegriff für verschiedene mathematische und statistische Methoden. KI hat Fähigkeiten, die den menschlichen überlegen sind. Aber sie erreicht nicht die Möglichkeiten, Kreativität und Flexibilität des menschlichen Geistes. Deswegen sehen wir KI als erweiterte Intelligenz des Menschen.
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OPC UA gilt als eine Art Weltsprache der Produktion zur Vernetzung von Maschinen. In einer Sendung widmen sich drei Experten diesem Thema.
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Flexibilität in der Produktion ist eines der zentralen Merkmale von Production Level 4. Um neue Produktionsvarianten zu ermöglichen, sollen Anlagen einfach und schnell umgerüstet werden können. Das funktioniert, wenn sich neue Maschinen einfach in eine Produktionsstruktur integrieren lassen: „Plug & Produce“. Doch wie lässt sich der flexible Umbau zugleich auch sicher gestalten? Die Lösung ist ein modulares Safety-Konzept, welches seit 2018 im Partnerkonsortium aus Forschung und Industrie in der SmartFactory-KL entsteht und stetig erweitert wird. Die Sendung widmet sich diesem Thema.



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Die eigens für den Modultausch entwickelte HMI (Mensch-Maschine-Schnittstelle) führt den Werker Schritt für Schritt durch den Plug&Produce-Prozess. Dies gewährleistet schnelles und sicheres Vorgehen ohne Vorkenntnisse.
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Mit dem Produktkonfigurator lässt sich der Noppenstein-USB-Stick einfach konfigurieren. Die Kommunikationsschnittstelle basiert auf Technologien wie REST und MQTT. Sie sorgt für die sichere Synchronisation von Auftrags- und Rückmeldedaten aus dem bzw. an das ERP-System von proALPHA. So wird die Losgröße 1-Produktion eines kundenindividuellen Noppensteins ermöglicht.
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Der Steckverbinder ist ein Prototyp, der zum industriellen Standard werden könnte. Daran haben die Unternehmen Harting, Weidmüller und TE Connectivity zusammengearbeitet. Im Film sprechen Experten der Unternehmen über die technischen Herausforderungen.
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Use Cases

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Anhand eines Beispielproduktes wird die Produktion der Zukunft gezeigt.
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Das einfache Austauschen eines Moduls ermöglicht eine flexible Produktion.
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Anhand eines einfachen Beispiels zeigen wir, wie GAIA-X in Zukunft praktisch genutzt werden könnte. Worum es bei
GAIA-X geht, zeigen Ihnen mehrere Sendungen.
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Demonstratorpartner

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Seit 6. Juli 2017 ist B&R eine Geschäftseinheit von ABB. B&R stellt den Kunden perfekte Gesamtlösungen in der Maschinen- und Fabrikautomatisierung, Antriebs- und Steuerungstechnik, Visualisie
rung und integrierten Sicherheitstechnik bereit. Lösungen für die Kommunikation im Industrial IoT – allen voran OPC UA, POWERLINK und der offene Standard openSAFETY – runden das Leistungsportfolio von B&R ab.


Zukünftig wird das Transportsystem Acopostrac die Module verbinden. Intensive Mitarbeit bei dem Thema OPC-UA over TSN und Modular Safety mit TÜV SÜD und PILZ (siehe Punkt 1.8.4). Aktiv in den AG 1 (Cyber-physische Produktionsmodule) & AG 2 (Connect & Control). Konzeptionelle Mitarbeit an diversen EDGE - und Edge-Cloud Themen (GAIA-X) , zusammen mit IBM, German Edge Cloud, Bosch Rexroth, Siemens, Perinet, DFKI, TÜV, SÜD, Pfalzkom, Telekom, Huawei, und Weidmüller.
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Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) GmbH mit Sitz in Kaiserslautern, Saarbrücken, Bremen und einem Projektbüro in Berlin ist auf dem Gebiet innovativer Softwaretechnologien die führende wirtschaftsnahe Forschungseinrichtung in Deutschland.
In der internationalen Wissenschaftswelt zählt das DFKI zu den weltweit wichtigsten „Centers of Excellence“, dem es gelingt, Spitzenforschung rasch in praxisrelevante Anwendungslösungen umzusetzen.1988 von namhaften deutschen Unternehmen der Informationstechnik und zwei Forschungseinrichtungen als gemeinnützige GmbH gegründet, hat sich die DFKI GmbH inzwischen durch ihre proaktive und bedarfsorientierte Projektarbeit national und international den Ruf eines kompetenten und zuverlässigen Partners für Innovationen in der Wirtschaft erworben. 

An verschiedenen DFKI Forschungsprojekten arbeiten Kolleginnen und Kollegen der SmartFactory und der TU Kaiserslautern zusammen, die sowohl den Demonstrator, als auch die Vision Production Level 4 weiterentwickeln. Siehe dazu auch Kapitel Forschungsprojekte (1.11) => EDGE
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Empolis bündelt Technologien der künstlichen Intelligenz für CRM- und Service Management in Cloudlösungen. Diese ermöglichen eine völlig neue Servicequalität, Kundenansprache und digitale „As a Service“- und Plattform-Geschäftsmodelle – vom Signal bis zur Aktion. Mit der Knowledge-Graph-Technologie bietet Empolis zudem das ideale Werkzeug für die industrielle Wissensrepräsentation, um den digitalen Zwilling einer Maschine mit allen Komponenten, Funktionen, Symptomen und Ursachen abzubilden.

Entwicklung der Werkerassistenz beim Modultausch / Plug & Produce (1.9.2) unter Benutzung diverser KI-Methoden. Enge Zusammenarbeit mit TÜV SÜD bei diesem Use-Case, sowie der PILZ GmbH. Mitarbeit in der AG 2 (Connect & Control) und der AG 3 (Kognivtive Fabrik).
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EPLAN bietet Software und Service rund um das Engineering in den Bereichen Elektrotechnik, Automatisierung und Mechatronik. Das Unternehmen entwickelt eine der weltweit führenden Softwarelösungen für den Maschinen-, Anlagen- und Schaltschrankbau. Standardisierte und individuelle ERP- und PLM/PDM-Schnittstellen sichern durchgängige Daten entlang der gesamten Wertschöpfungskette. EPLAN wurde 1984 gegründet und ist Teil der Friedhelm Loh Group.


Der neue Demonstrator der SmartFactory-KL wird zu 100 % mit EPLAN geplant. Hierfür kommt die EPLAN Plattform zum Einsatz mit ihren Produkten EPLAN Electric P8 (ECAD), EPLAN Fluid (Fluid-Engineering), EPLAN Pro Panel (Steuerungs- und Schaltanlagenbau). Die gesamte Anlage wird mit Eplan projektiert und nach Fertigstellung über Eplan eVIEW in der Cloud abgelegt. Projektdaten lassen sich so teilen und auch Cloud-to-Cloud Verbindungen sind über eVIEW realisierbar.
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„German Edge Cloud (GEC) ist auf innovative Edge- und Cloud-Lösungen spezialisiert. Die Lösungen der GEC machen Daten in vernetzten Umgebungen schnell, einfach und sicher verfügbar, unterstützen die Prozessoptimierung etwa in der produzierenden Industrie über Data Analytics und garantieren dem Kunden die volle Datensouveränität in der Anbindung an die Public oder Private Cloud. GEC ist Entwickler und Service-Integrator für schlüsselfertige Lösungen und bietet sowohl eigene als auch branchenspezifische Systeme.
Das Unternehmen gehört zur Friedhelm Loh Group und setzt seine Lösungen bereits im Industrie 4.0-Werk des Schwesterunternehmens Rittal in Haiger ein. Im Verbund mit Industrie- und Forschungspartnern entstehen somit einfach und schnell einsetzbare Lösungen, mit denen Unternehmen unterschiedlicher Branchen die Digitalisierungs­herausforderungen effektiver lösen und digitale Wertschöpfung erzielen können.“

www.gec.io/


Aktuell ist eine "Oncite Industrial - powered by IBM" in der SmartFactory-KL aufgestellt, auf der verschiedene Industrieapplikationen laufen. Z.B. ist darauf für die Kybernetis-Plattform ein Red Hat Open Shift und für die IIoT-Plattform ein PSB (Plant Service Bus) von IBM verbaut.Konzeptionelle Mitarbeit an diversen EDGE - und Edge-Cloud Themen (GAIA-X) , zusammen mit IBM, B&R, Bosch Rexroth, Siemens, Perinet, DFKI, TÜV, SÜD, Pfalzkom, Telekom, Huawei, und Weidmüller. Aktiv in den AG 1 (Cyber-physische Produktionsmodule) & AG 2 (Connect & Control).


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HARTING bietet hybride Lösungen von der Cloud bis zum Sensor und zurück. Mit seinen Digital Solutions schafft das Unternehmen die Verbindung von klassischer Connectivity und softwarebasierten Lösungen und Services. Darüber hinaus stellt das Unternehmen Hard- und Software für Kunden und Anwendungen u. a. in der Automatisierungstechnik, im Maschinen- und Anlagenbau, in der Robotik und im Bereich Transportation her.


HARTING zeichnet für ein Modul (Qualitätsmodul 1) verantwortlich, mit dem Lösungen des Edge Computings demonstriert werden. Die verwendete Connectivity sorgt als vereinheitlichte Schnittstelle für die Infrastruktur von Versorgung- und Kommunikation. Intelligente Steckverbinder sind mit Zusatzfunktionen ausgestattet, die zum Sicherheitskonzept der Anlage beitragen. Mitarbeit bei der Entwicklung des neuen Steckverbinderprototypen (SmEC) zusammen mit TE Connectivity und Weidmüller. Aktiv in den AG 1 (Cyber-physische Produktionsmodule) & AG 2 (Connect & Control).
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Belden Inc., ein weltweit führender Anbieter von hochwertigen Signalübertragungslösungen, bietet ein umfassendes Produktportfolio, das auf die Anforderungen unternehmenskritischer Netzwerkinfrastrukturen in den Branchen Industrie- und Gebäudeautomation zugeschnitten ist. Mit innovativen Lösungen für die zuverlässige und sichere Übertragung stetig wachsender Datenmengen für Audio- und Videoinformationen, die für moderne Anwendungen benötigt werden, übernimmt Belden eine Schlüsselrolle bei der globalen Veränderung hin zu einer vernetzten Welt. Das Unternehmen mit Hauptsitz in St. Louis, USA, wurde 1902 gegründet und betreibt Fertigungsstätten in Nord- und Südamerika, Europa und Asien.

Über Hirschmann, eine Marke von Belden:
Als Spezialist für industrielle Kommunikationstechnologie entwickelt Hirschmann innovative Lösungen, die sich an den Anforderungen der Kunden hinsichtlich Leistung, Effizienz und Investitionssicherheit orientieren. Hirschmann bietet ein komplettes Ethernet-Produktprogramm für die Datenkommunikation in unternehmenskritischen Anwendungen. Hierzu zählen Layer 2- und Layer 3-Switches sowie Security- und WLAN-Systeme, die eine einheitliche, unternehmensweite Kommunikationsinfrastruktur ermöglichen. 

Die Kommunikation zwischen den EDGE-Devices kann in Echtzeit- oder Nicht-Echtzeit umgesetzt werden. In einem zukünftigen TSN-Projekt (evtl. zusammen mit B&R) ist eine aktive Mitarbeit avisiert. Aktuell aktiv in der AG 1 (Cyber-physische Produktionsmodule).

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HUAWEI ist ein weltweit führender Anbieter im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT). Mit integrierten Lösungen in den vier Kernbereichen — Telekommunikationsnetzwerke, IT, intelligente Geräte und Cloud-Services — sind wir bestrebt, jeder Person, jedem Zuhause und jedem Unternehmen eine digitale, vernetzte, intelligente Welt anzubieten.


Liefert spezielle KI-Chipsätze, um maschinennahe KI-Anwendungen wie kamerabasierte Qualitätskontrolle in Echtzeit zu ermöglichen. Die beitragende TSN-Technologie sichert die Datenübertragungsqualität zwischen Infrastruktur und Server. Konzeptionelle Mitarbeit an diversen EDGE - und Edge-Cloud Themen (GAIA-X) , zusammen mit IBM, German Edge Cloud, B&R, Bosch Rexroth, Siemens, Perinet, DFKI, TÜV, SÜD, Pfalzkom, Telekom und Weidmüller. Aktiv in den AG 1 (Cyber-physische Produktionsmodule) & AG 3 (Kognitive Fabrik).
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IBM unterstützt Unternehmen bei der Transformation auf dem Weg zu Industrie 4.0. Vertikale und horizontale Integration, datengestützte Optimierung von Fertigung, Wartung und Produkten sowie effizientere Prozesse in allen Unternehmensbereichen sind die Basis für den Erfolg unserer Kunden. IBM bietet Beratung, Konzeption und Realisierung sowie die notwendigen Lösungsmodule, wie Plattformen/Infrastrukturen, Analyse-, Cloud-, Security- und Edge-Technologien und kognitive – lernende – Systeme. Mit dem Bekenntnis zu Plattformunabhängigkeit, Daten-Souveränität und vertrauenswürdiger KI leistet IBM einen wesentlichen Beitrag für den kooperativen Ansatz der SmartFactory-KL, die Vision Production Level 4 bis 2025 real umzusetzen. 

IBM ist in verschiedene Themen involviert, so z.B. den Plant Service Bus PBS (Middleware ), KI Shopfloor-Integration und -Analytics, KI und IoT, produktivitätsbringender Lösungen, bis hin zu OT-IT Security und GaiaX-Integration. Dieses Jahr programmierte IBM ein Dashboard zur Visualisierung der Produktionsdaten im Kontext der Shared Produktion (GAIA-X). Außerdem konzeptionelle Mitarbeit an diversen EDGE - und Edge-Cloud Themen, zusammen mit German Edge Cloud, B&R, Bosch Rexroth, Siemens, Pfalzkom, Perinet, Telekom, Huawei, und Weidmüller. Aktiv in den AG 1 (Cyber-physische Produktionsmodule) & AG 3 (Kognitive Fabrik).


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Das Korea Institute of Science and Technology (KIST) Europe ist das staatliche F&E-Institut von Korea in Europa, das im Jahr 1996 in Saarbrücken gegründet wurde. KIST Europe verfügt über ein spezifisches Know-how in Bezug auf innovationsorientierte Forschung und Industry Support als offene F&E-Plattform zwischen Korea und Europa. Unsere Mitarbeiter betreiben vor Ort am europäischen Institutsstandort Forschung, um Wissenschaft und Technologie in den Bereichen Umwelt und Energie, integratives Bio-Nano-Engineering und Smart Convergence weltweit weiterzugeben. Ebenso bieten wir Informationen zu Technologien, Unterstützung beim Technologietransfer und bei Gemeinschaftsprojekten und vernetzen koreanische und europäische Partner miteinander zum Zwecke der wissenschaftlichen und technischen Zusammenarbeit zwischen Korea und der EU.
 

Beteiligt in verschiedenen Bereichen rund um Künstliche Intelligenz, Schwerpunkt Maschine Learning (Datenauswertung). Die Experten arbeiten in der AG 3 (Kognitive Fabrik) mit.

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Die MiniTec Smart Solutions GmbH ist ein Startup, das interaktive Assistenzsysteme für die manuelle Montage entwickelt. Dazu werden unterschiedliche Software- und Hardwarekomponenten umgesetzt, die miteinander, mit angeschlossenen Geräten und mit der Produktions-IT kommunizieren und kooperieren, um eine für den Kunden maßgeschneiderte Lösung kostengünstig herstellen zu können. Das Startup entstand Anfang 2017 aus einer lang-jährigen Zusammenarbeit mit der Technologie-Initiative SmartFactory-KL und der MiniTec GmbH & Co. KG. 

Für den Demonstrator erstellt die MiniTec Smart Solutions GmbH Benutzerschnittstellen zur Interaktion zwischen Demonstrationsanlage und Werker. Über Touchscreens lassen sich wichtige Betriebsparameter abfragen, die Ein- und Ausgliederung von Modulen in den Produktionsprozess steuern und Hilfestellungen für konkrete Arbeitsschritte geben. Die Gestaltung dieser Schnittstellen erfolgt über ein eigenes grafisches Editierwerkzeug, das schnelle und iterative Änderungen erlaubt.


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Perinet entwickelt innovative Komponenten der Elektronik, Elektromechanik und Software, um Sensorik und Aktorik mittels hybridem Single- Pair Ethernet nahtlos an IT-Systeme zu binden. Die direkte, vollverschlüsselte Kommunikation mit jedem Sensor und Aktor im Feld ermöglicht operativen Zugang zu relevanten Prozessdaten in einer Fülle von IoT-, IIoT- und Industrie 4.0-Anwendungsfällen. Unsere Komponenten sind in neuen und – durch Nachrüstung – in Bestandsanlagen implementierbar und ermöglichen eine schnelle, effiziente und ökonomische Digitalisierung. Ein modular aufgebauter, bedarfsgerechter Edge Computer vervollständigt unser Produktportfolio in der Vertikale. Zusätzlich beraten wir Kunden zu Digitalisierung und Sensor2Cloud. 

Konzeptionelle Mitarbeit an diversen EDGE - und Edge-Cloud Themen (GAIA-X), zusammen mit IBM, German Edge Cloud, B&R, Bosch Rexroth, Siemens, DFKI, TÜV, SÜD, Pfalzkom, Telekom, Huawei, und Weidmüller. Aktiv in den AG 1 (Cyber-physische Produktionsmodule) & AG 2 (Connect & Control).

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Digital – aber sicher! PFALZKOM GmbH ist der zuverlässige ITK-Partner im Herzen der Metropolregion Rhein-Neckar. Mit unseren rund 100 Mitarbeitern gestalten wir zukunftsweisende Themen wie Industrie 4.0, Internet of Things oder e-Health aktiv mit. Der Ausbau unserer Rechenzentren, Cloud- und Managed Services und das kontinuierliche Wachstum unseres Glasfaser-Backbones dokumentieren unseren Erfolgskurs. Die Sicherheit und Hochverfügbarkeit der Daten sowie die individuell zugeschnittenen Lösungen für Kunden stehen dabei an oberster Stelle. PFALZKOM GmbH ist nach ISO 9001 sowie ISO 27001 zertifiziert. Als Unternehmen der Pfalzwerke-Gruppe stehen wir seit 1998 für Stabilität, Sicherheit und Kundennähe. Wir geben Ihnen Sicherheit für Ihre digitale Zukunft! 

Konzeptionelle Mitarbeit an diversen EDGE - und Edge-Cloud Themen (GAIA-X), zusammen mit IBM, German Edge Cloud, B&R, Bosch Rexroth, Siemens, Perinet, DFKI, TÜV, SÜD, Telekom, Huawei, und Weidmüller. Aktiv in der AG 1 (Cyberphysische Produktionssysteme).
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Die Pilz Gruppe ist globaler Anbieter von Produkten, Systemen und Dienstleistungen für die Automatisierungstechnik. Mit 42 Tochtergesellschaften und Niederlassungen schafft das Familienunternehmen weltweit Sicherheit für Mensch, Maschine und Umwelt. Der Technologieführer bietet komplette Automatisierungslösungen, die Sensorik, Steuerungs- und Antriebstechnik umfassen – inklusive Systeme für die industrielle Kommunikation, Diagnose- und Visualisierung.

Sicherheitslösungen von Pilz schützen die physischen und digitalen Zugänge zur Maschine bzw. zum Prozess. Aus der Kombination von Komponenten für die Maschinensicherheit (Schutztürsystem, Nothalt) mit einem Betriebsartenwahl- und Zugangsberechtigungssystem plus einer Firewall-Lösung entsteht ein in sich stimmiges Zugangskonzept, das nicht nur die Maschinensicherheit, sondern auch die Industrial Security der Anlage berücksichtigt. Aktiv in den AG 1 (Cyber-physische Produktionsmodule) & AG 2 (Connect & Control).

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Seit rund drei Jahrzehnten ist proALPHA an 40 Standorten weltweit der digitale Sparringspartner der mittelständischen Wirtschaft. Bei mehr als 5.200 Kunden weltweit – aus der Fertigungsindustrie, dem Handel und weiteren Branchen – bildet die leistungsstarke ERP-Komplettlösung von proALPHA das digitale Rückgrat ihrer gesamten Wertschöpfungskette. Dabei sorgt proALPHA für die intelligente Vernetzung und effiziente Steuerung aller geschäftskritischen Systeme und Kernprozesse. In zunehmend härter umkämpften Märkten ist es darüber hinaus entscheidend, auch vor- und nachgelagerte Prozesse optimal zu integrieren. Deshalb unterstützen die verschiedenen Software-Lösungen der proALPHA Gruppe mit ihren 130 Partnern Kunden in exakt den Bereichen, die für ihr Business von zentraler Relevanz sind. Ob Datenanalyse und Künstliche Intelligenz, Beschaffung, Security, Qualitäts-, Produktions- oder Zeitmanagement – die Bestimmung der mehr als 1.400 Menschen bei proALPHA ist so einfach wie fokussiert: tagtäglich an einer digitalen Lösungsplattform zu arbeiten, die der mittelständischen Wirtschaft den notwendigen Wettbewerbsvorsprung im fortwährenden Transformationsprozess verschafft.

proALPHA stellt die Schnittstelle zwischen den betriebswirtschaftlichen Geschäftsprozessen und der Fertigungsebene dar: Mit dem integrierten Produktkonfigurator lässt sich der Noppenstein-USB-Stick einfach konfigurieren – sogar browserbasiert und inkl. interaktiver 3D-Vorschau. Die Kommunikationsschnittstelle, die auf Technologien wie REST und MQTT basiert, sorgt dabei für die sichere Synchronisation von Auftrags- und Rückmeldedaten aus dem bzw. an das ERP-System. Aktiv in der AG 2 (Connect & Control).
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Wirtschaftlich, präzise, sicher und energieeffizient: Antriebs- und Steuerungstechnik von Bosch Rexroth bewegt Maschinen und Anlagen jeder Größenordnung. Das Unternehmen bündelt die weltweiten Anwendungserfahrungen in den Marktsegmenten Mobile Anwendungen, Anlagenbau und Engineering sowie Fabrikautomation für die Entwicklung innovativer Komponenten, maßgeschneiderter Systemlösungen und Dienstleistungen. Bosch Rexroth bietet seinen Kunden Hydraulik, Elektrische Antriebe und Steuerungen, Getriebetechnik sowie Linear- und Montagetechnik aus einer Hand. Mit einer Präsenz in mehr als 80 Ländern erwirtschafteten die über 29.500 Mitarbeiter 2016 einen Umsatz von rund 5 Milliarden Euro.  

Zukünftige Implementierung der Automatisierungslösung Control X. Aktiv in den AG 1 (Cyber-physische Produktionsmodule) & AG 2 (Connect & Control). Konzeptionelle Mitarbeit an diversen EDGE - und Edge-Cloud Themen (GAIA-X) , zusammen mit IBM, German Edge Cloud, B&R, Siemens, Perinet, DFKI, TÜV, SÜD, Pfalzkom, Telekom, Huawei, und Weidmüller.






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Die Siemens AG (Berlin und München) ist ein führender internationaler Technologiekonzern, der seit mehr als 165 Jahren für technische Leistungsfähigkeit, Innovation, Qualität, Zuverlässigkeit und Internationalität steht. Das Unternehmen ist in mehr als 200 Ländern aktiv, und zwar schwerpunktmäßig auf den Gebieten Elektrifizierung, Automatisierung und Digitalisierung. Siemens ist weltweit einer der größten Hersteller energieeffizienter ressourcenschonender Technologien. Das Unternehmen ist einer der führenden Anbieter effizienter Energieerzeugungs- und Energieübertragungslösungen, Pionier bei Infrastrukturlösungen sowie bei Automatisierungs-, Antriebs- und Softwarelösungen für die Industrie. Darüber hinaus ist das Unternehmen ein führender Anbieter bildgebender medizinischer Geräte wie Computertomographen und Magnetresonanztomographen sowie in der Labordiagnostik und klinischer IT. 

Konzeptionelle Mitarbeit an diversen EDGE - und Edge-Cloud Themen (GAIA-X), zusammen mit IBM, German Edge Cloud, B&R, Bosch Rexroth, Perinet, DFKI, TÜV, SÜD, Pfalzkom, Telekom, Huawei, und Weidmüller. Beteiligung an den Forschungsprojekten smartMA-X und PHYSICS.


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Die Deutsche Telekom gehört mit rund 178 Millionen Mobilfunk-Kunden, 28 Millionen Festnetz- und 20 Millionen Breitband-Anschlüssen zu den führenden integrierten Telekommunikations-Unternehmen weltweit. Wir bieten Produkte und Dienstleistungen aus den Bereichen Festnetz/Breitband, Mobilfunk, Internet und Internet-TV für Privatkunden sowie Lösungen der Informations- und Kommunikationstechnik für Groß- und Geschäftskunden. Die Deutsche Telekom ist in mehr als 50 Ländern vertreten. Im Geschäftsjahr 2018 haben wir mit weltweit rund 216.000 Mitarbeitern einen Umsatz von 75,7 Milliarden Euro erwirtschaftet – rund 66 Prozent davon außerhalb Deutschlands. Damit wir auch weiterhin erfolgreich sein können, entwickeln wir uns schon heute von der klassischen Telefongesellschaft hin zu einer Servicegesellschaft ganz neuen Typs. Das Kerngeschäft, also der Be- und Vertrieb von Netzen und Anschlüssen, bleibt dabei die Basis. Aber zugleich engagieren wir uns offensiv in Geschäftsfeldern, in denen sich für uns neue Wachstumschancen eröffnen. 

Konzeptionelle Mitarbeit an diversen EDGE - und Edge-Cloud Themen (GAIA-X), zusammen mit IBM, Huawei, German Edge Cloud, B&R, Bosch Rexroth, Siemens, Pfalzkom, Perinet und Weidmüller. (DFKI, Tüv Süd)


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TE Connectivity ist ein weltweit führendes Technologieunternehmen. Mit 75.000 Mitarbeitern, darunter 7.000 Entwicklungsingenieuren, arbeiten wir mit Kunden aus fast 150 Ländern in allen führenden Industriebranchen zusammen. Unser Engagement für Innovation ermöglicht Fortschritte in verschiedenen Bereichen: Transport, industrielle Anwendungen, Medizintechnologie, Energietechnik, Datenkommunikation und für das Zuhause. TE bietet eine unübertroffene Bandbreite an Verbindungs- und Sensorlösungen, die sich unter extrem anspruchsvollen Bedingungen bewährt haben. So helfen wir, unsere Welt zuverlässiger, sauberer, intelligenter und vernetzter zu machen. Unsere Überzeugung ist auch unser Motto: EVERY CONNECTION COUNTS. 

Mitarbeit bei der Entwicklung des neuen Steckverbinderprototypen (SmEC) zusammen mit Weidmüller und Harting. Aktiv in den AG 1 (Cyber-physische Produktionsmodule) & AG 2 (Connect & Control).
 


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Über 100 zukunftsorientierte Studiengänge mit praxisnaher Ausbildung und einer modernen Infrastruktur – das sind die Rahmenbedingungen, die Studierende an der TU Kaiserslautern (TUK) in zwölf Fachbereichen mit vielen interdisziplinären Angeboten vorfinden. Forschungsstark und in ein exzellentes Netzwerk eingebettet hat sich die TUK seit ihrer Gründung im Jahre 1970 national und international eine beachtliche Reputation erworben. Mit derzeit rund 14.500 Studierenden hat die Campus-Universität eine überschaubare Größe, die ausgezeichnete Betreuungsrelationen und einen engen Kontakt zu den Professoren gewährleistet.

Am Lehrstuhl werden Programme getestet und 5G Aplikationen ausprobiert. An verschiedenen Forschungsprojekten arbeiten Kolleginnen und Kollegen aus DFKI, SmartFactory-KL und der TU Kaiserslautern zusammen, die sowohl den Demonstrator, als auch die Vision Production Level 4 weiterentwickeln. Siehe dazu auch Kapitel Forschungsprojekte (1.11)


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TÜV SÜD bündelt Beratungs-, Schulungs-, Prüf- und Zertifizierungsdienstleistungen rund um die Industrie 4.0. Mehr als 24.000 Mitarbeiter sorgen weltweit an über 1.000 Standorten in rund 50 Ländern für die Optimierung von Technik, Systemen und Know-how. Sie leisten einen wesentlichen Beitrag dazu, technische Innovationen wie Industrie 4.0, additive Fertigung, autonomes Fahren oder Erneuerbare Energien sicher und zuverlässig zu machen.

Entwicklung einer modularen Zertifizierungsmethodik, die eine interaktive und echtzeitfähige Maschinensicherheitsbewertung ermöglicht. Dabei stand die Gestaltung von Methoden und eines Regelwerks für die Entwicklung und Bewertung von Komponenten, Maschinenmodulen und Systemen im Fokus (Thema Modular Safety (siehe Technologie SmartSafety / Modular Safety 1.8.4) mit PILZ und Empolis. Aktiv in den AG 1 (Cyber-physische Produktionsmodule) & AG 2 (Connect & Control).
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Als erfahrene Experten unterstützen wir unsere Kunden und Partner auf der ganzen Welt mit Produkten, Lösungen und Services im industriellen Umfeld von Energie, Signalen und Daten. Wir sind in ihren Branchen und Märkten zu Hause und kennen die technologischen Herausforderungen von morgen. So entwickeln wir immer wieder innovative, nachhaltige und wertschöpfende Lösungen für ihre individuellen Anforderungen. Gemeinsam setzen wir Maßstäbe in der Industrial Connectivity. Die Unternehmensgruppe Weidmüller verfügt über Produktionsstätten, Vertriebsgesellschaften und Vertretungen in mehr als 80 Ländern.

Mitarbeit bei der Entwicklung des neuen Steckverbinderprototypen (SmEC) zusammen mit TE Connectivity und Harting. Beteiligung am Aufbau des Infrastrukturknotens. Aktiv in den AG 1 (Cyber-physische Produktionsmodule) & AG 2 (Connect & Control).


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Forschungsprojekte

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Wireless Autonomous, Reliable and Resilient Production Operation Architecture for Cognitive Manufacturing
(EU-Projekt: H2020)
Das Projekt AUTOWARE trägt dazu bei, kognitive autonome Produktionssysteme zu entwickeln und in die Praxis umzusetzen. Produktionstechnologien basierend auf Robotik, Smarten Maschinen und Cloud-Diensten wurden zur Nutzung im Industrie 4.0-Umfeld erweitert. Gleichzeitig wurden Strukturen für die Entwicklung von Geschäftsmodellen wie beispielsweise Services für die Automatisierung erprobt.
Relevanz für SmartFactory-KL und inhaltliche Arbeitsschwerpunkte:
• Technologieentwicklung für die herstellerunabhängigen Pilotanlage
• Entwicklung eines neuen digitalen Produktgedächtnisses
Beitrag zum Messedemonstrator:
Das Projekt lieferte die Grundlage für das digitale Produktgedächtnis, welches im neuen Messedemonstrator zum Einsatz kommt. Darüber hinaus konnten bereits erprobte Ansätze der Künstlichen Intelligenz eingesetzt werden. So funktionieren die optische Qualitätskontrolle wie auch weitere Algorithmen und Implementierungen KI-basiert.
Wireless Autonomous, Reliable and Resilient Production Operation Architecture for Cognitive Manufacturing (EU-Projekt: H2020):
Das Projekt AUTOWARE trägt dazu bei, kognitive autonome Produktionssysteme zu entwickeln und in die Praxis umzusetzen. Produktionstechnologien basierend auf Robotik, Smarten Maschinen und Cloud-Diensten wurden zur Nutzung im Industrie 4.0-Umfeld erweitert. Gleichzeitig wurden Strukturen für die Entwicklung von Geschäftsmodellen wie beispielsweise Services für die Automatisierung erprobt.
Relevanz für SmartFactory-KL und inhaltliche Arbeitsschwerpunkte:
• Technologieentwicklung für die herstellerunabhängigen Pilotanlage
• Entwicklung eines neuen digitalen Produktgedächtnisses
Beitrag zum Messedemonstrator:
Das Projekt lieferte die Grundlage für das digitale Produktgedächtnis, welches im neuen Messedemonstrator zum Einsatz kommt. Darüber hinaus konnten bereits erprobte Ansätze der Künstlichen Intelligenz eingesetzt werden. So funktionieren die optische Qualitätskontrolle wie auch weitere Algorithmen und Implementierungen KI-basiert.

Weiterführende Informationen: www.autoware-eu.org
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Basissystem Industrie 4.0
(Bundesministerium für Bildung und Forschung, 2016-2022)
Das Projekt BaSys 4.0 und das Folgeprojekt BaSys 4.2 erforscht mit dem Fraunhofer IESE und 18 Partnern aus Forschung und Industrie den Einsatz der BaSys Middleware und entwickelt die entsprechenden Komponenten im Kontext von Industrie 4.0 kontinuierlich weiter. Ein großer Fokus liegt hierbei auf der Wandlungsfähigkeit der Fertigung, die mitunter mittels modellbasierter fähigkeitsbezogener Beschreibungen von Produkt, Prozess und Ressource sowie Entscheidungen auf dezentraler Ebene, so genannten Führungskomponenten, erfolgen soll.
Relevanz für SmartFactory-KL und inhaltliche Arbeitsschwerpunkte:
• SmartFactory-KL als Testbed für modularen Produktion mit CPS sowie für entwickelte Architektur und Komponenten
• Weiterentwicklung dezentraler Komponenten mit skill-basierten OPC-UA-Interfaces
Beitrag zum Messedemonstrator:
Aus der Projektbeteiligung konnten in Demonstratoren der SmartFactory-KL bereits zwei Konzepte erfolgreich in die Praxis überführt werden. Das Führungskomponenten-Konzept aus BaSys wurde als Grundlage zur Entwicklung der skill-basierten OPC UA-Interfaces der neuen Module der SmartFactory-KL weiterentwickelt. Ebenfalls implementiert und validiert werden konnte der Themenbereich der Verwaltungsschale, insbesondere für den Safety-Use-Case in Verbindung mit dem Plug-und-Produce-Prozess. Hierbei werden bei entsprechender Validierung und Freigabe potenzieller Risiken neue Module zur Produktionslinie hinzugefügt.

Weiterführende Informationen: https://www.iese.fraunhofer.de/de/innovation_trends/industrie4_0/basys42.html
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Basissystem Industrie 4.0
(Bundesministerium für Bildung und Forschung, 2016-2022)
Das Projekt BaSys 4.0 und das Folgeprojekt BaSys 4.2 erforscht mit dem Fraunhofer IESE und 18 Partnern aus Forschung und Industrie den Einsatz der BaSys Middleware und entwickelt die entsprechenden Komponenten im Kontext von Industrie 4.0 kontinuierlich weiter. Ein großer Fokus liegt hierbei auf der Wandlungsfähigkeit der Fertigung, die mitunter mittels modellbasierter fähigkeitsbezogener Beschreibungen von Produkt, Prozess und Ressource sowie Entscheidungen auf dezentraler Ebene, so genannten Führungskomponenten, erfolgen soll.
Relevanz für SmartFactory-KL und inhaltliche Arbeitsschwerpunkte:
• SmartFactory-KL als Testbed für modularen Produktion mit CPS sowie für entwickelte Architektur und Komponenten
• Weiterentwicklung dezentraler Komponenten mit skill-basierten OPC-UA-Interfaces
Beitrag zum Messedemonstrator:
Aus der Projektbeteiligung konnten in Demonstratoren der SmartFactory-KL bereits zwei Konzepte erfolgreich in die Praxis überführt werden. Das Führungskomponenten-Konzept aus BaSys wurde als Grundlage zur Entwicklung der skill-basierten OPC UA-Interfaces der neuen Module der SmartFactory-KL weiterentwickelt. Ebenfalls implementiert und validiert werden konnte der Themenbereich der Verwaltungsschale, insbesondere für den Safety-Use-Case in Verbindung mit dem Plug-und-Produce-Prozess. Hierbei werden bei entsprechender Validierung und Freigabe potenzieller Risiken neue Module zur Produktionslinie hinzugefügt.

Weiterführende Informationen: https://www.iese.fraunhofer.de/de/innovation_trends/industrie4_0/basys42.html
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Factory Automation Edge Computing Operating System Reference Implementation
(EU-Projekt: EU – FoF-11-2016)
Bei dem Projekt FAR-EDGE geht es um die Implementierung einer Edge Computing-Architektur für Fabrikautomation, speziell um die Virtualisierung der Automatisierungspyramide. Das Projekt verfolgt die Ziele, eine hoch-skalierbare, flexible und rekonfigurierbare Lösung zu implementieren, ebenso wie ein Referenz-Betriebssystem für zukünftige Fabrikautomation mit offenen und sicheren Standards. Weiterhin soll die Lösung in Mass-Customization und Reshoring Use Cases validiert werden.
Relevanz für SmartFactory-KL und inhaltliche Arbeitsschwerpunkte:
• SmartFactory-KL dient als Testbed zur Produktion mit Cyber-Physischen Produktionssystemen und für den sicheren Einsatz der entwickelten Architektur und Komponenten
• Entwicklung einer Referenzarchitektur und eines Betriebssystems zur dezentralisierten Steuerung
• Entwicklung eines Edge Servers, das selbst ohne zentrale Server Entscheidungen zur Produktion treffen kann (z. B. Predictive Maintenance, Echtzeitkommunikation und Berechnung)
Beitrag zum Messedemonstrator:
Für den HM-Demonstrator sind Konzepte und Lösungen zur sicheren Datenübertragung zwischen Anlagenteilen in die Anlagenarchitektur eingeflossen. Beispielsweise basiert der sichere Bestellprozess von Produkten über das Internet auf Software-Komponenten aus FarEdge.

Weiterführende Informationen: www.faredge.eu
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HyProCell und PERFoRM
Development and validation of integrated multiprocess HYbrid PROduction CELLs for rapid individualized laser-based production
(EU-Projekt: H2020 – FoF13)
Production harmonized Reconfiguration of Flexible Robots and Machinery (EU-Projekt: H2020 – FoF11, Oktober 2015 bis September 2018)
Das Projekt HyProCell integrierte Arbeiten aus dem Vorgängerprojekt PERFoRM, in dem neue Strategien und Methoden zur Realisierung einer neuen Generation von flexiblen und smarten Produktionsnetzwerken entwickelt wurden. Beispielsweise wurden Informations- und Kommunikationstechnologien entwickelt, die zur Transformation von Bestandsanlagen zu flexiblen Plug & Produce-Produktionssystemen eingesetzt werden können. Im Projekt HyProCell wurden nun Fertigungsprozesse für die Integration hybrider Zellen erprobt. Ein industrieller Anwendungsfall realisiert LBAM-Maschinen (Laser Based Additive Manufacturing) in einer integrierten Multiprozess-Fertigungszelle, die additive und subtraktive Fertigungsschritte umfasst. Das Konzept für hybride Produktionszellen wurde als vorwettbewerblicher Demonstrator und in einer realen Produktions-Umgebung umgesetzt und anhand der Produktion metallischer Werkstücke validiert.
Relevanz für SmartFactory-KL und inhaltliche Arbeitsschwerpunkte:
• Definition der modularen Systemarchitektur für die zwei Pilotanlagen
• Prototypische Implementierung der Architekturelemente in der SmartFactory-KL
• Test und Validierung der Systemarchitektur
Beitrag zum Messedemonstrator:
Die entwickelten Systemarchitekturelemente wurden in den Entwurf des Messedemonstrators integriert. Beispielsweise basiert der Orchestrator des Messedemonstrators auf Erkenntnissen von HyproCell und auf Code-Segmenten zur Anbindung und Überwachung von Anlagenmodulen. Mit den Konzepten aus HyproCell wurde die Integrationsschicht des Messedemonstrators angepasst.

Weiterführende Informationen: www.hyprocell-project.eu
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Multiagentensysteme (MAS) übernehmen in zukünftigen Produktionsnetzwerken die Abstimmungen und Koordination zwischen den angebotenen Fähigkeiten (Skills) der beteiligten Maschinen und den Transportsystemen. Sie bilden den Kern der Vision Production Level 4.
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Ein digitaler Produktpass hilft zukünftig Materialen eindeutig zu identifizieren. Das erleichtert zukünftig die saubere Materialtrennung und Widerverwertung.
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GAIA-X ist als europäische Datenplattform die Voraussetzung für Production Level 4. Im Projekt smartMA-X erarbeiten wir technische Vorschläge, wie in Zukunft Maschien, Dienstleistungen oder Unternehmen Teil des GAIA-X Netzwerkes werden.
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