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bIoTope

Aufbau eines innovativen und offenen IoT-Ökosystems für vernetzte intelligente Objekte
 
Sie haben Verkehr und Feinstaubbelastung im Blick, steuern Ampeln, Schneeräumdienste und Stromversorgung. Sie sorgen für sicherere Schulwege und optimierte Abfallentsorgung, und informieren über verfügbare Parkplätze oder E-Auto-Ladestationen. In der Stadt von morgen müssen IT-Systeme, die uns schon heute unser Leben erleichtern, zusammenarbeiten. Ein europäisches Projekt mit 22 Partnern aus 10 Ländern soll hierfür die Grundlagen schaffen. Mit dabei ist das BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik an der Universität Bremen.
 
Building an IoT open innovation ecosystem for connected smart objects (bIoTope) heißt das Verbundprojekt. Es will ein offenes Internet-of-Things (IoT)-Ökosystem aufbauen, um intelligente Objekte universell einbinden zu können und die unzähligen noch isoliert voneinander arbeitenden Netze und Systeme miteinander zu verbinden. Die Vision der bloTope-Beteiligten lautet: Das Leben in der Stadt von morgen soll grüner, sicherer und einfacher werden. Das ist auch ein erklärtes europäisches Ziel, und so fördert die Europäische Kommission dieses Vorhaben im Rahmen ihres Programms Horizont 2020.
 
Zur nachhaltigen Entwicklung von IoT-Projekten wie bIoTope hat das BIBA in Kooperation unter anderem mit der Universität Bremen und seinem strategischen Partner Holonix das iotfablab, ein Fabrikationslabor für IoT-Komponenten gegründet. Es soll IoT-Projekte unterstützen sowie auch kleinen und mittleren Unternehmen den Zugang zu neuen Technologien erleichtern. Über diese Vernetzung hinaus unterstützt die weltweit agierende Standardisierungsgesellschaft „The Open Group“, in der das BIBA parallel aktiv ist, das EU-Verbundprojekt. Denn es sieht die globale Standardisierung als einen wesentlichen Grundstein für die Nutzung des IoT und zur Realisierung von Visionen wie der von bloTope an.
 
Projektleiter LogDynamics: Prof. Dr.-Ing. Klaus-Dieter Thoben, Prof. Dr.-Ing. Michael Freitag

» www.biotope.cs.hut.fi
 

Prof. Dr. Rolf Drechsler am neuen DFG-Sonderforschungsbereich „Farbige Zustände“ beteiligt

 
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat den Sonderforschungsbereich (SFB) „Von farbigen Zuständen zu evolutionären Konstruktionsmaterialien“ unter der Leitung des Verfahrenstechnikers Professor Lutz Mädler (Fachbereich Produktionstechnik) mit knapp 10 Millionen Euro bewilligt.
 
Der SFB beabsichtigt, eine neuartige Methode der Werkstoffentwicklung zu erarbeiten. Dazu sollen Ansätze aus der biomedizinischen und chemischen Forschung auf die Entwicklung von metallischen Konstruktionswerkstoffen übertragen werden. Anstatt die herkömmlichen, aufwendigen Untersuchungen zur Ermittlung mikrostruktureller und mechanischer Werkstoffeigenschaften zu nutzen, arbeitet der SFB auf ein neuartiges Hochdurchsatzverfahren für die Konstruktionswerkstoffe hin. Das Forschungsteam ist interdisziplinär aufgestellt und vereint die Fachrichtungen Verfahrenstechnik, Fertigungstechnik, Werkstofftechnik, Informatik, Mathematik sowie Planung und Logistik. Die Arbeitsgruppe Rechnerarchitektur (AGRA) der Universität Bremen unter der Leitung von LogDynamics-Mitglied Professor Drechsler, ist in dem Vorhaben innerhalb zweier Teilprojekte für die „Prädiktorfunktion“ und die „heuristische, statistische und analytische Versuchsplanung“ zuständig.
 
Projektleiter LogDynamics: Prof. Dr. Rolf Drechsler
 
» www.uni-bremen.de/farbige-zustaende
 

DETHIS

Virtuelles Design Thinking für industrienahe Dienstleistungen
 
In den kommenden drei Jahren arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Bremen gemeinsam mit sechs weiteren Partnerinnen und Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft im Forschungsprojekt „DETHIS – Design Thinking for Industrial Services“. Ziel des Verbundprojekts ist es, die Innovationsfähigkeit von kleinen und mittleren Unternehmen zu steigern. Im Blickfeld sind hierbei insbesondere Unternehmen, die Dienstleistungen im Industriesektor anbieten. Im Projekt werden ein speziell auf die Innovation von industrienahen Dienstleistungen angepasstes Design-Thinking-Vorgehen und eine unterstützende elektronische Plattform entwickelt, getestet und evaluiert. Das Team der Universität Bremen, unter der Leitung von Professor Jens Pöppelbuß, erforscht im Rahmen des Projektes, wie Dienstleistungsinnovationsprozesse in der Praxis durch die schrittweise Einführung und Erprobung von Methoden aus dem angepassten Design-Thinking-Methodenbaukasten sowie durch die Nutzung der DETHIS-Plattform verbessert werden können.
 
Neben der Universität Bremen sind am Projekt die Technische Universität Braunschweig, die Jacobs University Bremen gGmbH (Verbundkoordination), die Universität Duisburg-Essen sowie die Unternehmen HPKJ Hydraulik-Pneumatik-Kontor Jade GmbH, Kothes! Technische Kommunikation GmbH & Co. KG und die Virtimo AG beteiligt. Das Projekt wird mit ca. 1,5 Millionen Euro durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Projektträger ist das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).
 
Projektleiter LogDynamics: Prof. Dr. Jens Pöppelbuß

» www.dethis.de
 

CyProS - Cyber-Physische Produktionssysteme

Produktivitäts- und Flexibilitätssteigerung durch die Vernetzung intelligenter Systeme in der Fabrik
 
Individualisierte Produkte und kürzer werdende Innovationszyklen stellen produzierende Unternehmen vor große Herausforderungen. Hierdurch muss insbesondere die Reaktionsfähigkeit auf sich verändernde Marktbedingungen ausgebaut werden, um auch zukünftig im weltweiten Wettbewerb bestehen zu können. Dem gegenüber stehen heutzutage eine mangelnde Transparenz sowie eine unzureichende Flexibilität produzierender Unternehmen. Hier knüpft das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gestartete Förderprogramm "Forschung für die Produktion von morgen" im Themenfeld Intelligente Vernetzung in der Produktion - Ein Beitrag zum Zukunftsprojekt "Industrie 4.0“ an und leitet somit die vierte industrielle Revolution ein. Hierbei wird innerhalb von Forschungsprojekten beabsichtigt, Cyber-Physische Systeme in Produktion und Logistik einzuführen.
 
Das BIBA entwickelt im Rahmen des Projekts ein Cyber-Physisches Logistiksystem, in dem autonome Steuerungsmethoden adaptiert werden, sodass z. B. Cyber-Physische Werkstückträger Steuerungsaufgaben übernehmen und kurzfristig auf Störungen reagieren können. Die zur Steuerung notwendigen Informationen werden zwischen den Cyber-Physischen Systemen (Werkstückträger, Fördersystem, Maschine etc.) automatisiert ausgetauscht. Außerdem werden die Mitarbeiter durch mobile Assistenzsysteme in den Informationsfluss einbezogen. Innerhalb der Projektlaufzeit wird das Cyber-Physische Logistiksystem prototypisch in einer industriellen Anwendung implementiert und evaluiert. Um die verschiedenen Cyber-Physischen Systeme in die bestehende, heterogene IT-Struktur heutiger Fabriken integrieren zu können und die Kommunikation der CPS untereinander zu gewährleisten, entwickelt das BIBA einen Mechanismus zur semantischen Datenintegration. Der service-orientierte Integrationsansatz ermöglicht eine von Schnittstellen und Datenformaten unabhängige Kommunikation.
 
Projektleiter LogDynamics: Prof. Dr.-Ing. Klaus-Dieter Thoben
 
» www.projekt-cypros.de
 

SMITH

Energieeffiziente Supply Chain Steuerung mittels Expertensystemen zur Identifikation von und Reaktion auf Ereignisse bei passiv temperaturgeführten Transport- und Handlingprozessen

In 2011 fiel der Startschuss zum Projekt SMITH - Energieeffiziente Supply Chain-Steuerung mittels Expertensystemen zur Identifikation von und Reaktion auf Ereignisse bei passiv temperaturgeführten Transport- und Handlingprozessen, gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Das Vorhaben fokussiert stellvertretend am Beispiel der Aleris Recycling GmbH und den hier durchgeführten Transporten von Flüssigaluminium die Problematik der passiven Temperaturführung. Innerhalb der Logistik von Aleris muss das flüssige Aluminium so erhitzt sowie der entsprechende Transportwarmhaltetiegel so vorgeheizt werden, dass die Anlieferung beim Kunden in der richtigen Verarbeitungstemperatur erfolgt. Das Einstellen beider Temperaturen durch den Verlader erfolgt bislang erfahrungsbasiert, wobei Informationen wie die Transportdauer und der Zustand des Transportbehälters oder Wettereinflüsse wie die Außentemperatur, Windgeschwindigkeit und Niederschlagsdichte berücksichtigt werden.
 
SMITH setzt bei den Temperaturen der Aluminiumschmelze und des Transportwarmhaltetiegel während des Transports und bei der Anlieferung an. Das Projekt fokussiert Maßnahmen zur Optimierung der Aufheiztemperaturen und Reduzierung des Energieaufwandes. Das Ziel von SMITH ist also die Verbesserung der Energieeffizienz von passiv temperaturgeführten Transporten im Niedrig- und Hochtemperaturbereich - zunächst am Beispiel des Transports von Flüssigaluminium. Dazu wird ein Expertensystem entwickelt, das Verlader bei ihrer Entscheidung über die Ausgangstemperatur der zu transportierenden Waren unterstützt. Die Software prognostiziert die optimale Temperatur anwendungsspezifisch auf Basis aktueller Einflussfaktoren wie Stoffeigenschaften, Transportverhältnissen und Wetterbedingungen. Zur Konfiguration des Expertensystems wird ein multisensorisches Gerät einschließlich Datenspeicherung und Datenübertragung entwickelt, das Realdaten bei den passiv temperaturgeführten Transporten von Aleris sammelt.
 
Aleris als Pilotanwender erwartet nach Einführung des Expertensystems eine erhebliche Reduzierung des Energiebedarfs. Eine Übertragung der Lösung auf weitere temperaturgeführte Transportsysteme wie etwa bei Lebensmitteln ermöglicht somit enorme Energie- und CO2-Einsparungen und leistet einen wichtigen Beitrag der Logistikbranche zum Klimaschutz.
 
Projektleiter LogDynamics: Prof. Dr. Hans-Dietrich Haasis
 
» www.smith.isl.org
» www.isl.org/projects/smith
 


preInO - preagierende Instandhaltung

Künstliche Intelligenz in Offshore-Windenergieanlagen
 
Künstliche Intelligenz und automatische Selbstorganisation sollen Wartungs- und Reparaturabläufe auf See optimieren. Mit dieser Zielsetzung hat das Bremer Institut für Produktion und Logistik (BIBA) an der Universität Bremen im Juni 2013 sein Projekt „preInO“ für Offshore-Windenergieanlagen gestartet. Dem vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit geförderten Projekt stehen 1,3 Millionen Euro Forschungsmittel für drei Jahre zur Verfügung. Gemeinsam mit dem Windenergieanlagenbauer REpower Systems SE aus Hamburg und dem Softwareentwickler SWMS aus Oldenburg soll unter dem Projektnamen „preInO“ eine „preagierende Instandhaltung“ von Offshore Windenergieanlagen realisiert werden. Bislang erfolgten Wartung und Reparatur der Anlagen auf See in festen Zyklen oder bei einem Ausfall von Systemen. Die zunehmende Anzahl der Anlagen, ein variierender Strombedarf und mögliche Stillstände werden in Zukunft dafür sorgen, dass man den Einsatz von Personal, Ersatzteilen und Transportmitteln optimieren muss.
 
Die Abstimmung von Material und Einsätzen ist in der Offshore-Industrie von großer Bedeutung. Für die Planung müssen Wetterbedingungen, die technische Qualifikation der Mitarbeiter, Teilebeschaffung, Hubschraubereinsätze und verbindliche Vertragsklauseln berücksichtigt werden. Jeder Verzug birgt ein enormes Kostenpotenzial. Mit „preInO“ will das BIBA ein Steuerungssystem schaffen, das dezentral und selbstständig aus allen verfügbaren Daten den Zustand eines Windparks erkennt, die Dringlichkeit der Aufgaben bewertet, Risiken abwägt, Instandhaltungsumfänge einschätzt, Arbeitspläne taktet und die erforderliche Logistik anstößt. Das Konsortium aus BIBA, SWMS und REpower Systems SE bündelt hierfür seine langjährigen Erfahrungen und Kompetenzen.
 
Projektleiter LogDynamics: Prof. Dr.-Ing. Klaus-Dieter Thoben
 
» www.preino.de
 


PreparedNET

Agentenbasierte Simulation und Erforschung eines Notfallkonzeptes zum Schutz von sensiblen Logistikknoten
 
Ziel des durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Förderschwerpunktes „Sicherung von Warenketten“ geförderten Vorhabens PreparedNET - Agentenbasierte Simulation und Erforschung eines Notfallkonzeptes zum Schutz von sensiblen Logistikknoten ist die Erforschung und exemplarische Implementierung eines Notfallkonzeptes zur Initiierung und Aufrechterhaltung der Warenflüsse nach terroristischen Anschlägen oder sonstigen Schadensereignissen am Beispiel der Güterverkehrszentren Bremen und Dresden. Dieses Konzept dient der flexiblen Koordination zwischen betroffenen GVZ-Akteuren unter Berücksichtigung GVZ-übergreifender Kooperationen.
 
Es beinhaltet eine partizipative, dynamische Planung und Steuerung schadensspezifisch verbleibendender Transport-, Umschlags- und Handling-Kapazitäten innerhalb eines geschädigten GVZ. Die Aufgabenschwerpunkte bestehen insbesondere in der GVZ-Modellierung, der Risikobewertung potenzieller Schadensszenarien, der Konfiguration eines agentenbasierten Simulationsmodells und in der Durchführung schadensspezifischer Simulationsexperimente. Es folgen die Konfiguration und der Anwendertest eines softwarebasierten Multiagentensystem- Demonstrators. Zudem werden ein Interimskonzept und darauf basierend ein Schulungskonzept für GVZ-Akteure erstellt sowie eine DIN-Spezifikation als Vorbereitung zur Standardisierung des Notfallkonzeptes entwickelt.
 
Projektleiter LogDynamics: Prof. Dr. Hans-Dietrich Haasis
 
» www.preparednet.isl.org
» www.isl.org/projects/prepared-net
 


RFID-based Automotive Network (RAN)

Mehr Informationstransparenz für die Automobilindustrie
 
Im Januar 2010 fiel der Startschuss für das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) im Rahmen des Technologieprogramms „Autonomik – autonome und simulationsbasierte Systeme für den Mittelstand“ mit einer Summe von rund 23 Millionen Euro geförderte Forschungsprojekt RAN. Einschließlich des Eigenanteils der geförderten Partner belief sich das Projektbudget auf rd. 46 Mio. Euro. Im Dezember 2012 wurde das Projekt erfolgreich abgeschlossen.
 
Innerhalb der Projektlaufzeit hat das Konsortium, bestehend aus namhaften Automobilherstellern, Zulieferern, Logistikdienstleistern, Technologiepartnern, IT-Unternehmen und Forschungseinrichtungen, neue Methoden und Ansätze zur wirtschaftlichen und unternehmensübergreifenden Steuerung von Prozessen in der Auftragsabwicklung entwickelt und einen neuen Branchenstandard geschaffen. Im Mittelpunkt stand die zukunftsorientierte Kennzeichnung von Ladungsträgern und Erzeugnissen mittels RFID-Technologien. Über den im Projekt entwickelten „Infobroker“ kann jeder Partner in den komplexen Produktions- und Logistiknetzwerken der Automobilindustrie genau die Informationen erhalten, die er aktuell benötigt. Dieser echtzeitnahe Datenaustausch bildet die Materialflüsse wesentlich transparenter ab und schafft damit die Möglichkeit, mit Hilfe von eigens entwickelten Assistenzsystemen vernetzte Produktions- und Logistikprozesse effizienter zu steuern.
 
Projektleiter LogDynamics: Prof. Dr.-Ing. Bernd Scholz-Reiter
 
» www.autoran.de
 


Selbststeuernder Sammelgutverkehr

Aus der Forschung in die Praxis
 
In der Sammelgutlogistik werden einzelne, sehr heterogene Stückgüter zu Sammelladungen zusammengefasst und transportiert. Die stark variierende Anzahl der Sendungen und die große Heterogenität bezüglich Wert, Gewicht, Volumen und Priorität führen zu einer hohen Prozesskomplexität, deren praktische Bewältigung durch eine starke Prozessdynamik aufgrund unvorhergesehener Ereignisse erschwert wird. Tatsächlich verfügbare Ladekapazitäten der Fahrzeuge sind erst während der Sammel- und Verteilrouten bekannt, da das genaue Sendungsaufkommen erst beim Kunden ermittelt wird. Routen und Zeitpläne müssen fortlaufend angepasst werden, um auf lange Wartezeiten während der Warenannahme bei den Kunden und Verkehrsbehinderungen reagieren zu können. Zudem müssen kontinuierlich verfügbare Ladekapazitäten berücksichtigt werden, die sich durch nicht ausgelieferte Sendungen verringern können.
 
Gerade bei Prozessen mit einer hohen Komplexität und Dynamik eignet sich der Einsatz von Selbststeuerungsmechanismen. Seit Oktober 2011 wird im Transferprojekt „Selbststeuernder Sammelgutverkehr“ in Kooperation mit der Niederlassung Bremen der Hellmann Worldwide Logistics GmbH & Co. KG ermittelt, wie die im SFB 637 entwickelten Selbststeuerungsmechanismen Planungs- und Steuerungsprozesse von Logistik-Unternehmen im Sammelgutverkehr unterstützen können. Ziel ist es, durch Selbststeuerung die adaptive Bewältigung der Prozessdynamik zu verbessern, die Servicequalität durch kürzere Sendungslaufzeiten und erhöhte Zuverlässigkeit der Auslieferungen zu steigern und die Frachtführer sowie den Disponenten während des Tagesgeschäfts mit Routen- und Tourenvorschlägen zu unterstützen.
 
Projektleiter LogDynamics: Prof. Dr. Otthein Herzog
 
» www.sfb637.uni-bremen.de