F r a u n h o F e r - I n s t I t u t F ü r F a b r I k b e t r I e b u n d - a u t o m at I s I e r u n g I F F,

m a g d e b u r g

IndustrIe 4.0 – dIgItale Baustelle

24. IndustrIearBeItskreIs 2015kooperatIon Im anlagenBau

24. Industriearbeitskreis »Kooperation im Anlagenbau« 18. November 2015

KOOPERATION IM ANLAGENBAU –INDUSTRIE 4.0 – DIGITALE BAUSTELLE

Herausgeber:Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E. h. Dr. h. c. mult. Michael Schenk

In Kooperation mit:

INHALTSVERZEICHNIS

Vorwort 5Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E. h. Dr. h. c. mult. Michael Schenk,Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF

Industrie 4.0 – Die Pumpe mutiert zum Systemsensor 7Dr.-Ing. Thomas Paulus, KSB AG

Mit Mobile Computing Entscheidungen beschleunigen –AVEVA E3D Insight™: Plant design at your fingertips 13Dipl.-Ing. Marcel Prösch, Dipl.-Ing. Frank MüllerAVEVA GmbH

Industrie 4.0: Kommunizierende Werkzeuge verändern die Baustelle 17Dipl.-Ing. Wolfgang Baierl, Robert Bosch GmbH

Intelligente Logistik auf Baustellen im Anlagenbau 21Dipl.-Ing. Cathrin Plate, Dipl.-Inf. Bernd Gebert,Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF

Die Initiative des Landes Sachsen-Anhalt:»Industrie 4.0 – Digitale Baustelle« 31Dipl.-Ing. Udo Ramin, TEC EPM GmbH Dipl.-Ing. Andrea Urbansky, Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF

Der virtuelle, interaktive Chemie- und Industriepark 37Dipl.-Ing. Nicole Mencke, Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF

Objekt Tracker – Verfolgung und Visualisierung von Objekten auf der Baustelle 43Dr.-Ing. Stefan Osterburg,TEC EPM GmbH

VORWORT

Sehr geehrte Damen und Herren, liebe Geschäfts-freunde,

die Arbeit auf einer Baustelle ist multidisziplinär. Es arbei-ten verschiedenste Gewerke und Unternehmen gemein-sam an einem technischen Projekt.

Themen zu besprechen und Ideen zu generieren, durch deren Hilfe die Bauherrn und Monteure der unterschiedli-chen Unternehmen unter-stützt und die komplexe Arbeit auf Großbaustellen sicherer gestaltet und erleich-tert wird, war die Motivation des 24. Industriearbeitskrei-ses »Kooperation im Anla-genbau«.

Gemäß dem Thema »Indust-rie 4.0 – Digitale Baustelle« durften Anlagenplaner, Be-triebsingenieure, Instandhal-ter aber auch andere Fach-experten des Anlagenbaus wertvolle Anregungen für Ihre praktische Arbeit erwar-ten.

Der Schwerpunkt der Veran-staltungen lag in der Darstel-lung von Best-Practice Bei-

spielen sowie aktuellen Me-thoden und Technologien, die bereits Anwendung fin-den oder deren Entwicklung in naher Zukunft erfolgt.

Ziel war es, der Idee eines durchgängigen digitalen Baustellenmanagements durch fachlichen Input und praxisnahen Diskussionen etwas näher zu kommen.

Ihr

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E. h. Dr. h. c. mult. Michael Schenk

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E. h. Dr. h. c. mult. Michael Schenk

Institutsleiter des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und

-automatisierung IFFFoto: Dirk Mahler

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INDUSTRIE 4.0 – DIE PUMPE MUTIERT ZUM SYSTEMSENSOR

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Dr.-Ing. Thomas Paulus, Leiter Projekt Startup-Industrie 4.0,KSB AG

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LEBENSLAUF

Dr.-Ing. Thomas Paulus

KSB Aktiengesellschaft, Leiter Projekt Startup-Industrie 4.0Johann-Klein-Straße 967227 Frankenthal

Telefon: +49 173 3256786E-Mail: thomas.paulus@ksb.com

1994 – 2000

2000 – 2006

2006 – 2011

2011 – 2013

2013 – 2015

seit 2015

Studium der Elektrotechnik mit Schwerpunkt Automatisierungstechnik, Universität Kaiserslautern

Promotion im Fachbereich Maschinenbau mit dem Schwerpunkt nichtlineare Regelungstechnik,RWTH Aachen

Leiter Entwicklung Automation und Produktionalisierung,KSB Aktiengesellschaft

Leiter Querschnittsfunktion Automation und Antriebstechnik, KSB Aktiengesellschaft

Leiter Global Business Development,KSB Aktiengesellschaft

Leiter Projekt Startup Industrie 4.0,KSB Aktiengesellschaft

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INDUSTRIE 4.0 – DIE PUMPE MUTIERT ZUM SYS-TEMSENSOR

Dr.-Ing. Thomas Paulus

1 Pumpen und Armaturen in der Gegenwart

Pumpen und Armaturen sind wichtige Kom-ponenten in allen Anwendungen des Flüssig-keitstransports. Von Spezialanwendungen abgesehen, findet der Kunde mittlerweile eine große Palette marktverfügbarer Produkte zahlreicher Hersteller, die zumeist die gestell-ten Anforderungen befriedigen. Qualitätsun-terschiede ergeben sich z.B. bei Kreiselpum-pen hinsichtlich der Energieeffizienz und in der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Komponenten. Die Entwicklungen auf den Gebieten der hydraulischen Simulation, der elektrischen Antriebstechnik, der Elektronik und Sensorik haben dazu geführt, dass die Kreiselpumpe von heute ein hydromechatro-nisches System bzw. Subsystem mit umfang-reicher Sensorik bildet. Mittels entsprechen-der Schnittstellen insbesondere über Feldbus wird eine solche Kreiselpumpe bereits in klassische Automatisierungssysteme einge-bunden. Damit bringt die Pumpe von heute bereits einige Voraussetzungen mit für die Integration im Sinne der Industrie 4.0.

2 Ziele und Nutzen der Industrie 4.0

Die Industrie 4.0 ist ein einzigartiges Projekt der deutschen Bundesregierung und Aus-druck der erkannten strategischen und in-dustriepolitischen Tragweite einer unumkehr-baren Entwicklung mit disruptivem Charak-ter.

Aus Sicht eines Herstellers von Pumpen und Armaturen lassen sich folgende Anwender-nutzen im Kontext von Industrie 4.0 ausma-chen:

– Produktion von Kleinstmengen bei Kos-tenstrukturen einer Massenproduktion durch Flexibilisierung und Modularisie-rung von Systemen

– Steigerung der Energie- und Rohstoffef-fizienz insbesondere in instationären Prozessphasen

– Steigerung der Verfügbarkeit durch Diagnose, optimierte Instandhaltungs-prozesse und Logistik

– Unterstützung und Vereinfachung der Arbeitsabläufe der Anwender und In-standhalter von Pumpen und Armaturen

Die hierzu notwendige Infrastruktur an Sen-sorik bringt die Pumpe bereits mit. Neben den relevanten Informationen über den Pum-penzustand können diese Daten auch für andere Zwecke genutzt werden. Als Herz-stück der Produktion mutiert die Pumpe somit zum vernetzten Systemsensor für die gesamte Anlage.

3 Kundennutzen smarter Pumpen und Armaturen

Allgemein ausgedrückt bescheren das Inter-net der Dinge und mobile Endgeräte eine erhöhte Transparenz im Betrieb von Pumpen, Armaturen und natürlich auch anderer Equipments. Einsparpotenziale, bezogen auf

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die Energieverbrauchskosten und die Verfüg-barkeit ganzer Produktionsanlagen werden somit erst sichtbar. Im Falle von Kreiselpum-pen ist davon auszugehen, dass die Mehrheit aller Aggregate in Betriebsbereichen weit jenseits eines energieeffizienten und gleich-zeitig verfügbarkeitsoptimalen Betriebsbe-reichs ihren Dienst verrichtet.

Zwar können hydromechatronische Systeme bereits seit einigen Jahren ihre Betriebspara-meter hinsichtlich Energieeffizienz und Ver-fügbarkeit analysieren, jedoch ergibt sich erst mit gegebener Cloud-Anbindung die Mög-lichkeit Analysen auf eine breitere Basis zu stellen. Vereinfacht ausgedrückt profitiert der Anwender einer einzelnen Pumpe durch eine optimierte Maschinendiagnose anhand von bereits andernorts ausgewerteten Fehlermus-tern.

Die Wirksamkeit des Projektes Industrie 4.0 lässt sich aggregiert in einer Produktionsstei-gerung insbesondere am Standort Deutsch-land und hiesiger Unternehmen im internati-onalen Wettbewerb messen. So sind die Industrien über verschiedene Branchen hin-weg zunehmend gefordert, kunden-individuelle Produkte zu liefern und dabei die Kostenstruktur einer Massenfertigung abzu-bilden. Daraus resultiert unmittelbar für Pro-duktionsprozesse, in denen Pumpen und Armaturen eingesetzt werden, dass bedingt durch wechselnde Anforderungen, die insta-tionären Betriebsphasen zunehmend an Be-deutung gewinnen. Die bislang darauf nicht ausgelegten Produktionsanlagen müssen nunmehr wesentlich flexibler einsetzbar sein, was sich u.a. durch modularen Aufbau errei-chen lässt. Hydromechatronische Systeme

können hier z.B. eine dezentrale Prozessrege-lung übernehmen, mittels derer sich insbe-sondere in instationären Prozessphasen Zeit-, Energie- und Rohstoffaufwand reduzieren lässt.

4 Best Practice – Beispiele aus der Welt der Pumpen und Armaturen

4.1 Equipment Management

Für die Instandhaltung von Pumpen und Armaturen aber auch von anderen Equipments, ist die Verfügbarkeit der Doku-mentation am Standort des Equipments uner-lässlich. Beispielsweise benötigt der Instand-halter bei seiner täglichen Arbeit technische Dokumente, die Lebenslaufakte sowie Ser-vice-Berichte der Pumpe oder Armatur direkt vor Ort. Diese Aufgabe kann mit den Mitteln des Internets stark vereinfacht werden. Die Daten werden hierbei in einer Cloud gespei-chert und sind per QR-Code am Aggregat über ein Smartphone oder Tablet jederzeit abrufbar (Abbildung 1).

Abbildung 1: Euqipment-Management,Bild: KSB AG

Die Vereinfachung der Arbeitsprozesse ist ein wesentlicher Bestandteil von Industrie 4.0, da die Frage, wie der Mensch bei seiner tägli-chen Arbeit unterstützt werden kann, essen-tiell ist. Das Equipment Management von KSB unterstützt hierbei schon heute schnell und

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direkt. Dies stellt die Betriebssicherheit und Verfügbarkeit der Anlagen langfristig sicher.

4.2 Cloud Connect (SAP St. Leon Rot)

Die Basis für Industrie 4.0 sind smarte Pro-dukte. Sie stellen bereits eine Vielzahl von Funktionen und Informationen zur Verfü-gung, z.B. für die Optimierung von Mainte-nance-Aufgaben. Die am Aggregat generier-ten Informationen können durch Vernetzung nicht nur lokal sondern für die Optimierung einer gesamten Anlage verwendet werden.

Abbildung 2: Smarte Aggregate von KSB sichern die Kühlmittelversorgung im Rechenzentrum,

Bild: KSB AG

KSB und SAP haben im Rechenzentrum von SAP in St. Leon-Rot eine Industrie 4.0 An-wendung realisiert, bei der die smarte KSB Pumpe zukünftig den aktuellen Zustand und die Pumpenhistorie über die integrierten Schnittstellen in die Cloud an das Remote-Service Management von SAP liefert(Abbildung 2). Damit können anlagenweit die Zustände überwacht, Fehler erkannt und mögliche Ausfälle vorhergesagt werden.

4.3 KSB Sonolyzer

Um die Anlagenbetreiber dabei zu unterstüt-zen, die Produktivität und Transparenz zu steigern und die Wettbewerbsfähigkeit über den gesamten Lebenszyklus zu erhöhen, hat KSB eine App für Smartphones und Tablets mit Cloud-Anbindung entwickelt (Abbildung2). Mit dieser mobilen Applikation kann die Effizienz von ungeregelten Pumpen in 20 Sekunden ermittelt werden. Die Analyse-App bestimmt den Auslastungszustand jeder Kreiselpumpe, die von einem ungeregelten Asynchronmotor angetrieben wird.

Abbildung 3: KSB Sonolyzer, Bild: KSB AG

Nach Starten der Messung nimmt man etwa 20 Sekunden mit dem im Smartphone oder Tablet eingebauten Mikrofon die emittieren-den Geräusche am Lüfter des Elektromotors auf. Aus dem Geräuschspektrum filtert die Anwendung die genaue Drehzahl des Aggre-gats heraus und ermittelt das Drehmoment. Mittels der vom Anwender eingegebenen Leistungsdaten und der vom Hersteller entwi-ckelten Hydraulik-Datenbank lässt sich so feststellen, ob die Pumpe teillastig arbeitet. Die App zeigt dem Anwender auf, ob man

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durch Optimierung der Hydraulik oder der Antriebstechnik Energie einsparen kann. Sollte ein Anwender Unterstützung durch den Pumpenhersteller wünschen, muss er aktiv Kontakt mit diesem aufnehmen. Tech-nologisch basiert die App auf einem von KSB entwickelten Verfahren, welche das Hersteller Know-How unmittelbar nutzt.

5 Zusammenfassung

Industrie 4.0 ist für den Maschinen- und Anlagenbau eine der größten Herausforde-rungen - aber auch Chance - die Wettbe-werbsfähigkeit der Produkte zukünftig zu sichern. Die grundlegende Voraussetzung sind smarte, digitalisierte Produkte und das Wissen des Herstellers über das Produkt und den Kundenprozess. KSB hat diese Aufgabe bereits vor zehn Jahren im Rahmen der Smart Factory Kaiserslautern begonnen und damit die Basis für Industrie 4.0-Lösungen geschaf-fen. Pumpen und Armaturen werden zukünf-tig nicht mehr nur über Ihre Eigenschaften, z.B. Medienresistenz - eine notwendige Grundvoraussetzung für den Betrieb - be-schrieben, sondern über Ihren Vernetzungs-grad und die Fähigkeit der Funktions- und Informationsbereitstellung als Systemsensorüber den gesamten Lebenszyklus. Die im Beitrag gezeigten Beispiele verdeutlichen diesen Trend mit denen Industrie 4.0 bereits heute konkret wird und für deren Realisie-rung Daten und Informationen sowie die Fähigkeiten und das Wissen des Herstellers die Ausgangsvoraussetzungen sind. Anfänglich als Hype begonnen, werden digi-talisierte Produkte und Lösungen nun für Kunden erfahrbar. Die Frage ob Industrie 4.0 bereits real ist oder überhaupt Realität wird

und wie lange die Umsetzung dauern wird, stellt sich nur insofern als dass noch nicht alle Möglichkeiten ausgeschöpft sind. Dies ist weniger ein revolutionärer als ein evolutionä-rer Vorgang. Hersteller die sich dieser Ent-wicklung nicht stellen, und keine übergrei-fenden Wertschöpfungsnetzwerke bilden,gefährden mittelfristig Ihre Wettbewerbsposi-tion. Unabhängig davon müssen lösbare aber ernst zu nehmende Fragenstellungen der Standardisierung, Rechts- und Datensicher-heit weiter verfolgt und international beant-wortet werden. Hier sind Hersteller, Verbände und Gesetzgeber gleichermaßen gefordert.Wenngleich diese Fragen beantwortet wer-den müssen, so sind Lösungen des Internets der Dienste und Dinge im Maschinen- und Anlagenbau nicht mehr aufzuhalten und die ersten konkreten Beispiele, wie im Beitrag gezeigt, für Pumpen und Armaturen bereits verfügbar.

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MIT MOBILE COMPUTINGENTSCHEIDUNGEN BESCHLEUNIGEN –AVEVA E3D INSIGHT™: PLANT DESIGN AT YOUR FINGERTIPS

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Dipl.-Ing. Marcel Prösch, Application ConsultantDipl.-Ing. Frank Müller, Account ManagerAVEVA GmbH

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LEBENSLAUF

Dipl.-Ing. Marcel Prösch

AVEVA GmbH, Application ConsultantOtto-Vogler-Straße 7c65843 Sulzbach

Telefon: +49 6196 505 277E-Mail: marcel.proesch@aveva.com

seit 2008

Studium Maschinenbau und Anlagenplanung

Berufserfahrung verschiedenen mittelständischen Unternehmen in der Anlagenplanungs-, Öl- & Gas-, Pharma-und Nahrungsmittelindustrie

AVEVA GmbH, Application Consultant

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LEBENSLAUF

Dipl.-Ing. Frank Müller

AVEVA GmbH, Account ManagerOtto-Vogler-Straße 7c65843 Sulzbach

Telefon: +49 6196 505233E-Mail: frank.mueller@aveva.com

01/2001 – 04/2006

05/2006 – 03/2008

04/2008 – 07/2011

08/2011 – 03/2014

04/2014 – 09/2014

seit 01/2014

Vertriebsmitarbeiter, ITI GmbH, Dresden

Leiter Vertrieb, fablog GmbH, Berlin

Sales Manager, PSI Logistics GmbH, Berlin

Key Account Manager, ProCom GmbH, Aachen/Berlin

Leiter Transport, Unitax Pharmalogistik GmbH, Berlin

Account Manager, AVEVA GmbH, Sulzbach

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MIT MOBILE COMPUTING ENTSCHEIDUNGEN BE-SCHLEUNIGEN – AVEVA E3D INSIGHT™: PLANT DE-SIGN AT YOUR FINGERTIPS

Dipl.-Ing. Marcel Prösch

Über die vergangenen zehn Jahre ist Mobile Computing zu einem globalen Phänomengeworden und hat unser tägliches Leben verändert. Aber es hatte bisher keinen signifi-kanten Effekt, was die Verbesserung der Produktivität in unserem Arbeitsleben betrifft.

Die meisten mobilen Apps werden in der Freizeit oder für die Positionierung von Pro-dukten benutzt. Dies wird sich in den nächs-ten Jahren ändern: Tablet-Hardware wird immer leistungsfähiger und ist inzwischen geeignet, die wachsenden Anforderungen unserer Business-Tools zu bewältigen. Soft-ware wird sich der Vorteile dieser neuen Ressourcen bedienen, und die Cloud-Technologie wird einen Enabler (Treiber) zur Verfügung stellen, um Telearbeiter korrekt mit ihren Unternehmen zu verbinden. Mit Verbesserungen in der Graphik-Fähigkeitdieser mobilen Geräte wird es möglich sein, das Anlagenplanungs-Modell einer größeren Zielgruppe von Partnern und Kunden zu öffnen.

AVEVA hat diesen Trend erkannt und bietet Werkzeuge an, die den Review- und Geneh-migungsprozess beschleunigen durch die Einbindung von Entscheidungsträgern, dienicht immer am Arbeitsplatz in ihren Unter-nehmen zu erreichen sind.

In dem Vortrag beim 24. Industriearbeitskreis»Kooperation im Anlagenbau« stellten wir Ihnen mit AVEVA E3D Insight unsere neue Windows 8.1 App vor, die es ermöglicht, mit AVEVA PDMS™ oder AVEVA E3D™ erstellte Designs auf einem mobilen Tablet-Gerät zu überprüfen, zu kommentieren und zu ge-nehmigen – zu jeder Zeit und an jedem Ort.AVEVA E3D Insight strafft die Prozesse und unterstützt damit Lean Business-Verfahren. Die Projekteffizienz wird optimiert, denn autorisierte Anwender haben jederzeit direk-ten Zugriff auf das Design-Modell.

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INDUSTRIE 4.0: KOMMUNIZIERENDE WERKZEUGE VERÄNDERN DIE BAUSTELLE

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Dipl.-Ing. Wolfgang Baierl, Office Director PT/EERobert Bosch GmbH

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LEBENSLAUF

Dipl.-Ing. Wolfgang Baierl

Robert Bosch GmbH, Office DirectorPostfach 10015670745 Leinfelden-Echterdingen

E-Mail: Wolfgang.Baierl@de.bosch.com

1996

2003

2006

2013

2015

Studium der Elektrotechnik an der Universität Stuttgart

Robert Bosch GmbH, Hildesheim– Fahrzeugkommunikation– Vernetzung von Fahrzeugen– Internationale Standardisierung

Robert Bosch Car Multimedia GmbH, Entwicklung Fahrerinformationssysteme

Bosch Power Tools, Entwicklung und Fertigung von Laser Entfernungsmessgeräten, Detektions- und Laser-Nivelliergeräte

Bosch Power Tools, Assistenz des Bereichsvorstands

Bosch Power Tools, Koordination »Internet of Things«

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INDUSTRIE 4.0: KOMMUNIZIERENDE WERKZEUGEVERÄNDERN DIE BAUSTELLE

Dipl.-Ing. Wolfgang Baierl

Der Geschäftsbereich Bosch Power Tools gehört zum Bereich »Consumer Goods« der Robert Bosch GmbH. Im Jahr 2014 erwirt-schaftete die Robert Bosch Gruppe einen Umsatz von 48,9 Mrd. EUR und beschäftigte weltweit 360.000 Mitarbeiter.Bosch Power Tools bietet Lösungen für Pro-fessionelle Anwender und Heimwerker im Bereich Elektrowerkzeuge, Zubehör, Mess-technik und elektrische Gartengeräte.Mit der Vernetzung von Geräten beschäfti-gen wir uns seit vielen Jahren. Bereits in 2005 haben wir einen Laser Entfernungsmesser mit drahtloser Schnittstelle (Bluetooth) und einer Applikation für Palm und Windows Rechner eingeführt. In den vergangenen Jahren wurde die Produktpalette weiter ausgebaut. Neben Messgeräten haben wir in 2015 den auto-nomen Rasenmäher, Indego Connect, mit Fernsteuerung über Smartphones vorgestellt.Aktuelle Technologien zur Vernetzung, insbe-sondere aber die weite Verbreitung von Smartphones eröffnet neue Möglichkeiten diese Technologien für die Erhöhung der Effizient, Qualität und Produktivität einzuset-zen.

Im Folgenden stelle ich exemplarisch drei Szenarien vor bei denen diese neuen Techno-logien helfen können, um Effizienz zu stei-gern:

– Vor der Fahrt auf die Baustelle muss sichergestellt werden, dass das Fahrzeug mit allen benötigten Arbeitsmitteln be-

laden ist. Die Anzahl von Zusatzfahrten,um vergessene Geräte zu holen, kannmit geeigneter Technologie reduziert werden.

– Spezialwerkzeuge oder anderes Equipment welches nicht in jedem Fahr-zeug verfügbar ist, muss bei Bedarf schnell lokalisiert werden. Auch hier bie-ten aktuelle Technologien eine einfache Möglichkeit, um diese Komponente ein-fach zu lokalisieren. Damit wird unpro-duktive Zeit für die Suche eingespart.

– Wesentlich für alle Gerätschaften ist die Einsatzfähigkeit. Wurden Geräte defekt gemeldet, muss so schnell wie möglich repariert oder ausgetauscht werden. Ausfallzeiten führen zu reduzierter Pro-duktivität und/oder Verzögerungen wel-che sich schlussendlich nicht nur auf den Abschluss der eigenen Arbeiten sondern alle nachfolgenden Gewerke auswirken kann. Ein schneller Überblick über Ein-satzfähigkeit und Ort der Geräte hilft,unproduktive Zeit zu reduzieren.

Es gibt sicher viele weitere Potenziale die durch Nutzung moderner Technik und ohne hohe Anfangsinvestitionen gehoben werden. In 2014 haben wir bei kleinen und mittleren Handwerksbetrieben in mehreren europäi-schen Ländern eine Umfrage durchgeführt. Dabei ging es darum, den zeitlichen Aufwand für die Suche nach Werkzeugen und ande-rem Equipment zu ermitteln. Im Durchschnitt ergaben sich für uns erstaunliche Werte, die sich im Bereich von 10 Stunden pro Monat

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für einen Bestandsmanager und etwa vier Stunden pro Monat für Monteure bewegten. Erhebliche Zeiten, die für die Arbeit mit den Kunden verloren sind. Um diese unproduktive Zeit zu reduzieren, haben wir als Bosch Power Tools eine Lösung realisiert, die wir »Track my Tools« nennen. Den Kern der Lösung bildet ein sehr robustes Funkmodul, schlagfest und wasserdicht, in Kombination mit einer Applikation auf dem Smartphone sowie einer Applikation auf einem Server. Damit lassen sich Geräte, auf welche das Funkmodul aufgeklebt wurde,schnell lokalisieren. Eine einfache Übersicht über den Bestand mit Darstellung der Lokati-on in einer digitalen Karte, sowie die Zuord-nung der Geräte zu Mitarbeitern gibt dem Bestandsmanager einen schnellen Überblick über das Inventar.

Die Daten werden auf Rechnern bei Bosch in Deutschland gespeichert. Von dort können die Verwender jederzeit auf ihre Daten zu-greifen. Dabei legen wir höchsten Wert auf Sicherheit und Datenschutz. Bewusst haben wir Deutschland als Standort der Server ge-wählt, da sich unsere Kunden bewusst aufden hohen Anspruch des Bundesdaten-schutzgesetzt verlassen. Konsequente Umset-zung der darin geforderten Standards und darüber hinaus sind Grundlage für das Ver-trauen, welches unsere Kunden in unsere Lösungen setzen.

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INTELLIGENTE LOGISTIK AUF BAUSTELLEN IM ANLAGENBAU

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Dipl.-Ing. Cathrin Plate, Projektmanagerin,Dipl.-Inf. Bernd Gebert, Wissenschaftlicher Mitarbeiter,Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF

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LEBENSLAUF

Dipl.-Ing. Cathrin Plate

Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF,Kompetenzfeld Materialflusstechnik und -systemeSandtorstraße 2239106 Magdeburg

Telefon: +49 391 4090 423E-Mail: cathrin.plate@iff.fraunhofer.de

1985 – 1989

1989 – 1995

seit 1995

seit 1998

Studium der Elektrotechnik, Otto-von-Guericke Universität, Magdeburg

Inbetriebnahmeingenieurin in Unternehmen des Maschinen-und Anlagenbaus für Walzwerksbau und Verseilmaschinen

Projektmanagerin, Fraunhofer IFF, Kompetenzfeld Materialflusstechnik und -systeme

– Mitglied im VDI-Fachausschuss Instandhaltung (Gesellschaft für Produktion und Logistik GPL)

– Mitarbeit an der Erstellung verschiedener VDI-Richtlinien auf dem Gebiet der Instandhaltung

– Mitarbeit in der Initiative FOKUS Instandhaltung – Mitarbeit im DIN Normenausschuss Technische

Grundlagen (NATG), Arbeitsausschuss Instandhaltung sowie im DIN Normenausschuss Informationstechnik und Anwendungen (NIA), Auto-ID-Technologien und Rückverfolgung von Produkten

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LEBENSLAUF

Dipl.-Inf. Bernd Gebert

Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF, Wissenschaftlicher MitarbeiterSandtorstraße 2239106 Magdeburg

Telefon: +49 391 4090 412E-Mail: bernd.gebert@iff.fraunhofer.de

1989

1992

2002

2002

seit 2002

Ausbildung zum Facharbeiter für BMSR-Technik

Abitur im 2. Bildungsweg

Abschluss des Informatikstudiums, Otto-von-Guericke Universität, Magdeburg

Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Otto-von-Guericke Universität Fakultät für Informatik ITI-AG WI, Magdeburg

Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Projektleiter, FraunhoferIFF, Kompetenzfeld Materialflusstechnik und -systeme

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INTELLIGENTE LOGISTIK AUF BAUSTELLEN IM AN-LAGENBAU

Dipl.-Ing. Cathrin Plate, Dipl.-Inf. Bernd Gebert

1 Ausgangssituation1.1 Digitalisierung in der Logistik

Der Trend zur Miniaturisierung von elektroni-schen Komponenten bei gleichzeitigem Kos-tenrückgang sowie die zunehmende Verfüg-barkeit von Kommunikationsmedien eröffnet die Möglichkeit für autonome logistische Objekte, ausgestattet mit Sensoren und Kommunikationsmodulen für die durchgän-gige Optimierung betrieblicher und logisti-scher Prozesse. Dies gilt auch für den Anla-genbau. Als Folge davon werden technische Systeme und Komponenten ganz neue Eigen-schaften besitzen. So werden z. B. mobile Objekte (Betriebsmittel, Montagebau-gruppen, Anlagenbauobjekte, Ersatzteile, Ladungsträger, Werkzeuge) in die Lage ver-setzt, echtzeitnah untereinander und mit Prozesssteuerungssystemen zu kommunizie-ren: sie werden zu intelligenten Objekten (Abbildung 1).

Weiterhin wird im Zusammenhang mit In-dustrie 4.0 die Digitalisierung der Arbeitswelt in allen Facetten und Bereichen thematisiert. Vorrangig bedeutet dies, Informationen di-rekt und in Echtzeit zwischen beliebigen Instanzen zum Zweck des Monitorings und der Steuerung von Arbeitsprozessen auszu-tauschen.

1.2 Industrielle Baustellen

Industrielle Baustellen dagegen sind auch heute noch ein Bereich, in dem nach einer Phase intensivster kollaborativer Nutzung von Entwurfs-, Engineering-, Planungs-, Simulati-ons- und Visualisierungswerkzeugen ein Rückfall auf die Medien Papier und Telefon erfolgt. Dies trifft auch auf Baustellen in der Prozessindustrie zu. Blickt man auf andere Bereiche und Baustellentypen, so stellt man fest, dass durchaus neueste Informations-und Kommunikationstechnologien bereits Einzug gehalten haben.

2 Intelligente Logistik auf Baustellen des Anlagenbaus

2.1 Technologieeinsatz

Die zunehmende Komplexität großtechni-scher Anlagen führt in allen Phasen des Le-benszyklus einer Anlage zu einem steigenden Informationsbedarf für die Logistik. Besonde-re Anforderungen an den Logistiker werden in den Errichtungs- und Instandhaltungszeit-räumen sichtbar, wo die Arbeiten in einem Umfeld mit Baustellencharakter stattfinden.Für die Gestaltung effektiver und effizienter Logistikprozesse ist es erforderlich, dass gesi-cherte und aktuelle Informationen über Kon-figuration, Zustandsveränderungen, die Maß-nahmen der Vergangenheit und notwendige Dokumente direkt vor Ort an den Einzelteilen, Baugruppen und Ausrüstungen zeitnah ge-speichert und abgerufen werden können.

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Hinzu kommen allgemeine Anforderungen, die von der Produktidentität über Fragen zur Rückverfolgbarkeit, Verpackungsminimie-rung, den Lagerungs- und Montageanforde-rungen bis hin zu Sicherheitsaspekten rei-chen. Für unterschiedliche Nutzergruppen sollte beispielsweise der Zugang zu Stamm-und Bewegungsdaten im Logistikprozess ermöglicht werden, ohne dass dazu der Zu-griff auf ein zentrales Informationssystem zwingend erforderlich ist. Die technischen Voraussetzungen für eine dezentrale Daten-speicherung sind durch die rasante Entwick-lung und Verbreitung von AutoID-Technologien (AutoID – automatische Identi-fikation und Datenerfassung über z.B. opti-sche Codes wie 2D-Code oder RFID-Transponder) gegeben. Die örtlichen Bedin-gungen im großtechnischen Anlagenbau stellen jedoch gleichzeitig auch hohe Anfor-derungen z. B. an die Belastbarkeit des RFID-Transponders bzw. die Funktionssicherheit

Abbildung 1: Intelligente Objekte in Arbeits- und Logistikprozessen, Quelle: Fraunhofer IFF

der Kommunikationstechnologie insgesamt zur Übertragung der Information an den Empfänger.

2.2 Nutzen von AutoID für die Identi-fizierbarkeit von Objekten und Prozesstransparenz auf der Bau-stelle

Im Zusammenhang mit den Errichtungs- und Baustellenprozessen kommt es in der Praxis aufgrund der Komplexität der Prozesse und der Varietät der Ressourcen zu Problemen. Mit Blick auf den Entwurf AutoID-basierter logistischer Prozessketten seien die folgenden Probleme beispielhaft genannt:

– die Anlieferungen von Teilen und Mate-rial kann nicht oder nicht vollständig nachvollzogen werden (Artikel, Menge, Zeichnungsposition oder Montageort),

– Materialbewegungen und die aktuellen Lagerorte von Materialien oder Werk-

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zeugen sind zu einem Bedarfszeitpunkt nicht bekannt,

– die Aufenthaltsorte von Betreiber-Personal sind zu einem Bedarfszeitpunkt nicht bekannt z.B. für Freigaben und Abnahmen,

– der Status von Ressourcen (belegt, frei) ist nicht bekannt,

– der Montage- oder Bauausführungsfort-schritt ist nicht bekannt oder strittig.

Nutzenaspekte des Einsatzes von AutoID-Technologien und Telematik in diesem Um-feld aus logistischer Sicht sind daher:

– Zustandserkennung von logistischen Objekten (z.B. Baumaterial und Feuch-tigkeit) bzw. der zugehörigen Aufträge (geliefert – gefertigt – verpackt - ausge-liefert – auf Baustelle angekommen –eingelagert – geprüft - verbaut),

– Darstellung der gesicherten Lieferkette über Unternehmens- und Landesgren-zen hinweg (Einzelteil, Baugruppe, Transportgebinde, Ersatzteile, Werkzeu-ge) als gesicherter Warenübergang,

– Eindeutige Identifizierbarkeit von logisti-schen Objekten (Materialeinheiten, Per-sonal, Werkzeuge etc.) im Stammhaus / auf der Baustelle,

– Eindeutige Ortbarkeit bzw. Lokalisierung von logistischen Objekten (Materialein-heiten, Personal, Werkzeuge etc.) im Stammhaus/auf der Baustelle.

Die genannten Prozesse werden oft durch verschiedene Beteiligte ausgeführt, d.h. bei jedem Vorgang ist es nicht nur wichtig zu wissen: Wo ist was? Sondern auch: Wann hat wer, was damit gemacht?

In der Konsequenz kommt es zu Produktivi-tätsverlusten, wenn Informationen über den Zustand von Ressourcen aufwändig eingeholt oder die Ressourcen selbst gesucht werden müssen. Weiterhin entstehen Transaktions-kosten durch die notwendige Informations-beschaffung bzw. die Intransparenz von Vorgängen und Prozesszuständen.Da Baustellen, die im Rahmen von Anlagen-bauprojekten durch einen hohen Zeit- und Kostendruck gekennzeichnet sind, ist es notwendig Wege zu finden, um Störungen zu vermeiden und Prozesse der Identifikation und Lokalisierung von benötigten Ressourcen möglichst effizient und transparent abzuwi-ckeln.

3 Informationsunterstützung auf der Baustelle

3.1 Baustellenportal

Zur Einhaltung der Zeit- und Kostenziele bei Anlagenbauvorhaben ist eine gesicherte, echtzeitnahe Informationsversorgung der verschiedenen Beteiligten notwendig. Dies ist heute technisch möglich. Dabei können als Informationsträger zur Schließung bestehen-der IT-technischer Lücken und zur Vermei-dung von Medienbrüchen AutoID-Identifikationssysteme an den Objekten, webbasierte Plattformen und mobile Endge-räte eingesetzt werden. Die Kennzeichnung von Materialien, Baugruppen und Produkten orientiert sich dabei an Standards von ISO, DIN und GS1, z.B. der DIN 66277 Elektroni-sches Typenschild. Die Informationsbereitstel-lung für die verschiedenen Akteure erfolgtüber eine zentrale Webplattform, welche unterschiedliche modulare Anwendungen integriert und die Nutzung über ein Rechte-

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und Rollenkonzept sicher gestaltet. Das Ge-samtsystem integriert dabei unterschiedliche Technologien der Gebiete AutoID (optische und RFID-Datenträger), Lokalisierung und Ortung (GPS, WLAN, GIS), Telematik (GPRS / UMTS / WLAN), Application Service Providing (ASP) und Webservices sowie Virtual Reality (VR). Es bestehen Schnittstellen zu mobilen Endgeräten sowie zu externen Informations-systemen z.B. der beteiligten Wertschöp-fungspartner.

3.2 Unterstützte Aufgaben

Im Einzelnen können mittels dieser Technolo-gien folgende Aufgaben auf der Baustelle unterstützt werden:

– AutoID-gesicherte Warenübergänge in Anlagenbauprozessen,

– elektronisches Auftragsmanagement und Rückmeldung,

– Auftrags-/Montagestatus- und Baufort-schrittsverfolgung, z.B. visualisiert im VR-Anlagenmodell,

– Bestandsverwaltung und Verfolgung von Material auf der Baustelle auf BasisCAD- oder GIS-Layout,

– Routing von Anliefer- und Entsorgungs-transporten auf der Baustelle,

– proaktive Location Based Services zum vorausschauenden Agieren,

– automatische Überwachung und Zu-standserkennung logistischer Ressour-cen,

– Import- und Exportfunktionen von Da-ten aus / in betriebliche IT-Systeme.

In Abbildung 2 sind die wichtigsten Funktio-nen für die verschiedenen logistischen und

montagetechnischen Prozesse auf Anlagen-baustellen dargestellt.

3.3 Baufortschrittserfassung

Der Baufortschritt wird auf der Baustelle häufig manuell durch fortlaufende Anpas-sung farbiger Markierungen in den Bauzeich-nungen der jeweiligen Bauabschnitte notiert. Die Übernahme des skizzenhaft auf der Bau-stelle erfassten Baufortschrittes in einen aktu-ellen Baufortschrittsbericht erfordert eine weitere manuelle und zeitaufwändige Bear-beitung der Notizen. Die Dokumentation des Baufortschrittes erfolgt somit nur mit Verzö-gerung. Großer Nutzen kann aus einer echt-zeitnahen, automatisierten Baufortschrittsdo-kumentation gezogen werden, wie sie mittels AutoID-Kennzeichnungen an den Bauteilenmöglich ist. Durch das Einsammeln und automatisierte Einlesen aller Kennzeichnungen der verbau-ten Bauteile wird eine durchgehend elektro-nische Erfassung des Baufortschrittes ermög-licht. Die in elektronischer Form vorliegenden Bauteilstatus können echtzeitnah und auto-matisiert in die Baufortschrittsdokumentation eingepflegt werden. Die Eliminierung manu-eller Erfassungsschritte verringert die Anzahl möglicher Fehlerquellen. Im Baustellenportalkönnen die jeweiligen Bauteilstatus (z.B. geliefert, geprüft, vormontiert, montiert) mit Zeitstempeln in Listenform hinterlegt werden.Die durchgehend elektronisch erfassten Bau-teilstatus ermöglichen aber auch die schnelle, automatische Weiterverarbeitung in anderen Systemen. Die Status können im 3D-VR-Modell der Anlage, im CAD-System des Liefe-ranten oder Kunden dargestellt werden,

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wenn eine entsprechende Schnittstelle be-steht.Als Ergebnis entsteht eine aktuelle und kor-rekte Baufortschrittsdokumentation, mit der Möglichkeit, Abweichungen von Planungen schnell zu erfassen. Die Monteure auf derBaustelle wiederum werden von zeitaufwän-digen Tätigkeiten entlastet und Erfassungs-prozesse werden beschleunigt.

3.4 Nutzung von Historie-Daten

Im Sinne eines kontinuierlichen Verbesse-rungsprozesses (KVP) von durchgeführten Anlagenbauvorhaben können die im Baustel-lenportal vorhandenen Daten für weiterführ-

Abbildung 2: Intelligente Objekte und elektro-nisch unterstützte Arbeitsprozesse auf Anlagen-

baustellen, Quelle: Fraunhofer IFF

ende Auswertungen genutzt werden. Die Ergebnisse der Analysen können sowohl für planerische als auch organisatorische Vorga-ben in zukünftigen Vorhaben genutzt wer-den. Den Baustellen-Planern sind bei Vorbe-reitung eines zukünftigen Anlagenbauprojek-tes die folgenden Informationen hilfreich:

– Waren die temporären Lager-, Vormon-tage- und Entsorgungsflächen nach La-ge (Ort) und Dimension (Größe) ausrei-chend?

– Waren die Aufstellorte von Werk-zeugcontainern wegoptimal gewählt?

– Welche Ursachen für häufige Umlage-rungen gab es? Waren vielleicht die An-

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lieferprozesse schlecht aufeinander ab-gestimmt?

– Gab es Störungen / Verzögerungen mit der Ursache »Warten auf Material oder Ressource XYZ«?

– etc.

Auswertungen der geschilderten Art sind besonders im Interesse der Anlagenbetreiber bzw. des Generalunternehmers für das Anla-genbauvorhaben.Aber auch die eingebundenen Subunterneh-mer und Dienstleister können von den vor-handenen Daten profitieren. Statistische Auswertungen und die Bildung von Kennzah-len ermöglichen eine Bewertung der erbrach-ten Leistungen. Beispiele hierfür sind z.B. die Lieferqualität (Unter- und Überlieferungen), die Auftragsausführungs- bzw. Liefertreue oder die Reklamationsquote.

4 Vorteile und Verbesserungs-potentiale

Der Nutzen von an Baustellenumgebungen angepassten Systemen zur Identifikation, Lokalisierung und Überwachung verschie-denster logistischer Ressourcen lässt sich an verschiedenen Vorteilen festmachen:

– Reduzierung von unproduktiven Zeiten (z.B. Such-, Warte- und Rüstzeiten) auf der Anlagenbaustelle durch schnelle In-formationsversorgung

– Reduzierung von Fehlerquellen durch eindeutige Identifikation von Objekten z.B. keine Verwechslung von Objekten bauähnlicher Art

– Reduzierung von Fehlerquellen basie-rend auf manuellen Datenerfassungs-

prozessen und der wiederholten Einga-be gleicher Daten in verschiedene (ak-teursbezogene) IT-Systeme

– Chaotische Lagerplatzverwaltung mit den damit verbundenen Vorteilen der Platzersparnis oder der Bildung von Bau-teilgruppen, die korrespondierend zum Bauprozess auf der Baustelle vorkom-missioniert werden

– Möglichkeit der Bildung von Produktivi-tätskennziffern für die Anlagenbaufort-schrittskontrolle (Wer hat wann und wo was geliefert / abgenommen / umgela-gert / montiert / verbaut?)

– Möglichkeit der Ableitung von Pla-nungsaussagen und -vorgaben für zu-künftige Baustellensituationen, abgelei-tet aus den aufgezeichneten Historie-Daten

– Verbessertes Bestands- und Supply-Chain-Management aufgrund der ver-besserten Auftrags- und Bestandstrans-parenz. Dadurch Verringerung von Fehlmengenkosten und der Kapitalbin-dung

– Effizientere Kommunikation zwischen allen Beteiligten und beschleunigte In-formationsflüsse

– Visualisierung von Zuständen im 3D-bzw. VR-Anlagenmodell

– Vorausschauendes und effektives Agie-ren durch proaktive Location Based Ser-vices

5 Zusammenfassung

Derzeit ist die IT-gestützte Integration der mobilen Arbeitsplätze der anlagenbaulichen Funktionen auf der Baustelle in elektronisch abgebildete Geschäftsprozesse nur gering

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ausgeprägt, die hieraus entstehenden Effizi-enz- und Effektivitätsvorteile bleiben im We-sentlichen ungenutzt. Der hohe Marktdruck in der Produktions- (Anlagenbetreiber) und Maschinen- und Anlagenbaubranche (Her-steller, Dienstleister, Generalunternehmer) zwingt Unternehmen zur Erschließung neuer Arten von Wettbewerbsvorteilen.Die Nutzung innovativer, mobiler und leit-standsgestützter Technologien zur Schaffung neuartiger mobiler Geschäftsprozesse stellt dabei zwar einerseits gerade in der traditi-onsbewussten Anlagenbaubranche eine deutliche Herausforderung dar. Andererseits aber können gerade durch die Schaffung einer über Zeit und räumliche Distanz hinweg integrierten Prozesskette erhebliche Verbesse-rungen bei Kosten, Zeit und Qualität erzielt werden, die in benötigten Wettbewerbsvor-teilen resultieren. »Erfolg durch Prozessinno-vation« ist somit kein leeres Schlagwort, sondern eine entscheidende Herausforderung im Wettbewerb. Die Schlüsselrolle spielendabei die richtige Auswahl und der Mix inno-vativer Technologien.

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DIE INITIATIVE DES LANDES SACHSEN-ANHALT:»INDUSTRIE 4.0 – DIGITALE BAUSTELLE«

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Dipl.-Ing. Udo Ramin, GeschäftsführerTEC EPM GmbH

Dipl.-Ing. Andrea Urbansky, ProjektleiterinFraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF

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LEBENSLAUF

Dipl.-Ing. Udo Ramin

TEC EPM GmbH, GeschäftsführerListemannstraße 1039104 Magdeburg

Telefon: +49 391 2549710E-Mail: udo.ramin@tecepm.com

1982 – 1985

1985 – 1990

1990 – 2000

2000 – 2003

2003 – 2004

2004 – 2014

seit 2014

Technische Hochschule »Otto von Guericke«, Studium »Apparate und Anlagen der stoffumwandelnden Industrie«

PCK Raffinerie, CAD/CAE Engineer, verantwortlich für das 2D/3D-Team

STORK Comprimo (ab 1999 Jacobs Engineering),IT-Manager

Fraunhofer IFF, Hauptabteilungsleiter – Bereich Informationslogistik

ASTON IT Consulting GmbH, Leiter Niederlassung Magdeburg, Prokurist

TECTURA, Leiter Niederlassung Magdeburg – Bereich EPM,Prokurist (2004-2005)Tectura GmbH Magdeburg, Geschäftsführer (2006-2009)Tectura AG, Director Business Unit EPM (Prokurist) (2010-2014) Verantwortlich für den Geschäftsbereich »Enterprise Project Management für technische Projekte der Prozessindustrie«

TEC EPM GmbH (ehem. TECTURA EPM), Geschäftsführer

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LEBENSLAUF

Dipl.-Ing. Andrea Urbansky

Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung, ProjektleiterinSandtorstraße 2239106 Magdeburg

Telefon: +49 391 4090 321E-Mail: andrea.urbansky@iff.fraunhofer.de

09/1978 – 02/1983

03/1983 – 12/1991

seit 01/1992

seit 06/1996

Studium Technische Kybernetik und Automatisierungstechnik, Fachrichtung Prozessmesstechnik, Technische Universität Magdeburg

wissenschaftliche Mitarbeiterin im Ingenieurbüro für Forschung, Entwicklung und Rationalisierung des Schwermaschinenbaus Magdeburg

Projektleiterin, Fraunhofer IFF, Abteilung Automatisierungstechnik, Abteilung Qualitätsmanagement, Abteilungsleiterin Informationslogistik, Projektleiterin im Geschäftsfeld Virtuell Interaktives Training VIT

Geschäftsführerin, Zweckverband zur Förderung des Maschinen- und Anlagenbaus Sachsen-Anhalt e.V., FASA e.V.

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DIE INITIATIVE DES LANDES SACHSEN-ANHALT»INDUSTRIE 4.0 – DIGITALE BAUSTELLE«

Dipl.-Ing. Andrea Urbansky, Dipl.-Ing. Udo Ramin

1 Ausgangssituation

Wir agieren nicht losgelöst von gesellschaftli-chen Entwicklungen. Wir wollen aktiv unser Leben und unsere Gesellschaft gestalten. Gesellschaftliche Entwicklungen und Verän-derungen setzen den Rahmen für das wirt-schaftliche Handeln der Zukunft. Eine stetig wachsende und älter werdende Weltbevölke-rung, der zunehmende globale Wettbe-werbsdruck, die voranschreitende Digitale Revolution und Digitalisierung aller Bereiche des Lebens stellen neue Anforderungen an die Menschen und an die Wirtschaft und verlangen nach neuen Antworten. Der Kli-mawandel, die Senkung der hohen CO²-Emissionswerte und die Ressourcenknappheit fordern Wissenschaft und Technik heraus, neue und ganzheitliche Lösungen zu entwi-ckeln.

1.1 Megatrends

Jeder Megatrend, sei es die demografische Entwicklung, sei es der Klimawandel, der Umgang mit endlichen natürlichen Ressour-cen oder die Herausforderungen der Digitali-sierung, beinhaltet also neue wirtschaftliche Chancen für neue Produkte oder Verfahren.Um diese zu realisieren, gilt es, auf bereits vorhandene Stärken, die Kreativität und den Ideenreichtum aller Bürgerinnen und Bürger des Landes zu setzen. Megatrends geben den Rahmen vor und zwingen zum Handeln. Vor diesem Hintergrund hat das Land Sachsen-Anhalt fünf Leitmärkte definiert.

1.2 Regionale Innovationsstrategie des Landes Sachsen-Anhalt und deren Leitmärkte

Einer dieser Leitmärkte ist der Maschinen-und Anlagenbau incl. Energie und Ressour-ceneffizienz. Die Herausforderungen für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) und das Handwerk werden durch die folgenden drei Aspekte charakterisiert:

– Der Digitale Wandel ist ein globaler Innovationsprozess, der massive Auswir-kungen für alle Bereiche in Wirtschaft und Gesellschaft hat.

– Unter dem Begriff Industrie 4.0 wird die Digitalisierung und Vernetzung der Wertschöpfungsketten diskutiert.

– Das hat weltweite Auswirkungen für alle beteiligten Unternehmen und Organisa-tionen sowie für deren interne Prozesse.

Lösungsansätze, die speziell auf kleine und mittelständische Unternehmen ausgelegt sind, müssen zwingend entwickelt werden. Durch den Einsatz moderner Produktions-und Automatisierungstechnologien sowie Informations- und Kommunikationstechnolo-gien lassen sich Arbeitsstrukturen sowie die Kooperationsmöglichkeiten zwischen Unter-nehmen, Kunden und Lieferanten nachhaltig erweitern, in Echtzeit verfolgen und verän-dern.

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Wie kein anderes Land ist Deutschland befä-higt die Potenziale einer neuen Form der Industrialisierung zu erschließen. Das Zu-kunftsprojekt »Industrie 4.0« der Bundesre-gierung adressiert nicht nur Forschungsein-richtungen sondern auch KMU als Anbieter und Anwender von modernen Informations-und Kommunikationstechnologien und Assis-tenzsystemen. Ein Beispiel für die Unterstützung des Mittel-standes durch den Bund ist die Initiative »In-dustrie 4.0 – Forschung für den betrieblichen Hallenboden«. Sie ist Teil der Hightech-Strategie der Bundesregierung und soll Ver-bindungen zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft knüpfen.Die Förderinitiative »Mittelstand 4.0 – Digitale Produktions- und Arbeitsprozesse« ist ein weiterer Nachweis für das Interesse der Poli-tik, den Mittelstand und das Handwerk beim erfolgreichen Umgang mit der industriellen Digitalisierung und Vernetzung sowie An-wendung von Industrie 4.0 zu unterstützen.Politik, Wirtschaft und Wissenschaft nehmen Fahrt auf, wenn es darum geht, pragmatische Lösungen im Kontext von Industrie 4.0 zu entwickeln.

Ziel des Landes Sachsen-Anhalt ist es, spezia-lisierte Vorteile für intelligentes, nachhaltiges, sozial integratives Wachstum zu nutzen und weiter zu entwickeln.Sachsen-Anhalt liegt wirtschaftlich im guten Mittelfeld im bundesweiten Vergleich. Hohe Beschäftigungszahlen in kleinen und mittel-ständischen Unternehmen prägen das Bild des Landes. Es gibt eine hervorragende For-schungslandschaft, die auf die Wirtschaft ausgerichtet ist.

Historisch gesehen ist Sachsen-Anhalt die ehemalige »Hochburg« des Schwermaschi-nen- und Anlagenbaus. Die Ertüchtigung des Chemiedreiecks vor den Toren Magdeburgs ist eine weltweit einmalige Erfolgsgeschichte. Das vorhandene Knowhow ist einzigartig. Damit sind gute Voraussetzungen geschaf-fen, die Ziele der »Regionalen Innovations-strategie des Landes Sachsen-Anhalt von 2014 bis 2020« zu erreichen. Folgende Ziele und Maßnahmen wurden konkret benannt:

– Ausbau von Stärken und Innovationspo-tenzialen für mehr Wertschöpfung

– Identifikation von Leitmärkten– Etablierung des Leitmarktarbeitskreises

»Energie, Maschinen- und Anlagenbau, Ressourceneffizienz« als Gremium für den fachlichen Austausch zwischen Poli-tik, Wirtschaft und Wissenschaft

– Beschluss des Leitmarktarbeitskreises am 24. April 2015 zur Installation von drei Arbeitsgruppen: a) Maschinen- und Anlagenbau, b) Erneuerbare Energien, c) Industrie 4.0

– Installation der Arbeitsgruppe »Industrie 4.0« in Sachsen-Anhalt am 20. Juli 2015(koordiniert durch ifak und den FASA e.V.)

– Bearbeitung der Studie »Industrie 4.0 imMaschinen- und Anlagenbau Sachsen-Anhalt« durch den FASA e. V.

2 Die Initiative »Industrie 4.0 – Digi-tale Baustelle«

Das Initiieren von Leuchtturmprojekten ist eine spezielle Herausforderung. Mit der Lan-desinitiative »Industrie 4.0 – Digitale Baustel-

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le« ist ein für die Prozessindustrie und für die Raffinerien wichtiges innovationsvorhaben zwischen den Partnern TEC EPM GmbH und dem Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung in Sachsen-Anhalt auf den Weg gebracht worden.

2.1 Zielsetzung

Ein Ziel der Initiative ist es, Digitale Technolo-gien über Pilotierung zum Einsatz zu bringen und unproduktive Zeiten auf der Baustelle zu minimieren. Im Zuge der Projektinitiative »Digitale Baustelle« sollen Projekt- und Pilo-tierungspartnern aus dem Engineering-, Be-treiber-, Service Provider-, Forschungsdienst-leister- und IT-Umfeld ein Kompetenznetz-werk bilden und ein entsprechendes Projekt-netzwerk aufgebaut werden. Innerhalb dieses Netzwerkes werden Innovationsthemen im Rahmen von Industrie 4.0 initiiert und reali-siert.

Ein weiteres Ziel ist die Analyse, das Finden, Realisieren und Bereitstellen von innovativen Lösungen für die »Digitale Baustelle« der Zukunft. Eine Evaluierung und Pilotierung von Lösungen in praktischen Pilotprojekten ist ebenso angedacht wie die Installation neues-ter digitaler Technologien (Testung, Demonst-ration, Prototyping und Training) in Pilotbau-stellen. Ergebnisse werden über die Plattform »Digitale Baustelle« bereitgestellt.

2.2 Projektablauf

Das erste Gemeinschaftsprojekt innerhalb der Initiative »Digitale Baustelle« wurde zum 7. September 2015 gestartet und hat eine Lauf-zeit bis zum 31. Dezember 2017.

Folgende Arbeitspakete (AP) sind definiert:

– AP 01: Potential-Studie »Industrie 4.0 –Digitale Baustelle«

– AP 02: Sollprozesskonzept – Digitale Kette vom Engineering über die Baustel-lenprozesse bis zur Inbetriebnahme am Beispiel der Modellanlage

– AP 03: Konzeptstudie – intelligente Logistik auf digital, vernetzter Baustelle, incl. eines Prozess- und IT-Konzeptes am Beispiel der Modellanlage

– AP 04: Demonstrator IT-Plattform »Digi-tale Baustelle« als zentrales Informa-tions- und interaktives Kollaborations-portal (WEB/Mobile App) für die Baustel-le mit Datenbankdrehscheibe

– AP 05: Demonstrator Objekt Tracker »Digitale Baustelle« (Neue Methode zur strukturierten Verwaltung ortsbezoge-ner Objekte in einer einheitlichen Da-tenbank (zum Patent durch TEC EPM angemeldet)

– AP 06: Evaluierung der Demonstratoren im Pilotumfeld

Mit der Initiative des Landes Sachsen-Anhalt wird ein konkreter Impuls für den deutschen Anlagenbau gegeben, der die Wettbewerbs-fähigkeit der ansässigen Industrie im globalen Wettbewerb stärken wird.

Erste Ergebnisse werden anlässlich der 9. Fachtagung »Anlagenbau der Zukunft«, die im Zuge der 19. IFF-Wissenschaftstage am 22. und 23. Juni 2016 stattfindet, präsentiert.

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DER VIRTUELLE, INTERAKTIVE CHEMIE- UND INDUSTRIEPARK

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Dipl.-Ing. Nicole Mencke, ProjektleiterinFraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF

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LEBENSLAUF

Dipl.-Ing. Nicole Mencke

Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF, ProjektleiterinSandtorstraße 2239106 Magdeburg

Telefon: +49 391 4090 147E-Mail: nicole.mencke@iff.fraunhofer.de

2000 – 2007

2004 – 2007

seit 2007

Studium im Studiengang Computervisualistik, Otto-von-Guericke Universität Magdeburg, Fakultät für Informatik, Abschluss als Diplom-Ingenieurin für Computervisualisitik

Diplomarbeit: »Entwicklung einer allgemeinen Schnittstelle zur Kopplung realer Bedieneinheiten mit virtuellen Anlagen«

Praktikum und wissenschaftliche Hilfskraft, Fraunhofer IFF,Geschäftsfeld Virtuell Interaktives Training VIT

Wissenschaftliche Mitarbeiterin, Fraunhofer IFF, Geschäftsfeld Virtuell Interaktives Training VIT,Virtuelle Raum- und Strukturentwicklung

Realisierung zahlreicher Industrie- und Forschungsprojekte in folgenden Themengebieten:

– Gewerbeparkvisualisierung– Urbane Infrastrukturplanung– Gelände- und Stadtvisualisierung – Akzeptanzanalyse von Großraumprojekten

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DER VIRTUELLE, INTERAKTIVE CHEMIE- UND INDUSTRIEPARK

Dipl.-Ing. Nicole Mencke

1 Motivation

Leistungsfähige Wirtschaftsräume und -standorte sind in allen Regionen der Welt ein wesentlicher Faktor der Lebensqualität. Inno-vative Werkzeuge für ihre Vermarktung und Außendarstellung setzen fortschrittliche Technologien ein, die auch in anderen An-wendungsbereichen substantielle Mehrwerte erwarten lassen.

Virtuell-interaktive Standortinformations-systeme sind ein Instrument zum effektiven Erreichen eines möglichst großen Adressaten-kreises. Die Potentiale einer Wirtschaftsregion bzw. eines -standorts werden dabei über detailreiche, virtuelle 3D-Modelle sowie Ver-fahren der 3D-Computergrafik vermittelt. Durch die realistische Darstellung und die interaktiven Komponenten erhält der Adres-satenkreis einen schnell verständlichen und umfassenden Überblick über z. B. Freiflächen oder bereits vorhandene Gebäude- und Werksstrukturen. Eine adäquate geografische Einordnung über differenzierte Modellebenen ist eine mögliche Basis für einen einfachen thematischen Einstieg des Anwenders und die fachliche Vernetzung der bereitgestellten Informationen.In der praktischen Anwendung haben sich folgende Ebenen als relevant erwiesen:

– Überregionale Modellebene– Regionale Modellebene– Standort-Modellebene– Objekt-Modellebene

Bild 1: Digitaler Lageplan eines virtuell, interakti-ven Chemie- und Industrieparks,

Quelle: Fraunhofer IFF

Durch die Vernetzung dieser Ebenen kann der Benutzer von der Übersichtsdarstellung der gesamten Region, über die Darstellungs-ebene einzelner Standorte bis in die Ebene eines Unternehmens oder eines Grundstückes gelangen.Der Prozess der Gestaltung solcher virtuellen Abbilder von Chemie- und Industrieparks ist grundsätzlich identisch. Unterschiede erge-ben sich meist nur aus lokalen Spezifika und Auftraggeberanforderungen. Die Erstellung erfolgt auf Basis von Laserscandaten, Ortho-fotos und digitalen Plänen. Maßhaltige Ob-jekte mit fotorealistischer Fassaden in ver-schiedenen Detailgraden (LoD) werden in die Visualisierungen integriert.

2 Anwendungsfeld Digitale Baustelle

Baustellen in ihren verschiedenen Formen sind ein Anwendungsfeld mit vielfältigem Optimierungspotential. So sind sie auf der

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Basis von Papierplänen aufwändig zu planen und umzugestalten und der Zeit- und Perso-nalaufwand für die tägliche Einweisung und Qualifizierung des Personals ist oft sehr hoch. Die einzelnen Arbeitsschritte und -abläufesind schwer zu kontrollieren, u.a. weil die Informations- und Personalkette für die Übermittlung von Informationen zum aktuel-len Arbeitsstand sehr lang ist.Damit ergibt sich ein hohes Optimierungspo-tential bei Prozessen und Werkzeugen, wel-ches durch Digitalisierung und der Integration von unterschiedlichen Systemen wahrge-nommen werden kann.

Bild 2: Basisarchitektur Digitale Baustelle, Quelle: Fraunhofer IFF

Die Digitale Baustelle umfasst das digitale Baustellenmanagement mit den Zielen der Senkung der unproduktiven Zeiten, der Erhö-hung der Arbeitssicherheit, der Verbesserung der Arbeitsqualität sowie der Sicherstellung

des Fortschrittsmonitorings. Dafür stellt das Projekt Unterstützung auf Management-, Prozess- und Arbeitsebene zur Verfügung. Die Projektinhalte fokussieren dabei auf eine erweiterbare, modulare Gesamtarchitektur, die Kopplung von branchenspezifischen Standardsystemen, die Integration intelligen-ter und vernetzter Komponenten und hat als Arbeitsgrundlage virtuell-interaktive Visuali-sierungen.

3 Der Digitale Lageplan

Der Digitale Lageplan ist das Grundmodul für die Digitale Baustelle und basiert u.a. auf den Erfahrungen und technologischen Entwick-lungen aus Projekten der virtuell-interaktiven Chemie- und Industrieparks. Dazu zählen u.a. der industrieparkbezogene Digitale Lageplan, das Ebenenmodell, sowie der allgemeine Erstellungsprozess solcher digitaler Werkzeu-ge und ihre Integration in die Arbeitsprozesse und Systemumgebungen der Kunden.Eine wesentliche Funktion des Digitalen La-geplans der Digitalen Baustelle wird sich auf die Visualisierung der Vor-Ort-Situation und -Prozesse der Baustelle fokussieren. Sie ent-hält die Draufsicht auf den Grund und Boden, erlaubt einen 2D/3D-Wechsel und stellt die Situation in unterschiedlichen Abstraktions-graden dar.Die Planungsfunktionalitäten umfassen semi-automatische Funktionen zur Generierung des Digitalen Lageplanes, die Einrichten bzw. Erweiterung der Baustelleninfrastruktur und Baustelleinrichtung, sowie weitere Zusatz-funktionen, u.a. Ermittlung Flächeninhalte, Abstände, die Berechnung von Flächennut-zung, Flächenverbrauch und die Berechnung optimaler Wege.

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4 Einsatz und Ausblick

Der Digitale Lageplan als Basismodul der Digitalen Baustelle kann von umfangreichen Prozess- und IT-Erfahrungen von Projekten virtuell, interaktiver Chemie- und Industrie-parks profitieren. Als zentraler Kern stellt er die Visualisierungskomponente der relevan-ten Informationen aus den anderen Modulen der Digitalen Baustelle dar und dient der Planung der Baustelle, sowie der Information bzw. Schulung aller Beteiligten. Die Wei-ternutzung in der Betriebsphase bei Visuali-sierungs- und Optimierungsaufgaben, sowiefür Marketing und Information unterstreicht den nachhaltigen Gestaltungsansatz des Werkzeuges.Die Möglichkeiten der Virtuellen Realität, sowie die identifizierten Integrationsansätze werden erfolgreich eingesetzt, um die Kom-plexität der Digitalen Baustelle über das ge-samte Spektrum der verschiedenen Betrach-tungsmaßstäbe in seiner inhaltlichen Vielfaltund kontextsensitiven Einordnung darzustel-len.

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OBJEKT TRACKER – VERFOLGUNG UND VISUALISIERUNG VON OBJEKTEN AUF DER BAUSTELLE

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Dr.-Ing. Stefan Osterburg, SystemarchitektTEC EPM GmbH

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LEBENSLAUF

Dr.-Ing. Stefan Osterburg

TEC EPM GmbH, SystemarchitektListemannstraße 1039104 Magdeburg

E-Mail: stefan.osterburg@tecepm.com

1996 – 2001

2002 – 2003

2003 – 2006

2006 – 2009

seit 2009

Studium der Informatik, Otto von Guericke-Universität, Magdeburg

Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung, Magdeburg

ERP-Entwicklung und Beratung Aston IT Consulting/Tectura, Magdeburg, Entwicklung einer Branchenlösung für die Instandhaltung technischer Anlagen

Wissenschaftlicher Mitarbeiter/Doktorand, Otto von Guericke-Universität, Magdeburg, Industrialisierung der IT-Dienstleistungsproduktion, Instandhaltungsmanagement in Rechenzentren

Nebenberuflich selbstständig als ERP-Entwickler

Systemarchitekt, Tectura / TEC EPM, Magdeburg, Entwicklung von IT-Lösungen für Instandhaltungs- und Shutdownmanagement technischer Anlagen

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OBJEKT TRACKER – VERFOLGUNG VON OBJEKTEN AUF DER BAUSTELLE

Dr.-Ing. Stefan Osterburg

1 Motivation

Die zunehmende Verfügbarkeit und Genau-igkeit ermöglicht es zunehmend Ortungsin-formationen von jeglicher Art beweglicher aber auch stationärer Objekte (z.B. Maschi-nen, Werkzeuge, Personen usw.) zu ermit-teln. Aufgrund der Vielzahl und Heterogeni-tät an Objekten, die in verschiedenen An-wendungsszenarien denkbar sind, genügt die reine Speicherung der Ortungsdaten jedoch nicht zur effektiven Informationsauffindung und entspricht nicht der Komplexität der Objektbeziehungen, die über die reine

örtliche Beziehung hinausgeht.Abbildung 1 zeigt ein typisches Beispiel eines solchen Beziehungsgeflechts auf einer Anla-genbaustelle. Eine ganze Reihe von Objektty-pen sind hier noch nicht einmal berücksich-tigt, z.B. Equipments, Stücklisten, Anlagenbe-reiche, Waschplätze, Werkstätten, Läger, Straßen und viele mehr.

2 Methode zur Datenspeicherung

Zur Strukturierung dieser komplexen Daten-beziehungen wurde die Methodeunter dem Oberbegriff »Objekt Tracker«

Abbildung 1: Objektbeziehungen auf der Baustelle Quelle: TEC EPM GmbH

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entworfen, um Ortungsdaten und die Bezie-hungen zwischen Objekten gleichen und unterschiedlichen Typs in einer gemeinsamen Datenstruktur abzubilden.

Das Grundprinzip ist aus verschiedenen Berei-chen von gängigen betriebswirtschaftlichen Softwaresystemen bekannt. So werden zum Beispiel technische Anlagen hierarchisch als »Technische Platz«-Strukturen abgebildet, denen die physischen Maschinen als Ausrüs-tungen bzw. Equipments zugeordnet wer-den. In ähnlicher Weise werden Maschinen als Stücklisten abgebildet, oder Organisati-onsstrukturen der Mitarbeiter von Unterneh-men.

Typisch ist dabei eine Beziehungsstruktur homogener Objekte. Im Unterschied dazu sollen durch die beschriebene Methode hete-rogene Objektstrukturen explizit abgebildet werden, die in bisher gängigen Softwaresys-temen bestenfalls implizit existieren.

Zur Lösung dieses Problems wird eine einfa-che relationale Datenbank so strukturiert, dass die Basisinformationen (bestehend min-destens aus Identifikation, Name, Typ) aller Objekte unabhängig von Ihrem Typ in einer Datenbanktabelle gespeichert werden. Or-tungsdaten zu jedem Objekt werden mit einer zeitlichen Gültigkeit (Beginn und ggf. Ende) in einer zweiten Tabelle gespeichert.

Beziehungsinformationen (»Objekt A ist zu Objekt B zugeordnet«) werden – ebenfalls mit einer zeitlichen Komponente (Beginn und ggf. Ende) in einer weiteren Datenbanktabel-le erfasst. Optional ist eine Benennung der

Beziehungsart möglich, wobei sich ggf. über Konfigurationstabellen festlegen lässt, welche Restriktionen zur Herstellung von Beziehun-gen ggf. gelten und wie sich die Herstellung einer Beziehung auf die aktuellen Ortungsda-ten der beteiligten Objekte auswirken (z.B. »Objekt A übernimmt Ortungsdaten von Objekt B«).

Durch die einheitliche Speicherung jeglicher Art von Objekten sind diese leichter auffind-bar und logistische Informationen, die sich sowohl aus der Ortungs- als auch der Bezie-hungshistorie ergeben, besser auswertbar als in bestehenden heterogenen Softwareland-schaften. Durch die Herstellung von Schnitt-stellen zu den bestehenden Softwareland-schaften als Lieferant von Detailinformatio-nen zu den Objekten wird eine übergeordne-te Informationsnavigation über die Informati-onen aus verschiedenen Softwaresystemenhinweg ermöglicht.

Abbildung 2 verdeutlicht diesen Ansatz. Die Objekt Tracker Datenbank dient dabei in vielerlei Hinsicht weniger als eigenständige Datenquelle, sondern aggregiert über ver-schiedene Schnittstellen grundlegende Basis-daten aus verschiedenen IT-Systemen.

3 Die Objekt Tracker App

Die Objekt Tracker App ist eine erste Anwen-dung, die basierend auf der beschriebenen Datenstruktur eine einfache Navigation von Objekt zu Objekt entlang der Beziehungsin-formationen ermöglicht und dabei als Ein-stiegspunkt die Objektsuche, Nutzung der

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Ortungsdaten in einer Karte, benutzerspezifi-sche Voreinstellungen oder die Wurzel der Baumstrukturen verschiedener Objekttyphie-rarchien verwenden kann.

Dadurch wird ein Startobjekt bestimmt, des-sen Basis- und ggf. Detailinformationen an-gezeigt werden, verbunden mit einer Darstel-lung aller anderen Objekte, die in Beziehung zu diesem Objekt stehen, oder sich in dessen örtlicher Nähe befinden. Durch Auswahl eines dieser Objekte wechselt die Anzeige zu die-sem Objekt. Das Beispiel für die Anwendung dieser Methode ist die Wartung einer techni-schen Anlage. Hier werden unter anderem die technische Struktur (Technische Plätze mitOrtungsdaten) abgebildet, die Zuordnung von Ausrüstungsgegenständen zu dieser Anlage; Ersatzteile, deren Strukturen und

Abbildung 2: Einbindung der Objekt Tracker Datenbank in bestehende Architekturen,

Quelle: TEC EPM

Zuordnung zu Ausrüstungsgegenständen; Lageplaninformationen (Straßen, Gebäude, Sicherheitsbereiche); Personen (Arbeiter) und deren Organisationsstrukturen, Zuordnung zu Technischen Plätzen, Ausrüstungsgegenstän-den, Tätigkeiten, Werkzeugen; Werkzeuge und deren Zuordnung zu Tätigkeiten, Ausrüs-tungsgegenständen, Personen; (Wartungs-) Tätigkeiten und deren Zuordnung zu Ausrüs-tungen, Personen, Werkzeugen u.v.m.

4 Objekt Tracker –Ein Anwendungsfall

Im Folgenden soll ein typischer Anwendungs-fall skizziert werden und wie sich dieser mit der Objekt Tracker App abbilden lässt.Ein Arbeiter möchte sich hierbei im Rahmen seiner täglichen Arbeit informieren. Der Auf-

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ruf der Objekt Tracker App führt ihn zunächst auf einen Anmeldebildschirm. Nach erfolgrei-chem Login erfolgt die Weiterleitung zum Hauptmenü (Abbildung 3).

Über den Einstiegspunkt »Meine Arbeit« werden dem Mitarbeiter die ihm zugeordne-ten Objekte vom Typ »Arbeit« angezeigt, durch Antippen einer Zeile werden entspre-chende Details angezeigt. (Abbildung 4).

Insbesondere wird hier die Beziehung zum Technischen Platz dargestellt, die den Aufruf weiterer Informationen ermöglicht. Weitere Möglichkeiten schließen die Darstellung von

Abbildung 3: Anmeldebildschirm, Hauptmenü, Quelle: TEC EPM

benötigten Arbeitsmitteln, Abhängigkeiten von anderen Arbeiten, Arbeitserlaubnisschei-nen usw. ein. Im Bild erkennbar ist auch die farbliche Signalisierung des Status der darge-stellten Objekte. Durch die Navigation ent-lang der Objektbeziehungen können weitere

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Informationen abgerufen werden. Im Beispiel wird so erkennbar, dass im zu wartenden Behälter noch der Behälter selbst und zwei zugehörige Rohrleitungen als »in Betrieb« befindlich mit gelbem Status markiert werden (Abbildung 5).

Im Beispielszenario könnte sich der Arbeiter daher entscheiden, zunächst eine andere Tätigkeit auszuführen und ruft sich daher die Informationen des zugehörigen Equipments »Pumpe P1« ab (Abbildung 6).

Abbildung 4: Meine Arbeit, Details zur Arbeit, Quelle: TEC EPM

Die App ermöglicht ebenfalls das Hinterlegen und Abrufen von Bildern und Dokumenten zu jedem Objekt (Abbildung 7 und Abbildung 8). Im Beispiel nicht dargestellt ist die Mög-lichkeit, zusätzlich zu den Standardfeldern für jeden Objekttyp weitere Felder zu definieren und an den Objekten mit Inhalt zu füllen.

Zu Visualisierung der Ortungsdaten ist die Anzeige auf einer Karte / Lageplan möglich (Abbildung 9).

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Die App bietet zudem eine (einfach ausge-prägte) Möglichkeit, die Ortungsdaten eines Objekts, auch unter Zuhilfenahme der Or-tungsfunktion des verwendeten mobilen Geräts, zu verändern. Der ebenfalls eher einfach ausgeprägte Status kann durch den Benutzer auch bearbeitet werden. Beides bewirkt ein Logging der Veränderungen mit einem Zeitstempel. Die entsprechenden Da-ten können ebenfalls innerhalb der App auf der Karte visualisiert werden oder später

Abbildung 5: Navigation durch Objekt-Beziehungen, Quelle: TEC EPM

durch ein externes Reporting ausgewertet werden.

5 Aktueller Stand und Ausblick

Die bisherigen Überlegungen und die aktuelle Umsetzung der Objekt Tracker App be-schränken sich im Wesentlichen auf das Ba-sis-Prinzip der Abbildung von Objektbezie-hungen und Ortungsdaten in Verbindung mit einer entsprechenden Navigation innerhalb

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der App. Einige Ergänzungen ermöglichen die Nutzung von benutzerdefinierten objekttyp-spezifischen Feldern, das Hinterlegen von Dokumenten und Bildern und die Anzeige von Statusinformationen. Ein einfaches rol-lenbasiertes Nutzerkonzept stellt die Vertrau-lichkeit der Daten sicher.

Weitere Fragestellungen und Aufgaben sind zur im Rahmen der Weiterentwicklung von Konzept und App zu klären und entwerfen, z.B.:

Abbildung 6: Equipment Details, Quelle: TEC EPM

– Semantik von Beziehungen– Bedeutet die Veränderung einer Bezie-

hung auch eine Ortsveränderung von beteiligten Objekten?

– Bedeutet eine Ortsveränderung eines Objekts auch eine Änderung der Bezie-hung?

– Kann aus Orts- oder Beziehungsverän-derungen auf eine Änderung des Ob-jekt-Status geschlossen werden (z.B. au-tomatische Fertigmeldung von Arbeit)?

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– Wie können Ortsveränderungen einesObjekts entlang einer Beziehungshierar-chie vererbt werden?

– Abgrenzung der in der Objekt TrackerApp verfügbaren Daten (aktuelle vs. His-torische Daten, Art der Objekte)

Unabhängig von diesen Überlegungen steht die Objekt Tracker App zeitnah für erste Kundeninstallationen zur Verfügung. Die größte Herausforderung ist dabei die Anbin-dung der Daten liefernden Systeme bzw. generell die Datenbeschaffung und Struktu-rierung.

Abbildung 7: Bilder zum Objekt, Quelle: TEC EPM

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Abbildung 8: Dokumente zum Objekt,Quelle: TEC EPM

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Abbildung 9: Lageplan zum Objekt,Quelle: TEC EPM

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IMPRESSUM

Arbeitsbericht24. Industriearbeitskreis »Kooperation im Anlagenbau«»Industrie 4.0 – Digitale Baustelle«18.11.2015, Magdeburg, Germany

Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFFHerausgeber:Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E. h. Dr. h. c. mult. Michael SchenkSandtorstraße 22 | 39106 MagdeburgTelefon +49 391 4090-0 | Telefax +49 391 4090-596ideen@iff.fraunhofer.dehttp://www.iff.fraunhofer.de

Redaktion: Andrea UrbanskyTitelfoto: Dirk Mahler | Fraunhofer IFFFotos, Bilder, Grafiken: Soweit nicht anders angegeben,liegen alle Rechte bei den Autoren der einzelnen Beiträge.

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