Projekte

CyberTech

Advanced Systems Engineering für die Arbeitsgestaltung von Cyber-technischen Systemen (CyberTech)

Programm: PDA Forschung für Produktion, Dienstleistung und Arbeit
Bekanntmachung: Beherrschung der Komplexität soziotechnischer Systeme - Ein Beitrag zum Advanced Systems Engineering für die Wertschöpfung von morgen (PDA_ASE)
Wettbewerb: Beherrschung der Komplexität soziotechnischer Systeme – Ein Beitrag zum Advanced Systems Engineering für die Wertschöpfung von morgen (PDA_ASE)

Kurzbeschreibung:
Ziel des Forschungsprojekts CyberTech ist die Erarbeitung von geeigneten, softwarebasierten Werkzeugen zur Informationsintegration im Entstehungsprozess von Maschinen und Anlagen. Dabei spielt die menschzentrierte Arbeitsgestaltung, basierend auf digitalisierten Prozessen und Methoden, eine maßgebliche Rolle innerhalb der Organisation von Unternehmen. Durch Schulungskonzepte und Gestaltungshinweise können Mitarbeitende unterstützt und Arbeitsabläufe optimiert werden. Die prototypische Umsetzung erfolgt durch den Aufbau sowie die virtuelle und physische Inbetriebnahme von Demonstratoren für den Maschinen- und Anlagenbau sowie in der Medizintechnik. Durch die erarbeiteten sozio-technischen Methoden, Schulungskonzepte und Leitfäden kann die Komplexität zukünftiger Entwicklungsprozesse für selbstoptimierende Maschinen bzw. Dienste menschzentriert beherrscht werden. Die Erkenntnisse werden darüber hinaus in wissenschaftlichen Lehr- und Lernlaboren für die Aus- und Weiterbildung vor allem KMU zugänglich gemacht.

www:
https://www.ase-cybertech.de

Projektdauer: 01.02.2021 − 31.01.2024

Projektkoordinator:
Dr. Sven Kleiner
:em engineering methods AG
Telefon: +49 6151 7376-133
E-Mail: sven.kleiner@em.ag

Ansprechpartner bei PTKA:
Dipl.-Ing. Stefan Scherr
Telefon: +49 721 608-25286
E-Mail: stefan.scherr@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

Problemstellung
Die ausgeprägte, vernetze Entwicklungsarbeit über den gesamten Produktlebenszyklus und über Unternehmensgrenzen hinweg sowie eine an den Produktentstehungsprozess angepasste Arbeitsorganisation erfordern eine angepasste Herangehensweise. Beispielsweise verstärkt der vermehrte Einsatz von Sensorik in Maschinen und Anlagen die Komplexität des Produktentstehungsprozesses von neuartigen Maschinen und Anlagen zu cyber-physischen Systemen. Bei diesen stehen nicht nur die konstruktive Auslegung sowie Automatisierungstechnik im Fokus, sondern auch der zunehmende Austausch sowie die Analyse vorhandener und verteilter Daten, beispielsweise für eine vorausschauende Wartung und neuartige Dienstleistungskonzepte. Damit ein Zusammenspiel von Nutzern, Monteuren und Entwicklern reibungslos funktionieren kann, sind dazu geeignete Methoden und neue Schulungsmaßnahmen bereitzustellen.

Projektziel
Ziel des Forschungsprojekts CyberTech ist die Erarbeitung von geeigneten, softwarebasierten Werkzeugen zur Informationsintegration im Entstehungsprozess von Maschinen und Anlagen. Dabei spielt die menschzentrierte Arbeitsgestaltung, basierend auf digitalisierten Prozessen und Methoden, eine maßgebliche Rolle innerhalb der Organisation von Unternehmen. Durch Schulungskonzepte und Gestaltungshinweise können Mitarbeitende unterstützt und Arbeitsabläufe optimiert werden.

Vorgehensweise
Dies erfordert eine systematische Analyse bereits bestehender Arbeitsumgebungen und die Ableitung von Gestaltungsmöglichkeiten am Beispiel des Maschinen- und Anlagenbaus sowie der Medizintechnik. Einerseits werden auf der organisatorischen Ebene, z. B. mittels agiler und interdisziplinärer Teams, neuartige Arbeitsformen entwickelt und erprobt. Andererseits werden zur besseren Qualifizierung aller Beteiligten, beispielsweise Schulungsangebote im Bereich arbeitsorientiertes Lernen definiert und in Leitfäden erfasst. Aus technischer Sicht wird ein Sensorbebauungsplan konzipiert, der alle Sensoren auch digital im Produktentstehungsprozess abbilden kann. Mit Sensordaten aus der späteren Nutzungsphase wird daraus ein Digitaler Zwilling erzeugt, welcher zur weiterführenden Produktoptimierung verwendet wird. Unter Verwendung von KI-Methoden werden hierzu entsprechende Softwarebausteine entwickelt.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Die prototypische Umsetzung erfolgt durch den Aufbau sowie die virtuelle und physische Inbetriebnahme von Demonstratoren für den Maschinen- und Anlagenbau sowie in der Medizintechnik. Durch die erarbeiteten sozio-technischen Methoden, Schulungskonzepte und Leitfäden kann die Komplexität zukünftiger Entwicklungsprozesse für selbstoptimierende Maschinen bzw. Dienste menschzentriert beherrscht werden. Die Erkenntnisse werden darüber hinaus in wissenschaftlichen Lehr- und Lernlaboren für die Aus- und Weiterbildung vor allem KMU zugänglich gemacht. Zudem werden die Ergebnisse über Verbände und Arbeitsgruppen verbreitet sowie für die Fachöffentlichkeit publiziert.

Publikationen

Expertenvideos zu "Advanced Systems Engineering" im YouTube-Kanal des Fraunhofer IEM
Autor: Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
Erscheinungsjahr: 2021
Beschreibung: Eine neue Perspektive für die Wertschöpfung von morgen. In den Forschungsprojekten der Fördermaßnahme „Beherrschung der Komplexität soziotechnischer Systeme – Ein Beitrag zum Advanced Systems Engineering für die Wertschöpfung von morgen (PDA_ASE)“ wird das zukünftige Engineering durch eine Vernetzung und Unterstützung der Aktivitäten des Advanced Systems Engineering (ASE) in Wissenschaft und Wirtschaft erforscht und gestaltet. Advanced Systems Engineering ist ein breites Themenfeld, in dem Technologien, Methoden und Kompetenzen aus verschiedenen Domänen zusammengeführt werden müssen.

Hier sehen Sie, was unsere Experten dazu sagen.

Projektträger

Projektträger Karlsruhe (PTKA)
Produktion, Dienstleistung und Arbeit
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen

+49 (0)721 608-25281
+49 (0)721 608-992003

info@ptka.kit.edu
Standort Dresden
PTKA

Ansprechpartner

Sekretariat Karlsruhe

Celina Gabber und Solvig Grünitz

+49 (0)721 608-25281
zentralessekretariat@ptka.kit.edu

Sekretariat Standort Dresden

Heike Blumentritt

+49 (0)721 608-31435
heike.blumentritt@kit.edu