Themenbroschüre visIT: Aktuelle Einblicke in unsere Forschung

In unserer Themenbroschüre visIT bekommen Sie in konzentrierter Form tieferen Einblick in jeweils ein Schwerpunktthema unserer Forschung. Hier kommen unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler selbst zu Wort und berichten über Projekte, Entwicklungen und Ergebnisse.

Auf Wunsch nehmen wir Sie gerne in den Verteiler für die Print- oder Digitalausgabe - Sie bekommen visIT dann ca. zwei bis drei Mal pro Jahr kostenlos zugeschickt. Schreiben Sie dazu einfach eine E-Mail an: publikationen@iosb.fraunhofer.de oder nutzen Sie das in der Teaserbox rechts bzw. unten verlinkte Bestellformular.

Begleitend zu visIT erscheint jeweils der vierseitige Newsletter InfOSB mit aktuellen Informationen aus allen Sparten des Instituts. visIT-Abonnenten bekommen ihn automatisch.

Im Jahr 2012 wurde die vierte industrielle Revolution ausgerufen: Industrie 4.0 ist ein Exportschlager, und Unternehmen, Forschungseinrichtungen und öffentliche Stellen weltweit haben Projekte gestartet und durchgeführt, um ihre eigene Digitalisierung voranzubringen. Trotz großer Erfolge in der Forschung liegen Deutschlands Firmen bei der Digitalisierung allerdings im internationalen Vergleich nur im Mittelfeld. Die Frage ist: Warum ist das so? Vielleicht haben sich deutsche Unternehmen bei Industrie 4.0 darauf fokussiert, zunächst ihre eigenen Fabriken effizienter zu machen, und weniger darauf geschaut, kundenbezogene Mehrwerte zu schaffen. Die Sorge, Daten mit Kunden, Zulieferern oder Ausrüstern zu teilen, hat Überlegungen überwogen, wel- che Potenziale sich ergäben, wenn innerhalb der Wertschöpfungsnetzwerke Daten ausgetauscht würden. Und: Standards, die die verschiedenen Akteure wie selbstverständlich nutzen, waren den Firmen unbekannt oder nicht verfügbar.

Mit diesem Heft wollen wir dazu beitragen, diese Argumente zu entkräften: Datenaustausch in Datenräumen und Digitale Zwillinge sind vielversprechende Lösungen, um die Digitalisierung voranzubringen. Und sie sind zwei Seiten einer Medaille: Ohne Digitale Zwillinge, die auf offenen Standards beruhen, gibt es keinen effizienten Datenaustausch. Datenräume und die ihnen zugrundeliegenden Prinzipien sorgen dafür, dass digitale Lösungen skalieren.

Unsere Gastautoren berichten aus der Praxis ihrer Datenraumprojekte und -initiativen: Roland Rosen (Siemens AG) als Leiter des Verbundprojekts Factory-X und der Erfahrung aus fast drei Jahren Catena-X. Georg Kube (SAP) befasst sich intensiv mit Datenräumen und Datenökosystemen und deren Interoperabilität, sodass Software-Applikationen branchenübergreifend genutzt werden können. Hanno Focken (Cofinity-X) arbeitet in der ersten Betreibergesellschaft für Shared Services eines industriellen Datenraums, Catena-X. Georg Schnauffer (ARENA2036) steht wie kaum ein anderer für zielgerichteten Transfer der Datenraumlösungen in mittelständische Unternehmen. Die Zusammenarbeit zwischen Forschung bei Fraunhofer und Unternehmen zeigt, dass FuE-Ergebnisse tatsächlich schnell in die Praxis gebracht werden können – um so die Digitalisierung in der deutschen Industrie voranzubringen.

Wir wünschen viel Freude beim Lesen unserer Ausgabe »Datenräume und Digitale Zwillinge«.

Inhalt

Die Links führen Sie direkt auf die entsprechende Seite des ePapers:

• Manufacturing-X bringt den Durchbruch für die Digitalisierung  in der Fertigungsindustrie
  Georg Kube, Olaf Sauer
• Manufacturing-X  – Bauplan und Rolle Digitaler Zwillinge
  Jürgen Schmelting, Olaf Sauer 
• Factory-X – Erobern Digitale Zwillinge den Shopfloor?
  Roland Rosen
• Systemumgebung für Digitale Zwillinge – Referenzmodell und Eclipse Werkzeuge
  Thomas Usländer, Ljiljana Stojanovic, Florian Pethig
• Maschinelles Lernen und Engineering-Modelle für hybride Digitale Zwillinge
  Constanze Hasterok, Julius Pfrommer
• Digitale Zwillinge und Datenräume: der FA³ST-Ansatz
  Friedrich Volz, Ljiljana Stojanovic
• Digitale Zwillinge im Kunststoffrecycling – Waste4Future:  Flexible Wahl des sinnvollsten Recyclingpfads
  Michael Baumann, Georg Maier
• Digitale Zwillinge und souveräner Datenaustausch für die energetische Transformation der Industrie
  Oliver Warweg, Stefan Klaiber
• Datenräume und -portale im energiewirtschaftlichen Einsatz: aus der Sicht eines großen europäischen IT-Providers
  Michael Laskowski
• Transfer-X – Wie Forschungsergebnisse das »Tal des Todes«  überwinden
  Georg Schnauffer, Olaf Sauer
• Catena-X – Betrieb eines Datenökosystems
  Hanno Focken
• Forschungsfabriken sind Entwicklungs-, Test- und Demonstrationszentren
  Geschäftsfeld AD
• Fazit und Zusammenfassung
  Geschäftsfeld AD

Bedürfnisse der Gegenwart so zu befriedigen, dass die Möglichkeiten zukünftiger Generationen nicht eingeschränkt werden – so definiert das Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung den heute allgegenwärtigen Nachhaltigkeitsbegriff. Die Bedeutung nachhaltigen Handelns und Wirtschaftens ist in der Breite der Gesellschaft angekommen, jüngste Entwicklungen und Krisen heben die Notwendigkeit weiterer Maßnahmen jedoch hervor. Die Klimakrise mit all ihren Konsequenzen, vermehrte Ressourcenknappheit und globale Konflikte sind nur wenige Beispiele, die dies untermauern.

Mit den 17 Nachhaltigkeitszielen der 2030-Agenda haben die Vereinten Nationen einen programmatischen Rahmen zur Verwirklichung einer weltweiten nachhaltigen Gesellschaft geschaffen. Technische Innovationen spielen dabei eine Schlüsselrolle: Sie helfen, Ressourcen effizienter zu nutzen, den Energiebedarf zu reduzieren, Kreislaufwirtschaften zu etablieren und umweltfreundliche Alternativen zu entwickeln. Das Fraunhofer IOSB forscht seit vielen Jahren an Technologien, die für die Erreichung der Nachhaltigkeitsziele eine Schlüsselrolle spielen – in den Bereichen Lebensmittelproduktion und Landwirtschaft, Recycling und sichere Materialversorgung, resiliente Wassersysteme und Energieversorgung. In diesem Sinne widmet sich dieses Heft unserem Beitrag zu Technologien für Nachhaltigkeit.

In einem Gastbeitrag erläutert Christoph Hilgers die Potenziale des Einsatzes von Hyperspectral Imaging für den effizienten und ressourcenschonenden Bergbau. Paul Bäcker, Felix Kronenwett, Lukas Roming und Henning Schulte zeigen auf, wie Machine-Vision-Systeme unter Einsatz von KI-Verfahren aktuelle Herausforderungen beim Recycling von Bauschutt, Kunststoff, Elektrogeräten und Sperrmüll lösen helfen. Anna Taphorn, Pascal Gauweiler und Felix Kronenwett erläutern, wie sich diese Technologien für die Lebensmittelproduktion von morgen einsetzen lassen. Thomas Rauschenbach beschreibt die Entwicklung hierarchischer Kontrollstrukturen für effektive und nachhaltige Aquaponiksysteme. Stefan Klaiber widmet sich der Effizienzsteigerung eines Wärmenetzbetriebes.

Zur besseren Einordnung sind alle Beiträge mit den Logos der entsprechenden UN-Nachhaltigkeitsziele versehen.

»Technologien für Nachhaltigkeit« sind ein zukunftsweisendes Thema, das uns in den nächsten Jahren verstärkt begleiten wird.

Wir wünschen viel Freude und Anregungen bei der Lektüre unseres Heftes! 

Inhalt

Die Links führen Sie direkt auf die entsprechende Seite des ePapers:

• Hyperspektrale Identifikation von Mineralen
  Christoph Hilgers, Thomas Längle
• Entfernung von Schadstoffen aus Bauabfällen
  Paul Bäcker, Felix Kronenwett 
• Herausforderungen in der Kunststoffsortierung
  Lukas Roming, Felix Kronenwett
• ASKIVIT – Altholz in Sperrmüll: Zu schade für die Verbrennung
  Lukas Roming, Robin Gruna
• PA-NIRSort – Mit KI und hyperspektraler Bildgebung  Pyrrolizidinalkaloid-haltige Beikräuter sicher erkennen
  Georg Maier, Felix Kronenwett
• Sensortechnologien gegen Lebensmittelverschwendung
  Anna Taphorn, Benedikt Fischer
• MetallKiDD – Rückgewinnung von Technologiemetallen mithilfe KI-gestützter Sortierung
  Henning Schulte, Manuel Bickel
• KI-iREPro – KI-basierte Bildauswertung für stockgenaues  Weinreben-Monitoring und effizientere Erntelogistik
  Benedikt Fischer, Pascal Gauweiler
• Nachhaltiges Management von Aquaponik-Systemen:  Ein ganzheitlicher Ansatz
  Thomas Rauschenbach, Divas Karimanzira
• Agent4Heat: Optimale Betriebsführung Cross-Sektoraler Energie- systeme – unter Beachtung der dynamischen Charakteristik von  Wärmenetzen 
  Stefan Klaiber, Jonas Pemsel