Das Institut für Betriebsorganisation & Logistik (IBL) ist seit vielen Jahren aktiv im Forschungsbereich „Industrie 4.0“ der Technischen Hochschule Ulm (THU) engagiert. Im Fokus stehen praxisnahe und anwendungsorientierte Projekte zur digitalen Transformation industrieller Prozesse.
Zu den bisherigen und laufenden Aktivitäten zählen unter anderem die Projekte „Industrie 4.0 aus dem Koffer“ und „ZAFH Intralogistik“, das kooperative Promotionskolleg „Cognitive Computing in Socio-Technical Systems“ sowie das aktuelle Projekt „LCA4All“
Ergänzend beteiligt sich das Institut an internen Forschungsinitiativen sowie studentischen Projekten, die eng mit den Themenfeldern Industrie 4.0, Digitalisierung und intelligente Systeme verknüpft sind.
Aufbau einer Lernfabrik:
Das Institut entwickelt aktuell sein Logistik-Labor zu einer Lernfabrik weiter. Die vorhandenen Systeme werden in diesem Zuge auf den Ebenen des Materialflusses und der Informationstechnologie vernetzt. Die zentrale IT-Technologie dabei ist OPC UA, Grundlage des Steuerungskonzepts ist die Skill- und Service-basierte Automatisierung. Das zentrale Ziel der Lernfabrik ist es, Studierenden ein Lernumfeld zu bieten, das die Dynamik, Flexibilität und Wandelbarkeit von heutigen Produktionssystemen in der Praxis erfahrbar, beherrschbar und gestaltbar macht.
Der Aufbau der Lernfabrik ist Teil des THU-weiten Projekts THUProf4.0, das aus dem BMBF-Programm FH-Personal gefördert wird und eine Schwerpunktprofessur sowie wissenschaftliches Personal einbringt.
Projektleitung: Prof. Dr. Sven Völker
Aufbau eines Industrie 4.0-Demonstrators:
In diesem Gemeinschaftsprojekt mit dem Institut für Fertigungstechnik und Werkstoffprüfung, Bereich Automatisierungstechnik, entsteht eine Industrie 4.0-Demonstrationsanlage.Die physischen Produktions- und Logistikprozesse werden dabei mit fischertechnik-Komponenten realisiert, die auf zwei von drei Tischen des modularen Gesamtsystems in der obersten Ebene montiert sind.
Wichtige Elemente hier sind Bearbeitungsstationen, Förderbänder, Portalkräne und ein Hochregallager. Die Steuerung der Komponenten erfolgt durch reale SPSen und Kommunikationskomponenten, deren Software im Projekt entwickelt wird und Erkenntnisse aus der Forschung zur Skill- und Serviceorientierten Produktionssteuerung implementiert. Ein Bediener-Arbeitsplatz auf dem dritten Modul rundet das Paket ab.
Das Projekt wurde bisher durch mehr als 10 studentische Projekt- und Abschlussarbeiten vorangebracht. Der Demonstrator ist einer der Use Cases einer Promotion zu Service- und Skill-basierter Produktionssteuerung am Institut (Doktorand: Hr. A. Lober).
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Hartwig Baumgärtel
Kooperationspartner: Prof. Dr.-Ing. Lisa Ollinger (THU, Institut IFW)
Life Cycle Assessment von Wertschöpfungsketten für Kleine und Mittelständische Unternehmen (LCA4All):
Das Forschungsprojekt hat eine Laufzeit Oktober 2024 bis März 2026. Es ist ein Transferprojekt in Kooperation der Technischen Hochschule Ulm mit der Firma Valantic Supply Chain Excellence GmbH.
Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und ist Teil der Initiative DATI. Mit der Förderrichtlinie DATIpilot wird der Transfer von Wissen aus der Forschung in die Anwendung vorangetrieben, neue Lösungsansätze für gesellschaftliche Herausforderungen generiert und wichtige Erkenntnisse für die Innovations- und Transferförderung und den Aufbau der DATI gewonnen.in diesem vom BMBF im Programm DATIpilot öffentlich geförderten Forschungsprojekt werden ein Vorgehensmodell und eine Systemplattform für das Lifecycle Assessment für KMU erarbeitet.
Wir wollen KMU eine Hilfestellung geben, denn …
Mit dem Gesetz über die unternehmerischen Sorgfaltspflichten in Lieferketten geht eine Berichtspflicht (ESG Reporting) einher. Diese war bisher nur für Großunternehmen verpflichtend, aber ab der Bilanz 2025 müssen auch Unternehmen über 250 Mitarbeitende nachweisen, wo sie stehen und wie sie sich entwickeln wollen: Sie müssen ihre Geschäftsberichte um Angaben zu Umwelt-, Sozial- und Governance-Faktoren (ESG) ergänzen. Aber nicht nur die Größe bedingt eine Auskunftspflicht, viele KMUs sind Zulieferer und bereits heute mit den Forderungen aus der Lieferkette konfrontiert – und es fällt ihnen schwer. Ökobilanzen sind aufwendig zu erstellen, die DIN 14040 beschreibt das Vorgehen. Und hier möchten wir mit dieser Webseite weiterhelfen.
Unsere Mission...
Kleine und mittelständische produzierende Unternehmen (KMU) sollen durch das Projekt „LCA4All“ in die Lage versetzt werden, den Environmental Footprint ihrer Produkte innerhalb umfangreicher Lieferketten zu bestimmen und Reduktionspotentiale zu finden. Der Kerngedanke des Projektes LCA4All ist es, den Forschungsstand zum Lifecycle Assessment (LCA) in die Praxis zu überführen und eine innovative LCA-Software zur bedarfsgerechten Durchführung des LCA in Lieferketten von KMU aufzubauen und in Unternehmen zu erproben. Ergänzend dazu wird ein Leitfaden für die pragmatische Durchführung des LCA erstellt und in Unternehmen als Transferpartnern validiert.
Weitere Informationen zum Projekt LCA4All
Projektleitung: Prof. Dr. Sebastian Geier
Zur Projekt-Website www.lca4all.de
Aufbau einer Lernumgebung zum selbständigen, angeleiteten Lernen von Verfahren der Data Science (maschinelles Lernen) mit der Software KNIME mit einem durchgängigen Unternehmenskontext:
Basis dieses Projekts ist ein fiktives Unternehmen, die "Lichtgestalten GmbH", das mit Beleuchtungssystemen handelt und Komponenten dafür auch selbst herstellt. Im Kontext dieses Unternehmens wurden zahlreiche unterschiedliche Aufgabenstellungen identifiziert, für die Verfahren des Maschinellen Lernens gute Lösungsmöglichkeiten bieten. Die dafür erforderlichen Daten basieren zu einem Teil auf anonymisierten Daten eines realen Unternehmens, dessen Branche und Identität aber unkenntlich gemacht wurden.
Es wurde eine Serie von 11 angeleiteten Übungsaufgaben zu Verfahren wie ABC-XYZ-Analyse, Klassifikation mit Entscheidungsbäumen, lineare und polynomielle Regression und Clusterung aus Anwendungsbereichen wie Vertrieb (Kundenanalyse), Produktion (Predictive Maintenance, Qualitätssteuerung) und Distribution (Gestaltung eines Distributionsnetzwerks) der "Lichtgestalten GmbH" erstellt, die mit der No-Code-Analytics-Plattform KNIME gelöst werden können. Für jede Aufgabe gibt es unterschiedlich detaillierte Anleitungen und Beschreibungen. Für den Gesamtablauf wurde ein Lernpfad definiert. Ein großer Teil der Aufgaben wurden durch den Einsatz in einer Lehrveranstaltung durch Auswertung von Lerntagebüchern validiert. Die Firma KNIME begleitete das Projekt durchgehend seit 2022.
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Hartwig Baumgärtel
Aufbau digitaler Zwillinge von Laborsystemen und Konzepte zur virtuelle Inbetriebnahme:
Basierend auf Methoden und Werkzeugen zur Simulation, Emulation, service-orientierten Kommunikation u.m. werden digitale Zwillinge von Laborsystemen wie dem AKL, der Elektrohängebahn und des Industrie 4.0-Demonstrators erstellt und mit ihren physischen Zwillingen vernetzt.
Projektleitung: Prof. Dr. Sven Völker