Automation 2023

doi:10.51202/9783181024195

Automation 2023

Transformation by Automation

Series: VDI-Berichte

Volume 2419 Published 2023

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doi.org/10.51202/9783181024195
ISBN print: 978-3-18-092419-9
ISBN online: 978-3-18-102419-5
VDI Verlag, Düsseldorf VDI Verlag, Düsseldorf

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Zusammenfassung

Vorwort Nur noch sieben Jahre bis 2030, dem Jahr, in dem wichtige Meilensteine der EU- und der deutschen Klimapolitik sowie vieler Industrieunternehmen auf dem Weg zu einer „net-zero“- Betriebsweise erreicht sein sollen! In dieser Zeit müssen die Konzepte entwickelt und zumindest großtechnisch erprobt werden, die uns dann im Zeitfenster 2045-2050 wirklich ohne CO 2-Emissionen auskommen lassen. Klar ist schon heute: diese Transformation wird nur mit mehr Automatisierung zu schaffen sein! Sei es beim Ausbau der elektrischen Energieerzeugung und -verteilung, bei der Integration von Wertschöpfungsketten, bei der – automatisierten! – Bilanzierung des ProduktCO2-Fußabdrucks und daraus abgeleitet der firmenspezifischen CO2-Bilanzen. Aber auch die Umstellung der Wertschöpfungsketten auf defossilisierte Einsatzstoffe bringt gravierende Prozessveränderungen und automatisierungstechnische Herausforderungen mit sich. Automatisierung geht nie ohne Messtechnik, Daten und Digitalisierung – weitere wichtige Bausteine in dieser Transformation, die wir mit der 24. Ausgabe des Kongress AUTOMATION in BadenBaden beleuchten wollen. Wir freuen uns, Sie auf der AUTOMATION 2023 will...

Schlagworte

Fertigungsautomation Intralogistiksystem digitaler Zwilling kollaborativer Materialfluss Industrie 4.0 KI Prozessautomation Asset Lifestyle Informationsmodelle Verwaltungsschale AutomationML autonome Systeme Neuronale Netze Drohnen digital twins hybrid engineering mixed reality logistics orchestration layer supply chain shopfloor data mining AI brownfield integration small data module type packages process monitoring DEVOps knowledge graph

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I–XX Titelei/Inhaltsverzeichnis I–XX
1–4 Vorwort 1–4
5–54 Fertigungsautomation – Digitaler Zwilling 5–54
- 5–20 Automated Setup of Condition Monitoring with Digital Twins D. Göllner, T. Klausmann, P. Wißbrock, H. Stichweh D. Göllner, T. Klausmann, P. Wißbrock, H. Stichweh 5–20
- 21–36 Hybrides Engineering für modulare Fertigungsanlagen mittels Mixed Reality G. Hildebrandt, P. Habiger, R. Drath, M. Weyrich G. Hildebrandt, P. Habiger, R. Drath, M. Weyrich 21–36
- 37–54 Die steigende Bedeutung des Digital Twins als Bestandteil eines Intelligent Tutoring Systems in der Automatisierung S. Eilermann, O. Niggemann, L. Wehmeier, A. Ali, A. Deuter, R. Bach, C. Schultz S. Eilermann, O. Niggemann, L. Wehmeier, A. Ali, A. Deuter, R. Bach, C. Schultz 37–54
55–102 Fertigungsautomation – Logistik 55–102
- 55–72 Logistics Orchestration Layer – Anforderungen an die Orchestrierung modularer Logistiksysteme M. Blumenstein, E. Janzen, A. Fay, A. Stutz, O. Weigel, C. Kotsch, N. Austermann, S. Scheuren M. Blumenstein, E. Janzen, A. Fay, A. Stutz, O. Weigel, C. Kotsch, N. Austermann, S. Scheuren 55–72
- 73–88 Kollaborative Materialflusssimulationen zur Steuerung der Verknüpfung von Supply Chain und Shopfloor – Ein Catena-X Use-Case P. Wolfrum, D. Haager, T. Isinger, R. Rosen, T. Kutzler P. Wolfrum, D. Haager, T. Isinger, R. Rosen, T. Kutzler 73–88
- 89–102 Inkonsistenzmanagement in Entwicklungsmodellen für Intralogistiksysteme F. Ji, B. Vogel-Heuser, M. Wünnenberg, J. Fottner, R. Schypula, M. Goedicke F. Ji, B. Vogel-Heuser, M. Wünnenberg, J. Fottner, R. Schypula, M. Goedicke 89–102
103–136 Fertigungsautomation – Sicher und effizient 103–136
- 103–114 Studie: Potentialbewertung alternativer Datenquellen zum Nachweis der Betriebsbewährtheit – Funktionale Sicherheit im Brownfield mittels Datamining N. Bennerscheid N. Bennerscheid 103–114
- 115–128 Flexible Handhabung mit universellen Greifkissen – Effizienz in der variantenreichen Produktion H. Kunz H. Kunz 115–128
- 129–136 Präventive Sicherheitsmaßnahmen für die global vernetzte Fertigungsindustrie – Digitale Prävention für die globale digitale Industrie V. Malisa, G. Effenberger V. Malisa, G. Effenberger 129–136
137–166 Prozessautomation – Beispiele für die Verwaltungsschale in der Prozessindustrie 137–166
- 137–152 Praktische Anwendung von Verwaltungsschale zum Aufbau eines Digitalen Zwillings einer hierarchischen Prozessanlage in Laborumgebung W. Li, S. Heppner, R. Hana, I. Kornijez, T. Miny, T. Kleinert W. Li, S. Heppner, R. Hana, I. Kornijez, T. Miny, T. Kleinert 137–152
- 153–166 Brownfieldintegration für die Anwendung von künstlicher Intelligenz mittels digitaler Zwillinge – Modellbildung und Methoden der Industrie 4.0 für KI-Anwendungsfälle N. Braunisch, U. Schmidt, M. Wollschlaeger N. Braunisch, U. Schmidt, M. Wollschlaeger 153–166
167–190 Prozessautomation – Beiträge der modellbasierten Automation 167–190
- 167–178 Methode zur Parametrierung von Simulationsmodellen durch Nutzung von Anlagenmessdaten M. Ramonat, A. Fay M. Ramonat, A. Fay 167–178
- 179–190 Evolution des Digitalen Zwillings in der Prozessindustrie – Modifikation des Informationsmodells von Brownfield-Anlagen mittels AR/VR-Technologien J. Alterbaum, B. Vogel-Heuser, D. Pantförder, M. Fischer, L. Rudolph, G. Klinker, R. Lewis, F. Palmas J. Alterbaum, B. Vogel-Heuser, D. Pantförder, M. Fischer, L. Rudolph, G. Klinker, R. Lewis, F. Palmas 179–190
191–214 Prozessautomation – Digitalisierung in der Feldebene – NOA in der Praxis 191–214
- 191–202 Digitale Transformation einfach, schnell und effizient umgesetzt mittels dem NAMUR NOA Konzept R. Küper-Rampp R. Küper-Rampp 191–202
- 203–214 Zustandsüberwachung von Stellgeräten in der Prozessindustrie – Ein „Small Data“-Ansatz H. Steltner, F. Sieber, S. Mayer, S. Schmidt, N. Tiomeguim Donfack, J. Huber H. Steltner, F. Sieber, S. Mayer, S. Schmidt, N. Tiomeguim Donfack, J. Huber 203–214
215–244 Prozessautomation – Semantik in Module Type Packages 215–244
- 215–232 OPC UA FX – A Potential Cross Communication Solution for the Module Type Package Concept A. Stutz, M. Maurmaier, G. Biehler, S. Höme, M. Blumenstein A. Stutz, M. Maurmaier, G. Biehler, S. Höme, M. Blumenstein 215–232
- 233–244 Semantic models in process monitoring – Semantic models for field device performance monitoring in the process industry in the context of industry 4.0 R. Hana, T. Kleinert R. Hana, T. Kleinert 233–244
245–278 Industrielle Kommunikation – Industrielle Kommunikation in der Feldebene 245–278
- 245–258 Koexistenzmanagement nach Richtlinie VDI/VDE 2185 Blatt 2: Mehr als die gemeinsame Nutzung des Frequenzbandes V. Shyfryn, T. Schäfer, T. Neugebauer, A. Gnad, L. Underberg V. Shyfryn, T. Schäfer, T. Neugebauer, A. Gnad, L. Underberg 245–258
- 259–278 Integration Concept of PROFIBUS and PROFINET devices into Asset Administration Shell using Asset Interface Description submodel K. O. Oladipupo, S. Käbisch, C. Diedrich K. O. Oladipupo, S. Käbisch, C. Diedrich 259–278
279–296 Industrielle Kommunikation – Physikalische Aspekte der industriellen Kommunikation 279–296
- 279–292 Shared 5G campus network in industrial working and co-working spaces P. Yazdani, G. Cainelli, L. Underberg P. Yazdani, G. Cainelli, L. Underberg 279–292
- 293–296 APL beschleunigt die Digitale Transformation in der Prozessindustrie R. Küper-Rampp R. Küper-Rampp 293–296
297–350 Methoden und Synergien – Informationsmodelle im Engineering 297–350
- 297–318 Informationsmodelle für das integrierte Engineering in der Prozessindustrie – Asset Lifecycle Informationsmodelle und Integration der Automatisierungstechnik W. Otten, A. Schüller W. Otten, A. Schüller 297–318
- 319–336 Das Zusammenspiel von Verwaltungsschale, AutomationML und OPC UA – Handlungsempfehlungen zur Auswahl und Nutzung bestehender Interoperabilitätslösungen R. Drath, C. Mosch, S. Hoppe, A. Faath, E. Barnstedt, M. Schleipen R. Drath, C. Mosch, S. Hoppe, A. Faath, E. Barnstedt, M. Schleipen 319–336
- 337–350 DEXPI submodel for Industry 4.0 Asset Administration Shell – Towards a Digital Thread through Engineering and Operations S. Grüner, W. Otten S. Grüner, W. Otten 337–350
351–390 Methoden und Synergien – Verwaltungsschale im Lifecyle 351–390
- 351–364 Bereitstellung von Verwaltungsschalen – Typ- und Instanzmodell aus Sicht von Komponentenherstellern M. Rentschler, L. Dörner, R. Dunker, B. Vojanec, M. Kiele-Dunsche, J. Nagel, A. Dogan M. Rentschler, L. Dörner, R. Dunker, B. Vojanec, M. Kiele-Dunsche, J. Nagel, A. Dogan 351–364
- 365–376 Automatische Verwaltungsschalengenerierung durch Transformationen aus der Automatisierungsstruktur B. Höper, M. Mertens B. Höper, M. Mertens 365–376
- 377–390 Test-Framework zur Qualitätssicherung von Verwaltungsschalen-SDKs B. Otto, R. Gröpler, K. Meinecke, U. Jumar, T. Kleinert B. Otto, R. Gröpler, K. Meinecke, U. Jumar, T. Kleinert 377–390
391–428 Methoden und Synergien – Security for Automation 391–428
- 391–402 PROFINET – Sichere Kommunikation im Produktionsbereich – Wie kann PROFINET zur Erfüllung der Anforderungen der IEC 62443 beitragen? K.-H. Niemann, A. Walz, S. Merklin, D. Ziegler, B. Waldeck K.-H. Niemann, A. Walz, S. Merklin, D. Ziegler, B. Waldeck 391–402
- 403–412 Systeme zur Angriffserkennung gemäß ITSicherheitsgesetz 2.0 – Umsetzungsempfehlungen und Praxiserfahrungen T. Steffen T. Steffen 403–412
- 413–428 Security-Engineering mit AutomationML – Methodik zur Modellierung von Security-Entscheidungen, -Zielen, -Risiken und -Anforderungen E. Taştan, R. Drath, S. Fluchs E. Taştan, R. Drath, S. Fluchs 413–428
429–470 Methoden und Synergien – Systematische Modellgenerierung 429–470
- 429–442 Institutionelle Rollen im Lebenszyklus von Simulationsmodellen mit Fokus auf Engineering und Anwendung M. Barth, M. Ristic, J. Jäkel M. Barth, M. Ristic, J. Jäkel 429–442
- 443–458 Digitale Durchgängigkeit, Konsistenz und Interoperabilität im Produktlebenszyklus mit graphenbasierten Entwurfssprachen N. Hahn, S. Rudolph N. Hahn, S. Rudolph 443–458
- 459–470 Methode zur Berücksichtigung von Abhängigkeiten energetisch flexibler Anlagen aus Topologiemodellen in Optimierungsmodellen L. Wagner, M. Ramonat, A. Fay L. Wagner, M. Ramonat, A. Fay 459–470
471–512 KI & Autonome Systeme – AI-Enablement 471–512
- 471–486 Herausforderungen und Lösungen für die Integration von Künstlicher Intelligenz in Produktionssysteme M. Schieseck, P. Topalis, R. Heesch, J. Putzke, A. Fay, S. Althoff, M. Kroner, R. Ortloff, T. Zech M. Schieseck, P. Topalis, R. Heesch, J. Putzke, A. Fay, S. Althoff, M. Kroner, R. Ortloff, T. Zech 471–486
- 487–500 DevOps als Enabler der kontinuierlichen Funktionsverbesserung und automatisierten Update-Analyse in software-definierten Systemen M. Weiß, F. Dettinger, N. Jazdi, M. Weyrich M. Weiß, F. Dettinger, N. Jazdi, M. Weyrich 487–500
- 501–512 Verbesserung der Abbildungsgenauigkeit von heterogen ausgeprägten Industrie 4.0 Verwaltungsschalen durch die Integration von Knowledge Graphen R. Benfer, M. Both, J. Müller R. Benfer, M. Both, J. Müller 501–512
513–536 KI & Autonome Systeme – Inspektion von Anlagen 513–536
- 513–524 Dateneffiziente Vervollständigung des Umgebungsmodells von autonomen vernetzten Systemen mittels Sensorfusion F. Dettinger, H. Wei, M. Weiß, N. Jazdi, M. Weyrich F. Dettinger, H. Wei, M. Weiß, N. Jazdi, M. Weyrich 513–524
- 525–536 Datenerhebung und -Auswertung an vertikalen Strukturen im industriellen Umfeld – Vorstellung des kompletten Workflows in einem Industrieunternehmen J. Henniges J. Henniges 525–536
537–582 KI & Autonome Systeme – KI im Anlagenbetrieb 537–582
- 537–558 Dezentrale Frequenzregelung und Netzengpassmanagement unter gemeinsamen und konkurrierenden Zielen M. Kilthau, A. Karmann, A. Fay M. Kilthau, A. Karmann, A. Fay 537–558
- 559–570 Shared-Control Ansatz zur Operator-KI Interaktion für die Großbaumaschinensteuerung T, Prinz, M, Echtler, M. Krüger, B. Vogel-Heuser, D. Hujo, D. Pohl, M. Semel, C. Kerausch, S. Cha, D. Waterman T, Prinz, M, Echtler, M. Krüger, B. Vogel-Heuser, D. Hujo, D. Pohl, M. Semel, C. Kerausch, S. Cha, D. Waterman 559–570
- 571–582 Intelligente Automatisierte Angebotserstellung zur Termingerechten Fertigung mittels Agenten Systemen L. Epple, D. Hujo, B. Vogel-Heuser, E. Grün L. Epple, D. Hujo, B. Vogel-Heuser, E. Grün 571–582
583–624 KI & Autonome Systeme – Neuronale Netze – Anwendungen 583–624
- 583–590 Using Neural Networks for Thermal Monitoring with Point Sensors R. Gitzel R. Gitzel 583–590
- 591–610 Using Federated Learning in the Context of Software-Defined Mobility Systems for Predictive Quality of Service B. C. Gül, N. Devarakonda, D. Dittler, N. Jazdi, M. Weyrich B. C. Gül, N. Devarakonda, D. Dittler, N. Jazdi, M. Weyrich 591–610
- 611–624 Reinforcement Learning in der Serienfertigung: Multivariable Optimierung von Werkzeugmaschinen zur Steigerung der Energieeffizienz A. Can, A. K. El-Rahhal, H. Schulz, J. Krüger A. Can, A. K. El-Rahhal, H. Schulz, J. Krüger 611–624
625–668 KI & Autonome Systeme – KI-gestützte Handhabung 625–668
- 625–638 Dual-Arm-Roboter und künstliche, neuronale Netze zur Inspektion von Geometrie- und Oberflächenfehlern an Gefäßstützen (Stents) L. Schaupeter, H. Schu, M. Vette-Steinkamp, W. Gerke, V. Truderung, M. Böhm L. Schaupeter, H. Schu, M. Vette-Steinkamp, W. Gerke, V. Truderung, M. Böhm 625–638
- 639–654 Challenges of Robotic-based Intelligent Placing Z. Shi, F. Baer, Z. Xu, S. Zheng Z. Shi, F. Baer, Z. Xu, S. Zheng 639–654
- 655–668 Reinforcement Learning als Lösungsansatz für den Griff-in-die-Kiste im Zeitalter von wandlungsfähigen Produktionssystemen T. Stuke, T. Bartsch, T. Rauschenbach T. Stuke, T. Bartsch, T. Rauschenbach 655–668
669–764 KI & Autonome Systeme – Drohnen 669–764
- 669–690 Steuerung des Drohnenverkehrs bei zunehmend autonomen Drohnen T. Grebner, A. Fay T. Grebner, A. Fay 669–690
- 691–704 Agilität durch Auflagen – Unterstützung der Missionsplanung für autonome Roboter C. Sieber, L. M. Vieira da Silva, A. Fay C. Sieber, L. M. Vieira da Silva, A. Fay 691–704
- 705–718 Vollautomatisierte Funktionsermittlung und Schlussfolgerungen durch formale Drohnenklassifizierung L. M. Vieira da Silva, C. Sieber, A. Fay L. M. Vieira da Silva, C. Sieber, A. Fay 705–718
- 719–740 Grafische Modellierung kontextsensitiver, autonomer Systeme: Ein domänenspezifischer Modellierungsansatz M. Zager, A. Fay M. Zager, A. Fay 719–740
- 741–764 Automatisierte Detektion von Konflikten im Drohnenverkehrsmanagement L. von Rönn, T. Grebner, A. Fay L. von Rönn, T. Grebner, A. Fay 741–764
765–804 Data Science für die Automation – Effiziente Datennutzung in der Praxis 765–804
- 765–776 Cloud-Computing für die Verwendung synthetischer Trainingsdaten für Machine Vision Quality Gates I. Gräßler, M. Hieb I. Gräßler, M. Hieb 765–776
- 777–790 A data-driven approach to analyze industrial process alarms using the association analysis method G. Ghasemi, D. Braun, N. Jazdi, M. Weyrich, S. Holtkotte, N. Richter, J. Birk G. Ghasemi, D. Braun, N. Jazdi, M. Weyrich, S. Holtkotte, N. Richter, J. Birk 777–790
- 791–804 Unsupervised Learning of Batch Production Steps based on Toeplitz Inverse Covariance C. Song, K. Kornmeier, M. Gärtler C. Song, K. Kornmeier, M. Gärtler 791–804
805–848 Data Science für die Automation – Semantisches Strukturieren und Verwalten von Daten 805–848
- 805–818 Strukturierung der Datenerhebung für die Recyclingphase: Recycelbare Metalle von Smartphones W. Guo, W. Sun, D. Vrucak, I. Garmaev, T. Kleinert, B. Friedrich, K. Greiff W. Guo, W. Sun, D. Vrucak, I. Garmaev, T. Kleinert, B. Friedrich, K. Greiff 805–818
- 819–834 Comparison of various Dynamic Time Warping approaches for analysis of time series data from batch processes H. Ouni, R. Tan, M. Gärtler, C. Song H. Ouni, R. Tan, M. Gärtler, C. Song 819–834
- 835–848 Produktdaten verwalten mittels semantischer Techniken O. Drumm O. Drumm 835–848
849–874 Technologie- und Innovationsmanagement – Von der Automation zu unternehmerischem Nutzen 849–874
- 849–862 Über die Zukunft der industriellen Produktion und Automation M. Oppelt, R. Hendrych, M. Leipold, M. Kauffmann M. Oppelt, R. Hendrych, M. Leipold, M. Kauffmann 849–862
- 863–874 Entwicklung zukunftsfähiger Geschäftsmodelle in der Automatisierungstechnik anhand von Megatrends I. Gräßler, A. Tušek, D. Özcan I. Gräßler, A. Tušek, D. Özcan 863–874
875–914 Gebäudeautomation 875–914
- 875–888 Standardisiertes Energiedatenmanagement für Gebäude und Liegenschaften auf Basis eines automationsgestützten Workflows P. Knoll, M. Becker P. Knoll, M. Becker 875–888
- 889–902 Konfigurationsfreies Energiemonitoring (Self-X) auf Basis einer automatisierten Abbildung von Kommunikationsnetzwerken durch Natural Language Processing M. Both, J. Müller, C. Diedrich M. Both, J. Müller, C. Diedrich 889–902
- 903–914 Entwicklung eines xml-basierten TGA-Geräteprofils zur informationstechnischen Standardisierung von Assets der prozessnahen GA M. Krüttgen, J. Müller M. Krüttgen, J. Müller 903–914
915–XXII Postersession 915–XXII
- 915–926 Scaling up anomaly detection in measurement data for process plants R. Hana, I. Ünal, T. Kleinert R. Hana, I. Ünal, T. Kleinert 915–926
- 927–942 Anforderungen an Leitsysteme modularer heterogener Elektrolyseanlagen V. Henkel, L. Scholz, A. Markaj, A. Fay V. Henkel, L. Scholz, A. Markaj, A. Fay 927–942
- 943–958 Anforderungen an die zukünftige Prozessautomation in der Biopharma- Industrie L. Vogt, A. Klose, I. Mutlu, L. Urbas L. Vogt, A. Klose, I. Mutlu, L. Urbas 943–958
- 959–972 Modular automation engineering for conventional plants M. Hoernicke, K. Stark, N. Schoch M. Hoernicke, K. Stark, N. Schoch 959–972
- 973–984 Informationssicherheit für den Mittelstand – Lessons Learned C. Siegwart, C. Rosenhauer, M. Krammel, G. Frey C. Siegwart, C. Rosenhauer, M. Krammel, G. Frey 973–984
- 985–998 Konzept des Abflachens von Verwaltungsschalen als Methode der Dimensionsreduktion für die Datenanalyse S. Heppner, I. Garmaev, T. Miny, T. Kleinert S. Heppner, I. Garmaev, T. Miny, T. Kleinert 985–998
- 999–1014 Challenges Utilizing PLCopen for OPC UA J. Grothoff, T. Miny, M. Tarnow J. Grothoff, T. Miny, M. Tarnow 999–1014
- 1015–1028 Verwaltungsschalen-Teilmodelle – Kopiervorlagen oder Informationsmodell- Typen T. Miny, S. Heppner, I. Garmaev, T. Kleinert, B. Höper T. Miny, S. Heppner, I. Garmaev, T. Kleinert, B. Höper 1015–1028
- 1029–1042 Abbildung des BACnet-Kommunikationsstandards auf das Informationsmodell der Verwaltungsschale zur automatisierten Erkundung von Strukturinformationen B. Kämper, J. Müller B. Kämper, J. Müller 1029–1042
- 1043–1046 Optimierung der Prozessführung in sicherheitskritischen Temperaturmessstellen D. Saecker D. Saecker 1043–1046
- 1047–1060 Konzeptionierung eines Methodenbaukastens zur Automatisierungsempfehlung auf Grundlage einer potentialbasierten Montageprozessbewertung M. Hübner, F. Adler, A. Blum, B. Kelm, R. Müller M. Hübner, F. Adler, A. Blum, B. Kelm, R. Müller 1047–1060
- 1061–XXII Ansätze zum Aufbau von dezentralen Marktplätzen – Konzept für die dezentrale Umsetzung von Shared Production A. Belyaev, J. Hasler, C. Urban, C. Diedrich A. Belyaev, J. Hasler, C. Urban, C. Diedrich 1061–XXII

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