Digitalisierung: Fraunhofer IIS entwickelt Lösungen für den Mittelstand

Im Rahmen eines fünfjährigen Forschungsprojekts hat das Institut Herangehensweisen und Instrumente für die Digitalisierung in KMU erarbeitet.

Wie gelingt KMU der Weg zur Industrie 4.0? Diese Frage stand im Fokus eines Forschungsprojekts des Fraunhofer IIS. (Foto: Kamasigns/Fotolia)
Wie gelingt KMU der Weg zur Industrie 4.0? Diese Frage stand im Fokus eines Forschungsprojekts des Fraunhofer IIS. (Foto: Kamasigns/Fotolia)
Sandra Lehmann

Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS hat im Rahmen des Forschungsprojekts „Technologien und Lösungen für die digitalisierte Wertschöpfung“ in den vergangenen fünf Jahren praxisnahe Digitalisierungslösungen im Produktions- und Logistikumfeld von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) erforscht und weiterentwickelt, um dem Mittelstand so den Einstieg in und die Umsetzung von Industrie 4.0 zu erleichtern. Anlässlich des Projektabschlusses wurden am 13. August 2021 die Forschungsergebnisse präsentiert.

Unkomplizierte Unterstützung

Wie das Fraunhofer IIS bekannt gab, sei es Ziel des Projektes gewesen, Anwendungen zu entwickeln, die KMU und ihre Mitarbeitenden auf dem Weg in Richtung Industrie 4.0 unkompliziert unterstützen können. Dafür setzte das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS auf eine ganzheitliche Herangehensweise: Das Institut verband im Forschungsprojekt seine wirtschaftswissenschaftlichen Kompetenzen mit seiner Analytics-Expertise und seinem technologischen Know-how. Für maximalen Praxisbezug konzentrierte es sich dabei auf folgende Aspekte:

  • eine praxisnahe Auswahl der zu digitalisierenden Anwendungen,
  • passende IoT-Plattformen, mit denen Daten unkompliziert ausgetauscht werden können,
  • das Schließen von technologischen Lücken,
  • die Berücksichtigung des Faktors Mensch bei der Einführung und Umsetzung von Industrie 4.0,
  • Werkzeuge und Methoden für das Management der digitalen Transformation.

Als Basis für die Lösungsentwicklungen dienten dem Forschungsinstitut zufolge klassische intralogistische und industrielle Abläufe wie Transport-, Kommissionier- und Montageprozesse, die aus Technologie- und Managementsicht analysiert und effizienter gestaltet wurden. In einem Gesamtdemonstrator wurde für ein vom Kunden individuell konfigurierbares Produkt der gesamte Ablauf von der Bestellung über den Wareneingang, die Lagerung, die Montage, die Verpackung bis hin zum Warenausgang im Test- und Anwendungszentrum L.I.N.K. des Fraunhofer IIS nachgebildet und so sukzessive in ein Cyber-Physisches System (CPS) verwandelt. Wo möglich, wurden am Markt bereits verfügbare technische Komponenten und Lösungen eingesetzt. An anderen Stellen im Prozess, an denen die vorhandene Technologie die Anforderungen der Praxis noch nicht erfüllte, seien von den Fraunhofer-Forschenden neue Lösungen entwickelt und in den Gesamtdemonstrator integriert worden. Im Ergebnis sei damit eine dezentral gesteuerte und auf smarten Produkten und Services basierende Wertschöpfungskette entstanden, die mit minimalem Aufwand eine vollständig flexibilisierte Produktion ermögliche.

Bei der digitalen Abschlussveranstaltung stellten Prof. Dr. Alexander Pflaum, Leiter der Fraunhofer-Arbeitsgruppe für Supply Chain Services des Fraunhofer IIS und Gesamtprojektleiter, sowie Jasper Jahn, Referent der Bereichsleitung Lokalisierung und Vernetzung des Fraunhofer IIS, die Forschungsergebnisse sowie die entwickelten Technologien und Lösungen vor. In seinem Vortrag gab Pflaum aus Technologie-, Organisations- und Managementsicht einen ganzheitlichen Überblick über die unterschiedlichen Konzept- und Lösungselemente, die im Projekt entstanden sind. Er erklärte, wie wichtig es sei, Unternehmensprozesse in die oft rein technikgetriebene Betrachtung des Industrie-4.0-Kontextes einzubeziehen und dabei die Bedeutung des Faktors Mensch bei der Entwicklung von Industrie-4.0-Anwendungen nicht zu vergessen.

Digitale Geschäftsmodelle von Bedeutung

Ebenso wichtig sei es, neue Konzepte für Dienstleistungen und Geschäftsmodelle zu entwickeln, zum Beispiel sogenannte datengetriebene Geschäftsmodelle: denn diese seien die Grundlage für den Erfolg jeder digitalen Transformation. Er stellte unter anderem die entwickelten Hardware-Komponenten einschließlich der dazu passgenau ausgewählten Technologien sowie die leistungsfähige und nutzerfreundliche Software vor, mit der CPS-Daten aggregiert und auf Informationsbasis ausgewertet werden können. Außerdem erläuterte Pflaum die Bedeutung von Datenschutz und Datensicherheit, die es bereits bei der Konzeption möglicher Lösungen zu berücksichtigen gelte.

Im Kleinen umsetzbar

Jasper Jahn ging in seinem nachfolgenden Vortrag auf die im Projekt fokussierten Industrie-4.0-Anwendungen aus den Bereichen Behältermanagement, innerbetrieblicher Transport, Werkzeugnutzung und Kommissionierung näher ein. Für diese wurden im Projekt laut Fraunhofer IIS kostengünstige, autarke technologische Lösungen entwickelt, die auch im Kleinen umsetzbar und iterativ erweiterbar sind, und die sich deshalb insbesondere für KMU eignen.

Pick-by-Light-Lösung entwickelt

Eine solche beispielhafte Anwendung ist das drahtlos funktionierende Pick-by-Light-System für die smarte Lagerkommissionierung. Mit diesem System können Fachanzeigen flexibel angebracht werden, was eine schnelle Umgestaltung von Entnahmefächern ermöglicht. Aus dessen Weiterentwicklung ist "TRILUM" hervorgegangen, ein mobiles Pick-by-Light-System zur beleglosen Kommissionierung und Montageunterstützung, das zur Marktreife gebracht wurde.

Die Forschungsarbeiten wurden im Rahmen des Projekts »Technologien und Lösungen für die digitalisierte Wertschöpfung« vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie gefördert. Innerhalb der Initiative „BAYERN DIGITAL“ ist es Bestandteil der Themenplattform Digitale Produktion.