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laufende Projekte - IPS -


ACUSCar Automatischer ContainerUmschlag mit Straddle Carriern
01.03.2017 - 31.12.2019, BMVI
Ziel des gemeinsam mit EUROGATE durchgeführten Projekts ACUSCar ist eine Steigerung der Produktivität und der Flexibilität in der Containerabfertigung, verbunden mit einer Entlastung der Umwelt und einer Erhöhung der Sicherheit in den deutschen Seehäfen. Abweichend zu anderen automatisierten Terminals in Europa werden erstmals automatisierte Straddle Carrier in einem Feldtest eingesetzt. Bei Straddle Carriern handelt es sich um spezielle Fahrzeuge zum Transport von Containern auf Terminals, die eine hohe Flexibilität in den Umschlagprozessen sicherstellen. Im Rahmen des Projektes werden Konzepte entwickelt und erprobt, die eine hohe Produktivität des automatisierten Systems sicherstellen sollen. Von besonderer Relevanz ist, dass die entwickelten Konzepte auch auf andere bestehende Terminals übertragen werden können. Hierzu gilt es Standardschnittstellen zu entwickeln, um IT-Systeme unterschiedlicher Hersteller, wie z. B. Terminal Operating Systeme (TOS), die Umschlagprozesse in Terminals steuern, verknüpfen zu können. Ebenfalls ist zu gewährleisten, dass Straddle Carrier verschiedener Anbieter eingebunden werden können. Zur wissenschaftlichen Absicherung der gesteckten Ziele wirkt das BIBA an der Konzeption der praktischen Versuche mit und sorgt dafür, dass innovative Ansätze aus der Forschung Berücksichtigung finden. Weiterhin werden Leitfäden erstellt, die zukünftig dabei helfen im Betrieb befindliche Mega Containerterminals zu automatisieren, und so die Breitenwirksamkeit des Projekts sicherstellen. Das Leuchtturmprojekt ACUSCar wird im Rahmen des Förderprogramms für Innovative Hafentechnologien (IHATEC) durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) gefördert.
Kontakt:  Benjamin Knoke
Stephan Oelker
Joy Schumacher
Dirk Werthmann
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Gamification for Qualification of Offshore Wind Energy Service Technicians
01.12.2016 - 31.05.2018, Land Bremen
Der Wettbewerb des Offshore-Windenergieinstandhaltungsservice nimmt kontinuierlich zu. Die Qualität der Dienstleistung stellt das Differenzierungsmerkmal in der Branche dar. Darüber hinaus führen öffentliche Vorgaben zur Notwendigkeit der ständigen Fortbildung der Mitarbeiter. Bedingt durch die dezentralen Servicestationen sind Weiterbildungsmaßnahmen durch den Transfer der Mitarbeiter zu zentralen Qualifizierungsmaßnahmen von hohen Logistikkosten gekennzeichnet. Gleichzeitig führen u.a. die Wetterbedingungen auf See immer wieder zu Freiräumen, welche potenziell für Qualifizierungsmaßnahmen genutzt werden könnten. Um dieses Potenzial zu nutzen, drängt sich der Einsatz der neuen Medien und damit verbunden der Ansatz des e-Learnings auf. Das Projekt zielt auf eine Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit durch eine effektivere und bedarfsorientierte Weiterbildung des Personals ab. Der präsentierte Ansatz ermöglicht Aspekte der dezentralen und zeitlich flexiblen Vermittlung von Lerninhalten sowie die Motivation des Personals gegenüber dem e-Learning auszubauen. Automatische Analysen von Serviceprotokollen werden zur bedarfsgerechten Gestaltung von Lerninhalten genutzt.

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Kontakt:  Thies Beinke
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Digitale Services zur Gestaltung agiler Supply Chains
01.11.2016 - 31.10.2019, BMWi
Die zugrundeliegende Motivation des Projekts SaSCh ist eine durchgängige end-to-end-Überwachung der logistischen Qualität von Bauteilen, Komponenten und Produkten während ihres Lebenszyklus‘, an dieser Stelle vorwiegend während der Supply Chain. Gemeinsam mit den Projektpartnern Robert Bosch GmbH, BLG LOGISTICS, queo GmbH und GS1 Germany GmbH steht die automobile Supply Chain im Fokus der Betrachtungen. Mittels stationärer und mobiler Sensorik (z.B. Sensoren oder Kameras) werden qualitätsrelevante Umwelteinflüsse auf die Produkte, sowie die Geolokation von Transporten erfasst und digitalisiert. Die erzeugten Daten werden dezentral bei den beteiligten Unternehmen gespeichert und den relevanten Partnern übermittelt. Für den event-basierten Datenaustausch wird der EPCIS-Standard eingesetzt und bedarfsgerecht für den Austausch von Sensor- und Qualitätsdaten erweitert. Basierend auf den generierten Daten lassen sich unterschiedliche digitale Services generieren, um die Produkt- und Prozessqualität in Supply Chains abzusichern. Aus Perspektive der Automobilindustrie können so beispielsweise die geographischen Grenzen der JIT- und JIS-Anlieferungen erweitert, sowie Sondertransporte, Nacharbeitsumfänge, Produktionsstillstände oder gar Rückrufaktionen vermieden werden. Zudem werden die Möglichkeiten des Engpassmanagements durch eine gesteigerte Transparenz erweitert und die umfangreichen Steuerungsmöglichkeiten in das informationstechnische Gesamtsystem integriert. Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) innerhalb des Technologieprogramms "PAiCE-Digitale Technologien für die Wirtschaft" gefördert.

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Kontakt:  Daniel Sommerfeld
Michael Teucke
Marius Veigt
Dirk Werthmann
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CrushPack Entwicklung eines Verfahrens zur Verbesserung der Zerkleinerbarkeit von Verpackungslösungen aus expandiertem Polystyrol (EPS)
01.07.2016 - 31.12.2017, BMWi
Der Online-Vertrieb frischer Lebensmittel und Tiefkühlwaren (E-Food) stellt große Herausforderungen an die technischen Eigenschaften sowie die Wirtschaftlichkeit, Benutzbarkeit und Umweltverträglichkeit der Verpackungslösungen. Vornehmlich werden hierzu Verpackungen aus expandiertem Polystyrol (EPS) bzw. Styropor verwendet. Die Lagerung und Entsorgung von EPS-Verpackungen ist für Privathaushalte jedoch bislang sehr aufwendig und reduziert die Akzeptanz des Online-Kaufs. Das Entwicklungsziel dieses Projektes ist es, die EPS-Verpackung so zu modifizieren, dass sie besser zerkleinerbar und dem Hausmüll zuführbar ist, dabei aber ihre thermodynamischen Eigenschaften behält. Die Aufgabe des BIBA ist die theoretische und simulative Erforschung von Produkt- und Prozessmodellen zur integrierten Simulation und Optimierung des Herstellungsverfahrens.

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Kontakt:  Michael Lütjen
Juan Daniel Arango Castellanos
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Ganzheitliche Steuerung für den energieautarken Betrieb von Großinfrastrukturen unter Berücksichtigung von Umweltdaten
01.06.2016 - 30.11.2018, BMBF
Das Projekt Geregelt zielt auf die Entwicklung eines neuartigen Steuerungssystems für die Energie- und Gebäudetechnik von Großinfrastrukturen. Durch die energetische Optimierung des Gesamtsystems unter Berücksichtigung von Umweltdaten sowie der Einbeziehung von Speichertechnologie, kann eine signifikante Reduktion des Gesamtenergiebedarfs erreicht werden. Die Vernetzung und Steuerung von internen Energiequellen, -speichern und -verbrauchern ermöglicht eine Glättung der Energiebedarfe und trägt somit zur Erhöhung der Energieautarkie von Großinfrastrukturen bei.

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Kontakt:  Juan Daniel Arango Castellanos
Moritz Quandt
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Ein adaptives simulationsbasiertes Optimierungsverfahren zur Planung und Steuerung dynamischer Produktionssysteme
01.04.2016 - 31.03.2018, DFG
In diesem brasilianisch-deutschen Kooperationsprojekt wird ein simulationsbasiertes Optimierungsverfahren zur Planung und Steuerung dynamischer Werkstattfertigungen entwickelt. Der klassische Ansatz simulationsbasierter Optimierung eignet sich zum Lösen komplexer, stochastischer Planungsprobleme. Im Projekt wird dieser Ansatz so erweitert, dass auch die Dynamik einer Werkstattfertigung berücksichtigt werden kann und die Optimierung von Planungsentscheidungen und Steuerungsregeln stets auf Grundlage des aktuellen Systemzustands erfolgt. Als Basis des Verfahrens wird ein iterativer Optimierungsalgorithmus entwickelt, der Änderungen in der Zielfunktion während der Optimierung erlaubt. Zur Verknüpfung der Optimierung mit dem realen Produktionsprozess wird ein automatisiertes Verfahren zum Datenaustausch zwischen einem Manufacturing Execution System und dem Simulationsmodell des Optimierungsverfahrens entwickelt. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines simulationsbasierten Optimierungsverfahrens zur Planung und Steuerung dynamischer Werkstattfertigungen. Dieses Verfahren wird anhand der Werkstattfertigung eines brasilianischen Herstellers mechanischer Bauteile evaluiert.

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Kontakt:  Mirko Kück
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Curing-Transponder Entwicklung und Integration von RFID-Transpondern zur Überwachung der Aushärtung im Fertigungsprozess und für das Produktlebenszyklusmanagement von Faserverbundwerkstoffen
01.03.2016 - 28.02.2019, BMWi
Bei der Fertigung von Faserverbundbauteilen stellt eine zuverlässige Überwachung des Aushärteprozesses eine Herausforderung dar. In diesem Projekt wird ein Curing Transponder entwickelt, der die RFID-Technik zur Überwachung des Aushärteprozesses im Autoklaven nutzt. Hierbei konzentriert sich das Projekt auf Glas- und Kohlefaserbauteile. Der Curing Transponder kann detaillierte Daten über den Bauteilzustand speichern und senden. Diese Daten fließen in das ebenfalls im Projekt zu entwickelnde sensor- und wissensbasierte Expertensystem ein. Dieses soll weitere Informationen wie Position, Temperatur, Bauteilkennzeichnung und Fertigungsrestriktionen von verschiedenen Bauteilen in Zusammenhang setzen und darüber die Produktionsschritte effizient steuern können. Das Bremer Institut für Produktion und Logistik (BIBA) übernimmt im Projekt die Datenanalyse sowie die Entwicklung von Algorithmen, die zur Interpretation der RFID-Signale notwendig sind, um den Aushärtegrad zu bestimmen. Das Projekt wird gemeinsam mit dem Faserinstitut Bremen (FIBRE) und den Unternehmen tagItron (Salzkotten) sowie Haindl Kunststoffverarbeitung (Bremen) durchgeführt.

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Kontakt:  Marius Veigt
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„Mit uns digital!“ Mittelstand 4.0 – Kompetenzzentrum, Hannover
01.01.2016 - 31.12.2018, BMWi
Im Rahmen des „Mit uns digital!“ Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrums Hannover baut das BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik an der Universität Bremen - seit 2016 die Expertenfabrik für „Selbststeuerung in Produktion und Logistik“ auf und entwickelt hierzu Demonstrationen, Schulungen und Dialogmaßnahmen für die digitale Produktion und Logistik als kostenloses Angebot insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen. Die Demonstrations- und Informationsveranstaltungen dienen dazu, die Unternehmen zu den genannten Themen zu informieren und sie für diese zu sensibilisieren. Die Schulungsmaßnahme soll Fach- und Führungskräfte hinsichtlich des Zukunftskonzeptes Industrie 4.0 qualifizieren und bei der Potentialermittlung zu CPS im jeweiligen Unternehmen unterstützen. Es werden drei Schwerpunktthemen aus dem Kontext von Industrie 4.0 vermittelt: 1) mobile Technologien und smarte Produkte 2) Effiziente Planung und Steuerung logistischer Prozesse und technischer Systeme 3) Adaptive Systeme für eine sich ändernde Umwelt. Ergänzend werden die vermittelten Lerninhalte in der Praxis an den vorhandenen Demonstratoren innerhalb der BIBA Expertenfabrik angewandt. Im Rahmen der Dialogmaßnahmen werden Unternehmen besucht, um gemeinsam individuelle Lösungen zu erarbeiten. Ideen mit Vorzeigecharakter können im Anschluss in Projekten umgesetzt werden.
Kontakt:  Christian Gorldt
Michael Teucke
Marius Veigt
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Building an IoT OPen innovation Ecosystem for connected smart objects
01.01.2016 - 31.12.2018, H2020
Das Internet der Dinge (Internet of Things; IoT) bietet vielfältige Möglichkeiten neue Dienstleistungen und Produkte zu entwickeln, Kosten für Gesellschaften zu reduzieren sowie neue Wege, wie Dienstleistungen verkauft und konsumiert werden, zu gestalten. Trotz dieser Perspektiven sind die sogenannten „vertical silos“, die das heutige IoT formen eine der größten Herausforderung. Tatsächlich stellen „vertical silos“ aufgrund der fehlenden Kompatibilität und Offenheit ein ernstzunehmendes Hindernis auf dem Weg zur Gestaltung von domänen-, plattform- und organisationsübergreifenden Dienstleistungen dar. Das bevorstehende H2020-bIoTope-Projekt (Fördervertrag n° 688203) zum Aufbau eines innovativen und offenen IoT Ökosystems für vernetzte intelligente Objekte hat zum Ziel, den Grundstein für offene Innovations-Ökosysteme zu legen mit Hilfe derer Unternehmen befähigt werden – zu minimalen Investitionskosten – innovativ bei der Entwicklung von neuen Systems-of-Systems (SoS)-Plattformen für vernetzte intelligente Objekte tätig zu sein.

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Kontakt:  Robert Hellbach
Dirk Werthmann
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KI unterstütztes Framework zur Assistenz von Produktionssteuerungen zur Verbesserung der Energieeffizienz
01.09.2015 - 31.08.2019, BMWi
Aktuelle Energiemanagementsysteme erfassen ausschließen die Energiedaten, stellen diese dar und ermitteln Kennzahlen zur Bewertung. Methoden der künstlichen Intelligenz bieten das Potential dieses aufbereitete Wissen zu analysieren, um gezielt bei der Entscheidungsfindung für die Wahl der Prozessparameter für eine energieeffiziente Produktion zu unterstützen.Ziel ist es durch den Einsatz von Methoden der künstlichen Intelligenz, wie Künstliche Neuronale Netze in Kombination mit Deep Learning Architekturen, semantischen Mediatoren und Expertensystemen den Energieeisatz zu reduzieren, ohne dabei Endproduktqualität zu beeinflussen. IT-Systeme sollen selbstständig große Datenmengen nach spezifischen Mustern und Regeln ab und "lernen" dadurch die eigene Wissensbasis an, um gezielte Vorschläge für einen energieoptimierten Prozess anzubieten. Ein Beispiel innerhalb von KIPro stellt die Entwicklung einer Material- und Volumenstromerkennung dar. Dabei werden unterschiedliche Sensordaten fusioniert und unter Anwendung von Deep Learning hinsichtlich der Zusammensetzung aus unterschiedlichen Materialien analysiert.

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Kontakt:  Hendrik Thamer
Ariandy Yoga Benggolo
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PraeVISION Methodenentwicklung zur präventiven Steigerung der Arbeitssicherheit an Flurförderzeugen mit Umsetzung eines Assistenzsystems durch Fusion und Analyse von 2D- und 3D-Bilddaten
01.03.2015 - 30.11.2017, DGUV
Jeder Arbeitsunfall ist ein persönliches Schicksal und zugleich ein wirtschaftlicher Schaden für den Arbeitgeber sowie für die Gesellschaft. Der Einsatzbereich motorbetriebener Flurförderzeuge im innerbetrieblichen Transport birgt ein hohes Gefährdungspotenzial. Unachtsamkeit des Fahrers oder von Personen im Umfeld des Fahrzeugs, schlechte Sicht oder eine Kombination daraus sind dabei häufige Ursachen für Arbeitsunfälle, bei denen Mitarbeiter zu Schaden kommen. Fahrerassistenzsysteme für Flurförderzeuge können hier ansetzen, um die Aufmerksamkeit potentiell betroffener Mitarbeiter im entscheidenden Moment des Auftretens einer Gefahr zu erhöhen und somit die beteiligten Personen zu warnen. Die Zielsetzung des Projekts ist zum einen, grundsätzliche Methoden zur Steigerung der Arbeitssicherheit beim Einsatz motorbetriebener FFZ aufzuzeigen. Zum anderen wird durch die Anwendung der 2D- und 3D-Bildverarbeitung in einem Demonstrator-Assistenzsystem der Nachweis geführt, dass sich damit die Arbeitssicherheit steigern lässt.

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Kontakt:  Hendrik Thamer
Axel Börold
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Entwicklung eines omnidirektionalen Kettenantriebssystems für Baumaschinen (Omniketten)
01.01.2015 - 30.06.2017, BMWi
Aktuell sind am Markt sehr vielfältige Baumaschinen und Baumaschinenroboter für unterschiedliche Anwendungsbereiche erhältlich. Die Anforderungen an diese Systeme, speziell an deren Bewegungsfreiheit, besonders auf rauer Fläche (Offroad-Bereich) wachsen stetig. Baumaschinen haben aktuell den Nachteil, dass unabhängig von der Art der Fahrantriebe (Räder, Ketten, usw.) eine Querfahrt, das heißt seitliche Bewegungen nach links und rechts bislang nur sehr umständlich und nicht omnidirektional möglich sind. Um die Flexibilität und Einsatzmöglichkeiten von Baumaschinen zu erhöhen, wird im Rahmen des ZIM-Projekts „Omniketten“ die Entwicklung eines omnidirektionalen Kettenantriebssystems für Baumaschinen umgesetzt. Dabei soll ein universeller Geräteträger (Fahrwerksystem) geschaffen werden, der für unterschiedliche Anwendungen vielfältige Einsatzmöglichkeiten bietet, besonders auch für Einsätze auf rauen Untergründen. Um ein Querfahren und damit eine Omnidirektionalität für Baumaschinen sicherzustellen, besteht der Ansatz des hier geplanten Entwicklungsvorhabens darin, die Technik der sogenannte Mecanum-Räder, die in der mobilen Robotik sehr verbreitet sind, mit den Kettenfahrantrieben aus dem Bereich Baumaschinen zu kombinieren. Somit soll eine Fahrantriebstechnik entwickelt werden, die nicht nur Bewegungen in alle Richtungen ermöglicht, sondern auch die hohen Anforderungen an die Robustheit der Baumaschinen-Branche erfüllt.

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Kontakt:  Rafael Mortensen Ernits
Claudio Uriarte
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Qualitätsprüfung und logistische Qualitätslenkung mikrotechnischer Fertigungsprozesse
01.01.2007 - 31.12.2018, DFG Sonderforschungsbereich
Teilprojekt B5 - Sichere Prozesse

Das Teilprojekt B5 zielt in der 3. Förderphase, aufbauend auf der vorhandenen Demonstratorplatt­form, auf die Realisierung einer automatisierten Qualitätsprüfung von Mikroumformbauteilen. Das Ergebnis wird ein kalibriertes Messsystem sein, das mittels einer schnellen flächenhaften Messtechnik Geometrien in einem Messvolumen von ca. 1mm3 automatisiert erfassen kann. Damit können neben Geometrieabweichungen auch unerwünschte Oberflächenunvollkommenheiten bestimmt werden, die zwar innerhalb der Toleranzen liegen können, aber trotzdem die Struktur der dünnwandigen Bauteile schwächen. Die schnelle Erfassung der Oberflächen wird dadurch von der aktuellen Stichprobenprüfung in der 2. Phase zu einer 100%-Prüfung.

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Kontakt:  Michael Lütjen
Hendrik Thamer
Benjamin Staar
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Eine Simultaneous Engineering Methodik für mikrofertigungstechnische Prozessketten
01.01.2007 - 31.12.2018, DFG Sonderforschungsbereich
Teilprojekt C4 - Simultaneous Engineering

Die wirtschaftliche Fertigung von Mikrobauteilen zeichnet sich durch ein komplexes Zusammenspiel von Material,- Prozess- und Steuerungsparametern aus. Schon geringe Änderungen in einzelnen Prozessschritten können sich erheblich auf die Fertigungskosten und -qualitäten der Prozesskette auswirken. Im Teilprojekt C4 wird eine Methode zur wirtschaftlichen Auslegung von Mikroprozessketten entwickelt, die auf einer integrierten Fertigungs- und Prozessplanung durch den Einsatz sogenannter Wirknetze beruht. Bei der Fortführung des Projektes steht die Entwicklung von Methoden zum (teil-)automatisierten Prozesskettenentwurf anhand von Bauteileigenschaften im Vordergrund.

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Kontakt:  Michael Lütjen
Daniel Rippel
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