Gestaltung unternehmensübergreifender Kooperationsnetzwerke mit dem digitalen Zwilling (NedZ)

Der digitale Zwilling als Kooperationstool

Produktionssysteme werden technisch immer komplexer, da immer höhere Anforderungen an die Effizienz und Flexibilität der Produktionsanlagen gestellt werden. Der Anspruch an eine moderne Produktion: kundenindividuelle Fertigung, hohe Qualität, schnelle Produktionsrate. Mit dem Wandel zur Industrie 4.0 werden Produktion und modernste Informations- und Kommunikationstechnologien miteinander verzahnt. Der Digitalisierungsgrad der industriellen Fertigung und der Wertschöpfungsketten steigt. 

Dabei steht die Produktivität einer Anlage weiterhin an erster Stelle. Um diese stets zu gewährleisten, arbeiten Anlagenbetrieb, Instandhaltung, Anlagenbau und Lieferfirmen von Komponenten und Teilanlagen Hand in Hand. Die Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen der beteiligten Unternehmen besitzen jeweils einzigartiges Fachwissen, das bislang nicht so aufbereitet ist, dass alle gemeinsam darauf zugreifen können.

Die Nutzung eines digitalen Unterstützungssystems bietet großes Potenzial. Es ermöglicht allen Fachkräften eine gemeinsame, globale Sicht auf eine Produktionsanlage und eine einfachere Zusammenarbeit. Der digitale Zwilling der Produktionsanlage soll hierfür die Informationsbasis bilden.

Datenbasierte Vernetzung und unternehmensübergreifende Kooperation

Im Projekt NedZ wird ein unternehmensübergreifendes, datenbasiertes Kooperationsnetzwerk prototypisch aufgebaut. Im Mittelpunkt des Netzwerks steht der digitale Zwilling einer Produktionsanlage, den die Partner gemeinsam nutzen und pflegen und der alle freigegebenen Informationen zur Anlage bereitstellt. Zudem werden Prinzipien und Handlungsempfehlungen für datenbasierte Kooperationsnetzwerke im Produktionsumfeld in einem Leitfaden definiert.

Langfristiges Ziel ist es, Unternehmen mit einer fortschrittlichen, kooperativen Arbeitsweise zu befähigen, ihre Arbeitsorganisation zu verbessern, gemeinsame Instandhaltungsmaßnahmen zu optimieren oder neue datenbasierte Dienstleistungen anzubieten.

© Fraunhofer IFF

Schwerpunkte im Projekt NedZ

  • Analyse von Kooperationsanreizen und -hemmnissen aus wirtschaftlicher, technischer und arbeitswissenschaftlicher Sicht​
  • Aufbau einer prototypischen fach- und unternehmensübergreifenden Kooperationsplattform auf Grundlage eines gemeinsamen digitalen Anlagenzwillings​​
  • Vernetzung der beteiligten Unternehmen über diese Plattform und Untersuchung der sich daraus ergebenden Wertschöpfungspotenziale
  • Arbeitswissenschaftliche Gestaltung und praktische Umsetzung konkreter Anwendungsszenarien im Netzwerk​
  • Ableitung von adaptierbaren Handlungsempfehlungen für die Gestaltung unternehmensübergreifender Kooperationsnetzwerke mit dem digitalen Zwilling von Produktionsanlagen

Das Forschungsprojekt wird im Rahmen des Programms »Zukunft der Arbeit« (FKZ: 02L18B500ff.) vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und dem Europäischen Sozialfonds (ESF) gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei dem/der Autor/in.

Projektlaufzeit: 01.04.2020 bis 31.03.2023

Projektpartner

Das Fraunhofer IFF entwickelt im Projekt den digitalen Zwilling zu einer Kooperationsplattform weiter. Es erarbeitet datenbasierte Geschäftsmodelle und übernimmt die Prozessgestaltung. Das Fraunhofer IFF ist zuständig für die Projektkoordination.
Die BTU Cottbus-Senftenberg ist im Projekt verantwortlich für die Themen Ergonomie und menschgerechte Arbeitssystemgestaltung und übernimmt die prospektive, beanspruchungsoptimale sowie partizipative Arbeitsgestaltung​.
Die Klesyma GmbH unterstützt das Projekt als Anwendungspartner im Wertschöpfungsnetzwerk. Das Unternehmen liefert intergrierbare Teilanlagen und ist Servicedienstleister für industrielle Klebeanlagen.
Die Metop GmbH​ verantwortet den Themenbereich Wirtschaftsinformatik. Das Unternehmen ist im Projekt Entwicklungspartner für Datenintegritätsstrategien und Verbreitung.​
Rusche-Zubringetechnik unterstützt das Projekt als Anwendungspartner im Wertschöpfungsnetzwerk. Das metallbearbeitende Fertigungsunternehmen ist zuständig für Konstruktionsdienstleistungen.
Die SIS GmbH unterstützt das Projekt als Anwendungspartner im Wertschöpfungsnetzwerk. Das Unternehmen ist externer Dienstleister für die Instandhaltung im Auftrag des Anlagenbetreibers.
Die SM Calvörde Sondermaschinenbau GmbH & Co. KG unterstützt das Projekt als Anwendungspartner im Wertschöpfungsnetzwerk. Das Unternehmen verantwortet den Bereich Anlagenbau.

News

  • BTU-IFF Workshops mit den Projektpartnern

    Juni 2021

    In den trilateralen Workshops wurden Mehrwerte und Hemmnisse einer unternehmensübergreifenden Kooperation mittels des digitalen Zwillings erfasst und diskutiert. Die erfassten Mehrwerte umfassen die Perspektiven aus kollektiver Sicht, die Sicht der einzelnen Unternehmen sowie die Sicht der unterschiedlichen internen Akteure eines jeden einzelnen Projektpartners.
    Die gleiche Vorgehensweise wurde bei der Erfassung der Hemmnisse für die unternehmensübergreifende Kooperation angewandt. Aus den Ergebnissen dieser Workshops wurden Anforderungen an die Entwicklung des IT-Konzepts abgeleitet. Damit wurde die Grundlage für die Umsetzung der IT-Methoden und Werkzeuge zur Realisierung des unternehmensübergreifenden Digitalen Zwillings und bei der Auswahl von Methoden für die Arbeitssystemgestaltung geschaffen.

  • Abschluss der Prozessmodellierung aller Projektpartner und der Entwicklung von übergreifenden Kooperationsprozessmodellen

    Nach dem Abschluss der Modellierungsphase der einzelnen Prozessmodelle aller Projektpartner mittels der Modellierungsnotation BPMN 2.0, wurden zwei gemeinsame kooperative Prozessmodelle sowohl für die Phase der Anlagenentwicklung als auch für den Anlagenbetrieb entwickelt. Diese beiden Kooperationsprozessmodelle bringen die Projektpartner im Rahmen des Projektes an gemeinsame modellierte Aktivitäten zusammen und dienen als Grundlage für den schrittweisen Aufbau, Betrieb und Pflege des digitalen Zwillings mittels einer unternehmensübergreifenden Kooperationsplattform.

    © Fraunhofer IFF
  • Teilnahme des NedZ-Projektes auf der internationalen Arbeitsforschungskonferenz Beyondwork 2020, 21. - 22. Oktober 2020

    Was bedeutet der Wandel der Arbeit für den Menschen? Wie können Unternehmen ihre Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter bestmöglich darauf vorbereiten? Und wie reagieren die einzelnen europäischen Länder auf den Veränderungsprozess? Am 21. und 22. Oktober 2020 kamen Vertreterinnen und Vertreter der europäischen Politik, Forschung, Wirtschaft und der Sozialpartner auf dieser außergewöhnlichen Online-Konferenz zusammen, um Fragen wie diese zu diskutieren und sich austauschen, zu vernetzen und voneinander zu lernen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung richtete die Tagung anlässlich der deutschen EU-Ratspräsidentschaft von Juli bis Dezember 2020 aus.
     
    Im Rahmen dieser Veranstaltung wurde das Projekt NedZ im Rahmen einer Präsentation (Link zum Dokument siehe unten) vorgestellt und trug damit bei zum erfolgreichen Gelingen der Veranstaltung. Gern können Sie die gesamte Veranstaltung virtuell besuchen.

  • Koordinatorentreffen des wissenschaftlichen Begleitprojektes WissProKMU, 29. - 30. September 2020

    Das Projekt NedZ wird durch das vom BMBF geförderte wissenschaftliche Projekt "WissProKMU – Zukunft der Arbeit: Gestalten und Vernetzen" begleitet. Dieses Projekt unterstützt die durch das BmBF geförderten Verbundvorhaben mit kleinen und mittelständischen Unternehmen bei der Umsetzung ihrer Digitalisierungsstrategie. Ziel ist es, eine integrative wissenschaftliche Ergebnisverwertung und Potentialanalyse im Rahmen des Forschungsschwerpunktes „Zukunft der Arbeit: Mittelstand – innovativ und sozial“ für Wissenschaft und Wirtschaft, umzusetzen.

    Auf dem Koordinatorentreffen am 29./30.09.2020 erfolgte die Fortsetzung der Arbeit in verschiedenen Handlungsgruppen. Im Rahmen der Handlungsgruppe 4  wurde die Gestaltung inner- und überbetrieblicher Kollaboration von Menschen durch virtuelle Umgebungen diskutiert und vorangetrieben. Hier engagiert sich das NedZ-Projekt zusammen mit 6 weiteren Verbundvorhaben. Im Rahmen einer Postersession erfolgte die Vorstellung des Projektes NedZ.

     

  • Prozessaufnahmen vor Ort

    In den zwei Wochen vom 24.08. bis zum 04.09.2020 wurden die Prozessaufnahmen in allen Unternehmen umgesetzt. Somit wurden insgesamt vier Prozessaufnahmen durchgeführt, eine bei jedem Anwendungspartner. Die Aufnahme umfasste eine detaillierte Erhebung der aktuellen geschäftlichen Prozessstrukturen jedes Anwendungspartners, sowohl aus Sicht der Arbeitswissenschaft als auch aus technischer Sicht. Die Forschungspartner konnten so erfolgreich einen tiefen Einblick in die internen Strukturen und Prozesse erlangen – eine ideale Grundlage für die weiterführende Gestaltung der Kooperation.

    Da inzwischen wieder Treffen in eingeschränktem Rahmen möglich sind, strebt das Konsortium aufbauende Gestaltungsworkshops an.

  • Digitaler Kick-off des Projekts NedZ – Magdeburg, 2. Juni 2020

    Ein vielversprechender Start: Der offizielle Kick-off im Projekt NedZ wurde erfolgreich umgesetzt. Aufgrund der aktuellen Kontaktbeschränkungen fand das Treffen in einer Webkonferenz statt. Neben den Projektpartnern nahmen Vertreter des Projektträgers PTKA sowie des wissenschaftlichen Begleitprojekts WissProKMU teil. In einem regen Austausch wurden der Förderrahmen sowie die Unterstützung durch das Begleitprojekt erläutert. Darauf aufbauend stellten die Partner ihre projektspezifischen Ziele und Pläne im Konsortium vor. Klare Fokuspunkte liegen auf der Unterstützung des Anlagenservice hin zu einer vorausschauenden Instandhaltung – ein interessantes Feld für praktische Anwendungsszenarien. Hier sind auch ganz klar die Kompetenzen der Forschungspartner hinsichtlich datenbasierter Geschäftsmodelle, digitaler Unterstützung der Kooperation und die Veränderung der Arbeitsprozesse mit Analyse von Faktoren wie dem resultierenden Technikstress. ​

  • Projektstart – Magdeburg, 1. April 2020

    Der Projektstart zum 1. April 2020 wurde mit einer gemeinschaftlichen Auftaktbesprechung begangen. Ein klares Fazit: Trotz der Einschränkungen durch Corona streben die Partner an, dem Projektplan zu folgen und die Unternehmensanalyse zunächst individuell und mit digitalen Abstimmungen umzusetzen. Die regen Diskussionen unter den Partnern fokussieren zunächst auf die wirtschaftliche Motivation der Partner und ihre individuellen Ziele für das Kooperationsnetzwerk. Darauf werden dann die ganzheitlichen Prozessanalysen aufbauen. ​

    Wir freuen uns über den gelungenen Auftakt!​