Gestaltung unternehmensübergreifender Kooperationsnetzwerke mit dem digitalen Zwilling (Projekt NedZ)

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.

© Fraunhofer IFF

Der digitale Zwilling als Kooperationstool

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.

Erwartete Projektergebnisse in 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

News

  • Abschlussveranstaltung des Projekts NedZ am 17. März 2023

    Das NedZ-Projekt neigt sich dem Ende und die Projektpartner bereiten die Abschlussveranstaltung des Projektes vor. Hier werden Projektergebnisse über das Projektkonsortium hinaus einem interessierten Kreis präsentiert. Die Veranstaltung hat den Charakter eines Dialogforums und richtet sich an interessierte Unternehmen aus dem lokalen Umfeld. Gern können auch Sie sich hier über Veranstaltung informieren. Haben wir ihr Interesse geweckt? Dann sind Sie herzlich eingeladen.

  • 3. Springer Sammelband »Digitalisierung der Arbeitswelt im Mittelstand«: Fertigstellung des Manuskriptes für den Beitrag über das Projekt NedZ

    Das Projekt NedZ wird zusammen mit weiteren 25 Verbundprojekten wissenschaftlich durch das Begleitprojekt WissProKMU unterstützt. Im Rahmen des Forschungsschwerpunktes »Zukunft der Arbeit: Mittelstand – innovativ und sozial« wird in diesem Rahmen eine förderschwerpunktübergreifenden Abschlusspublikation gemeinsam erarbeitet. Hier wird das Projekt NedZ im 3. Springer Sammelband erscheinen. Aktuell wurde das Manuskript fertig gestellt. Die Veröffentlichung ist für Juni 2023 geplant.

  • Verbundtreffen aller Projektpartner und Projektträger im November 2022/Herbst 2022

    Auf dem vor-Ort Projekttreffen aller Projektpartner wie auch des Projektträgers wurde im November 2022 der erreichte Projektstand reflektiert. Das Treffen hat am Fraunhofer Institut IFF in Magdeburg stattgefunden. Darüber hinaus wurden die Sichten der beteiligten Partner zum aktuellen Stand eingesammelt und in einer sehr belebenden Diskussion weiter vertieft. Weiterhin wurden anstehende Arbeiten bis zum Projektende abgesprochen.

  • Erfolgreiche Evaluation des Prototypen mit den Projektpartnern

    Zwei Anwendungsszenarien sind nach Abstimmung mit den Projektpartnern in die Evaluation gegangen. Im nächsten Schritt sind die beiden Anwendungsszenarien durch Projektpartner weiter untersetzt worden. Dabei ist das erste Szenario (Anlagenentwicklung) durch SMC und das zweite Szenario (Anlagenbetrieb) durch das IFF federführend ausgearbeitet worden. Hier sind Dokumente entstanden, die als Arbeitsgrundlage dienen. Parallel wurde der Softwareprototyp minimal durch das IFF angepasst, so dass eine Evaluation wesentlicher Aspekte daran vollständig erfolgen soll. 

  • Fertigstellung und mehrfache Erprobung des NedZ-Prototyps sowie Gestaltung der Mockups

    Der Prototyp wurde final bereitgestellt und dient als Validierungsmittel und reduzierte Version der gesamten konzeptionellen Systemgestaltung im Projekt NedZ. Der Prototyp  wurde durch mit den Projektpartnern abgestimmte Anwendungsfälle implementiert. Die Mockups und deren Benutzeroberflächen wurden somit auch mit den Projektpartner zusammen gestaltet. 

  • Vorstellung der Projektzwischenergebnisse in der Transferveranstaltung des wissenschaftlichen Begleitprojektes WissProKMU im April 2022 in Aachen

    Teilnahme an der Transveranstaltung des wissenschaftlichen Begleitprojekts WissProKMU am 28.04.2022 in Aachen:

    Die Veranstaltung hat erfolgreich im Technologiezentrum am Europaplatz (TZA) in Präsenz stattgefunden. Das Projekt NedZ und seine vorläufigen Ergebnisse wurden durch Herrn Georges (stellvertretender Projektleiter) vertreten und in Form einer zusammengefassten Präsentation vor den zahlreichen Veranstaltungsteilnehmern dargestellt. Darüber hinaus fand eine Ausstellung mit Ständen verschiedener Projekte statt. Die vorläufigen Ergebnisse des Projekts NedZ wurden das anhand des Prototyps präsentiert. Neben dem NedZ-Projekt wurden vorläufige oder finale Forschungsergebnisse weiterer 19 Projekte präsentiert. Einige dieser Projekte werden zeitnah abgeschlossen. Andere haben längere Laufzeit als das Projekt NedZ. Alles in allem war es eine gelungene Veranstaltung für alle Teilnehmer.

  • Vorstellung des Projektstandes auf dem 68. Frühjahrskongress der Gesellschaft für Arbeitswissenschaft e.V.

    März 2022

    Im März 2022 fand der 68. Frühjahrskongress der Gesellschaft für Arbeitswissenschaft e.V. unter dem Motto »Technologie und Bildung in hybriden Arbeitswelten« in Magdeburg statt. Es wurden Beiträge aus allen Teilbereichen und Disziplinen der Arbeitswissenschaft vorgestellt, in denen analoge und digitale Methoden und Medien einander ergänzen oder durchdringen, um Arbeit gesundheits-, persönlichkeits-, lern- und kooperationsförderlich zu gestalten. In diesem Rahmen konnten die Ziele und der aktuelle Stand des Projektes NedZ zahlreichen Teilnehmern vorgestellt werden. Die Präsentation erfolgt in Form eines Konferenzbeitrags sowie auch eines Posters. Es wurde die Vorgehensweise in der Erfassung und Modellierung der Prozesse bei den Kooperationspartnern dargestellt, aus denen die unternehmensübergreifenden Kooperationsprozesse erarbeitet wurden. Daraus wurden Anforderungen an einen Softwareprototypen abgeleitet sowie das entwickelte Umsetzungskonzept dargestellt.

  • Verbundtreffen aller Projektpartner

    März 2022

    Auf dem im März 2022 stattgefundenen virtuellen Projekttreffen aller Projektpartner sowie auch des Förderträgers wurde der aktuell erreichte Projektstand reflektiert. Alle Projektpartner konnten auf eine erfolgreiche Projektarbeit zurückblicken. In Hinblick auf die restliche Projektlaufzeit wurden die nächsten Schritte diskutiert und in die Planung für das weitere Projektjahr formuliert. Hier steht insbesondere die Entwicklung des Softwareprototypen im Vordergrund, wobei die Reflexion der erarbeiteten User-Stories durch die Projektpartner und das Einfließen ihrer Anforderungen die Ausprägung des Prototyps maßgeblich gestalten. Die Bearbeitung eines weiteren Projektziels wird derzeit unter Mitwirkung aller Projektpartner gestartet. Es besteht in der Erarbeitung und Dokumentierung von Handlungsempfehlungen für die Herangehensweise an eine unternehmensübergreifende Kooperation zwischen KMU auf Basis eines digitalen Zwillings zum Inhalt haben.

  • 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!​

Projektinfo

Projekttitel

»NedZ – Gestaltung unternehmensübergreifender Kooperationsnetzwerke mit dem digitalen Zwilling«

Stichworte

Digitaler Zwilling, Digital Twin, Industrie 4.0, Anlagenbetrieb, Kooperationsnetzwerk, Kooperationsplattform

Projektlaufzeit

04.2020 – 03.2023

Projektpartner

  • Fraunhofer IFF (Koordination): 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.
  • BTU Cottbus-Senftenberg: Die BTU Cottbus-Senftenberg ist im Projekt verantwortlich für die Themen Ergonomie und menschgerechte Arbeitssystemgestaltung und übernimmt die prospektive, beanspruchungsoptimale sowie partizipative Arbeitsgestaltung​.
  • Klesyma GmbH: Die Klesyma GmbH unterstützt das Projekt als Anwendungspartner im Wertschöpfungsnetzwerk. Das Unternehmen liefert intergrierbare Teilanlagen und ist Servicedienstleister für industrielle Klebeanlagen.
  • Metop GmbH: Die Metop GmbH​ verantwortet den Themenbereich Wirtschaftsinformatik. Das Unternehmen ist im Projekt Entwicklungspartner für Datenintegritätsstrategien und Verbreitung.​
  • Rusche-Zubringetechnik: Rusche-Zubringetechnik unterstützt das Projekt als Anwendungspartner im Wertschöpfungsnetzwerk. Das metallbearbeitende Fertigungsunternehmen ist zuständig für Konstruktionsdienstleistungen.
  • SIS GmbH: Die SIS GmbH unterstützt das Projekt als Anwendungspartner im Wertschöpfungsnetzwerk. Das Unternehmen ist externer Dienstleister für die Instandhaltung im Auftrag des Anlagenbetreibers.
  • SM Calvörde Sondermaschinenbau GmbH & Co. KG: Die SM Calvörde Sondermaschinenbau GmbH & Co. KG unterstützt das Projekt als Anwendungspartner im Wertschöpfungsnetzwerk. Das Unternehmen verantwortet den Bereich Anlagenbau.

Projektförderung

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.