Production and Logistics

Projects

KarAMeL³

The Karlsruhe Applied Machine Learning Living Lab (short for KarAMeL³) transfers knowledge in the current research field of machine learning and its practical use. In the context of final theses, study-accompanying internships, regular workshops, and in non-university competitions, students can gain practical knowledge in the field of machine learning in various application fields. In addition, hands-on workshops for the qualification of future specialists in the current fields of machine learning, such as deep learning, are carried out.

Contact: Dipl.-Inform. Michael Weber

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autoSWIFT

The BMBF funded project autoSWIFT investigates and develops methods and tools for building up an infrastructure in order to significantly improve the collaboration inside the value chain of automobile development.
The aim is to be able to provide innovative and high quality vehicle components, based on the latest production technologies, earlier and more appropriately than the current state in the industry.
Inside this project, methods and tools for the evaluation of the suitability of future and currently under development semiconductor technologies, for being employed in the automotive industry, are developed.
The developed methods and tools enable a consistent, joint, cross-domain development and optimisation inside the value-chain of the automotive industry for the future applications and technologies.

Contact: Dr. Alexander Viehl

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BigPro: Use of Big Data Technologies for Fault Management in Production

The aim of the project BigPro is to enable resilient and reactive production systems through the use of a real-time capable big data platform with reactive and proactive fault management.

Within the projects, FZI researchers deal with the conception and implementation of services for the reactive and proactive fault detection as well as the dynamic fault correction.

Contact: Dr.-Ing. Felix Brandt

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Broker für Dynamische Produktionsnetzwerke (DPNB)

Im Maschinen- und Anlagenbau kommt es häufig zu Nachfrageschwankungen und volatilen Marktbedingungen. Um diese beherrschbar zu machen, wird im Rahmen des Forschungsprojekts DPNB eine Online-Plattform entwickelt, die Anbieter und Nachfrager kurzfristiger Produktions-, Montage- und Transportkapazitäten zusammenbringt und so eine agile und strukturflexible Supply Chain ermöglicht. Beispielsweise können dann Hersteller von Produktionsanlagen die Plattform als „offenes“ System nutzen, um ihren Kunden damit Zugang zu Lieferketten anderer Unternehmen zu erleichtern. Aber auch als „geschlossenes“ System kann die Plattform Unternehmen beim effizienten Management des eigenen Zuliefernetzwerks unterstützen.

Das FZI Forschungszentrum Informatik leistet Beiträge zur Modellierungsumgebung für maschineninterpretierbare Daten, zur Echtzeit-Dateninfrastruktur und zum Entwurf von mathematischen Modellen und Algorithmen zur Abstimmung von Angebot und Nachfrage.

Contact: Dr. David Sayah

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CAMiROB

The project CAMiROB pursues the goal of developing an SME-appropriate CAM integrated guidance and control system for robotic operated processing cells. The deployment of a virtual factory and the optimisation of the process parameters by means of machine learning are of primary importance for the FZI.

This research and development project is funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) within the framework of the funding initiative "KMU-innovativ: Produktionsforschung" (SME-innovative: Production Research) and supervised by the Project Management Agency Karlsruhe (PTKA).

Contact: Simon Fritz

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Clou – Closed Loop Engineering for Efficient Replanning in Plant and Mechanical Engineering

The aim of the research project is the testing of a continuous closed-loop engineering process chain for the digital factory together with the firm CONTACT Software In doing so, the digital factory is networked with the real world through a digital twin.

Contact: Janek Bender

DIALOG – Feedback Supported Requirements Management

In the joint project DIALOG, which is funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) in the framework of the thematic field "Management und Virtualisierung der Produktentstehung“ (management and visualisation of the product development), methods for the efficient fusion of the customer's and manufacturer's point of view were developed in the pre-contractual stage. The PLM-based approach followed here bridges CRM and PDM-oriented models and processes, which are still considered in isolation by companies, on the basis of a product model expanded to the product use context, which creates a virtual business object through every order. This enables via appropriate feedback objects a structured capture of experimental knowledge from customer-manufacturer-interactions during the product lifecycle and their consequent consideration in the requirements management.

Contact: M. Sc. Jana Deckers (geb. Dücker)

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efeuCampus Bruchsal

In the research project for urban and autonomous freight logistics efeuCampus in Bruchsal, funded by the European Union and the state of Baden-Württemberg, the project partners are developing intelligent freight logistics on the last mile. The aim is to find solutions for supply and disposal within an urban area using autonomous, electrically driven delivery robots.

The FZI develops IT solutions on the test site for the interaction between users, autonomous vehicles and the central warehouse as well as for the energy management of the delivery vehicles. The FZI also conducts research on legal issues in the areas of road traffic law, registration law, liability law and data protection law.

Contact: Dr. Boris Amberg

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ELBA4KMU

For the increased use of adaptability in tool and mould making, there is a lack of suitable solutions today. The aim of the project is the coupling between planning and order processing systems as well as resource management systems, which are not available in the discrete manufacturing of SMEs at present. A PLM-integrated asset management system shall be thus expanded on the example of tool making. By means of an order-related capture and evaluation of resource and process data, a more efficient and lifecycle-optimised planning and deployment of changeable resources shall be enabled.

Contact: M. Sc. Jana Deckers (geb. Dücker)

FLUIT: Security for Interconnected Air Traffic Management

The project aims at sustainably improving the IT security situation in the air traffic control and at forwarding the safeguarding of aircrafts against targeted attacks. For this purpose, the project partners develop a catalogue of security criteria, best practices, methods and standard process models, which can serve as a basis for an international standardisation project.

Contact: Dipl.-Inform. Jochen Rill

FURNeCorp

The project FURNeCorp, consisting of associations, IT service providers as well as industrial and trading companies of the furniture industry, develops IT-supported methods for the B2B-PLM integration as well as the feedback data exchange between value-adding partners of the industry. The aim is to strengthen the e-business competence of SMEs in the furniture industry and to enable an optimised processing of customer-related and intercompany e-business processes through the use of eStandards. The project is part of the funding initiative "eStandards", which is funded by the Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWi) in the framework of the funding priority "Mittelstand-Digital" (SMEs digital).

Contact: M. Sc. Jana Deckers (geb. Dücker)

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Innovation partnership with Lufthansa Cargo

Within an innovation partnership, the FZI analyses and evaluates current questions of Lufthansa Cargo AG according to most recent scientific findings.  Together with doctoral candidates and students, the FZI strives to transfer the methods and findings of interdisciplinary research to various areas of Lufthansa Cargo AG.

The topics cover a wide spectrum within the research division IPE and various areas at Lufthansa Cargo AG, from logistical and economic issues (packing planning, network planning, pricing) to IT topics such as IT security.

Contact: Anna Hess

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InsightProducts

InsightProducts - Actionable Insights into Product Service Delivery 

Acquiring qualitative product data requires a well-thought and optimised sensor selection and deployment, adapted to the product infrastructure, configuration and operating environment. To help companies in this process, the Belgian non-profit organisation Sirris, the FZI Research Center for Information Technology (FZI) and the Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. have initiated the collective research project 'InsightProducts - Actionable Insights into Product Service Delivery’ under the CORNET framework.

The rise of sensing, IoT, Big Data for fleet management and the shift from preventive to predictive maintenance drive the growth of the machine condition monitoring market. However, the increasing complexity of the fields of manufacturing, automotive, energy and medical engineering domains requires robust techniques for real-time monitoring, for detecting the inception and progression of faults, for reducing downtime and increasing reliability, and for enabling flexible maintenance scheduling.

InsightProducts targets the enhancement of digital products, based on actionable insights into their design, delivery & operations, based on acquired data intelligence knowledge on the connected product. The FZI focuses on optimised system architectures, sensors selection, communication and data acquisition.

Contact: Dr. rer. nat. Sebastian Reiter

ISABEL – Innovativer Serviceroboter mit Autonomie und intuitiver Bedienung für effiziente Handhabung und Logistik

Zusammen mit den Projektpartnern KUKA, Infineon, macio, Celisca und dem Fraunhofer IFF werden im Rahmen des BMBF-Projekts ISABEL Serviceroboter für das Anwendungsfeld Materiallogistik und Handhabung entwickelt, die im Gegensatz zu herkömmlichen fahrerlosen Transportsystemen mittels ihrer Manipulatoren in der Lage sind, Produkte autonom aufzunehmen, abzulegen bzw. in Bearbeitungsmaschinen einzulegen und zu entnehmen.

Contact: Dr.-Ing. Arne Rönnau

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LieferBot-E

The aim of the joint project LieferBot-E, funded by the Federal Ministry of Economic Affairs and Energy, is to design and develop a holistic concept for the automated supply and waste disposal in urban districts through a freely circulating fleet of autonomous electric vehicles. The LieferBot-E fleet consists of autonomous delivery vehicles as well as mechatronic parcel post boxes in the district.

Contact: Katharina Glock

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Logistikoptimierung für die PTV Group

Bereits seit dem Jahr 2007 entwerfen und implementieren FZI-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler im Direktauftrag für die PTV Group Planungs- und Optimierungsverfahren rund um die Touren- und Gebietsplanung, entwickeln sie weiter und halten sie auf dem aktuellen Stand der Forschung.

Ziel der Kooperation ist es bis heute, praxistaugliche Planungs- und Optimierungsverfahren für die Logistik zu entwerfen und zu entwickeln. Schwerpunktmäßig konzentriert man sich auf heuristische Verfahren, die zum Beispiel für die Planung von Transporttouren oder Vertriebsgebieten eingesetzt werden, und die in der Lage sind, eine Vielzahl an Anforderungen aus der täglichen Praxis der PTV-Kunden zu berücksichtigen.

Contact: Dr.-Ing. Felix Brandt

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LOKI - Airborne Observation of Critical Infrastructures

The goal of the project LOKI funded by the Federal Ministry of Education and Research (BMBF) is the development of an interdisciplinary system for fast and reliable airborne situation assessment after earthquakes. A central focus is the timely overview and detailed recording of damages to critical infrastructures, such as lifelines (bridges and roads) and public institutions (e.g. schools). To this end, researchers at FZI are developing real-time coordination mechanisms for UAV fleets to enable the monitoring of large areas.

Contact: Katharina Glock

Optimierung der Stahlproduktion für Dillinger

Die Stahlproduktion ist durch eine große Diversität an teils verflochtenen Planungsproblemen gekennzeichnet. Diese sind Gegenstand einer langjährigen Forschungskooperation zwischen dem FZI Forschungszentrum Informatik und der AG der Dillinger Hüttenwerke. Aktuell werden in verschiedenen Forschungsprojekten Fragen im Bereich der Pack- und Zuschnittoptimierung, der Kapazitätsplanung und der Intralogistik wissenschaftlich aufgearbeitet.

Ziel der Forschungskooperation ist die Entwicklung von Planungsverfahren unter Berücksichtigung von praxisrelevanten Anforderungen einer integrierten Stahlproduktion und deren Implementierung in Entscheidungsunterstützungstools mittels moderner Software-Technologien.

Contact: Dr. David Sayah

ProProtect

The project aims at transferring the software protection solutions long established in the realm of desktop computing to industrial manufacturing. It responds to the calls from mechanical and plant engineers for a more comprehensive answer to the threat of product piracy, making it harder for criminal actors to reverse engineer and replicate machines or components that are equipped with complex software capabilities and defending against the methods used to copy machine controller software and produce cloned products with these illicit means.

Contact: Victor Pazmino Betancourt

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proveit40

Im Projekt "proveit40" geht es um die Entwicklung einer IT-Lösung zum echtzeitnahen Störungsmanagement in intermodalen Transportnetzwerken der Robert Bosch GmbH. Dazu werden die im öffentlich geförderten Vorgängerprojekt "ProveIT" erarbeiteten Konzepte weiterentwickelt und an die spezifischen Anforderungen von Bosch angepasst. Ziel der Kooperation ist es, die Lösung für den Produktiveinsatz bei Bosch vorzubereiten und gemeinsam weltweit auszurollen.

Contact: Dr.-Ing. Felix Brandt

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ReApp - Wiederverwendbare Roboterapplikationen für flexible Roboteranlagen basierend auf ROS Industrial

Im Rahmen des ReApp Projekts verfolgt das FZI das Ziel, semantische Technologien und Beschreibungssprachen in wiederverwendbare "Roboter-Apps" für die geplante industrietaugliche Integrationsplattform verfügbar zu machen, um vor allem auch KMUs bei der Modellierung, Programmierung und dem Deployment von Roboterapplikationen zu unterstützen. Zusammen mit zahlreichen Projektpartnern wie zum Beispiel dem Fraunhofer IPA, KIT, Sick, Ruhrbotics und BMW versucht das FZI mittels ROS Industrial und "Roboter-Apps" die Programmierkosten zu reduzieren und so Robotik mittelstandtauglich zu machen.

Contact: Dr.-Ing. Arne Rönnau

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ReKoNeT

Im Rahmen des Verbundprojekts ReKoNeT werden Unternehmen eines Netzwerks – insbesondere KMU – befähigt das Netzwerk ganzheitlich zu betrachten und gemeinsam im Sinne eines Systemoptimums zu agieren. Hierfür werden Industrie 4.0 Konzepte unter Berücksichtigung von ökonomischen, sicherheitstechnischen und datenschutzrechtlichen Aspekten zu digitalisierten Kollaborationstools weiterentwickelt.

Contact: Wolfgang Badewitz

SEAMLESS - Simulationsgestützte, assistenzsystem-basierende Engineering- und Maintenance-Dienstleistungen für Lean Aftersales-Services

Produkte, Prozesse und Dienstleistungen werden zunehmend miteinander zu intelligenten Dienstleistungen (Smart Services) verknüpft und entsprechend „veredelt“. Eine zentrale Bedeutung kommt hierbei dem Internet als vernetzende Infrastruktur zu: Sowohl bei IT-Anbietern als auch bei IT-Anwendern eröffnen internetbasierte Dienstleistungen große Wachstumspotenziale für komplexe Produkte, Produktionsprozesse und -anlagen.

Beispielsweise führen internetbasierte Dienstleistungen zu Betriebsoptimierungen von Anlagen durch neue Wissensplattformen und zur Virtualisierung von IKT-Infrastrukturen. Ziel des BMBF-Förderschwerpunkts ist die Entwicklung und Erprobung von innovativen Dienstleistungen und Geschäftsmodellen, die aus der konsequenten Vernetzung der gesamten Wertschöpfungskette hervorgehen. Im Fokus stehen flexible wie skalierbare Assistenzsysteme, auf Basis von Augmented und Virtual Reality. Damit können deutsche Unternehmen neue Smart Services - gemeinsam mit ihren Mitarbeitern und Nutzern - generieren, um sich einen nachhaltigen Wettbewerbsvorteil zu sichern.

Contact: Janek Bender

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SeRoNet - Service Robotics Network

The project "SeRoNet – Servicerobotik-Netzwerk" (service robotics network), will reduce the costs, time and efforts for software development for robot solutions significantly by providing a B2B platform for the collaborative development of service robot solutions. By standardising the description of existing hardware as well as software components and equipping them with interoperable interfaces, the integration effort for new solutions decreases significantly. The platform further helps in actually finding the right components in the first place. In this way, new and innovative robotics solutions can be implemented cost-effectively and flexible.

Contact: M.Sc. Georg Heppner

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SiLKe

From June 2019 and funded by the Federal Ministry of Education and Research, the FZI is examining potential improvements in traceability and safety in food supply chains as a part of the dynamic SiLKe research team. The goal of the project is to design and test a blockchain-based digital platform, which builds trust, facilitates transparent information exchange between all participants in a supply chain and increases safety in food production and logistics.

Contact: Dr. Boris Amberg

Simulative Unterstützung bei der Neubauplanung der St. Vincentius-Kliniken gAG

Die St. Vincentius-Kliniken in Karlsruhe haben einen Klinikneubau geplant, der die auf das Stadtgebiet verteilten Standorte zusammenführt. Mit dem Ziel, die zukünftigen räumlichen Gegebenheiten prozessoptimiert gestalten zu können, hat das FZI simulations-basierte Analysen durchgeführt, wobei bestehende Prozesse auf das zukünftige Raumlayout projiziert wurden. Hierdurch entstand eine objektive Bewertungsgrundlage zur Identifikation räumlicher Engpässe.

Contact: Dr. Boris Amberg

SkillPro – intelligente Steuerung wandlungsfähiger Produktionssysteme mittels fähigkeitsbasierter Ressourcenmodelle

Im EU-Projekt SkillPro führen zwölf Partner aus sechs europäischen Ländern ihre Forschungsaktivitäten zusammen, um ein intelligentes Leit- und Steuerungssystem im Sinne des Plug-and-Produce-Paradigma für wandlungsfähige Produktionssysteme zu entwickeln. Im Schwerpunkt des Projekts steht die Beherrschung der Komplexität moderner heterogener cyber-physischer Systeme in der Produktion entlang des gesamten Produktlebenszyklus durch fähigkeitsbasierte Ressourcenmodelle sowie wissensbasierter Planungs- und Ausführungsmechanismen. SkillPro erzielt dabei eine konsequente Erweiterung bestehender Standards wie AutomationML um der benötigten Interoperabilität zu begegnen.

Contact: M. Sc. Jana Deckers (geb. Dücker)

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viEMA – vernetzte, informationsbasierte Einlern- und Ausführungsstrategien für autonome Montagearbeitsabläufe

Im BMWi-Projekt viEMA haben fünf Forschungspartner eine lernende Roboterzelle gebaut, die flexibel an Handarbeitsplätzen aushelfen kann, wenn hohe Stückzahlen anfallen. Die kluge Maschine scannt die Werkstücke, vergleicht sie mit ihrer Teile-Bibliothek und wählt aus einer Griffe-Datenbank eine Greifstrategie aus. Sie kann ohne Programmierkenntnisse eingerüstet werden und braucht keine feste Installation.

Contact: Dr.-Ing. Arne Rönnau

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wEnPro – wissensbasiertes Energiemanagement für produzierenden KMU

Für produzierende Unternehmen ist es in der heutigen Zeit zwingend erforderlich, ihre Produktion flexibel zu planen und zu betreiben, um auch zukünftig im turbulenten Marktumfeld die sich wandelnden, vielschichtigen Produktionsanforderungen erfolgreich zu meistern. Der mit der Fertigung verbundene Energiebedarf, dessen Bedeutung infolge der Ressourcenverteuerung stetig zunimmt, zwingt vor allem KMUs immer mehr dazu, ressourcenschonend zu produzieren, bei gleichzeitig hoher Flexibilität. Vor diesem Hintergrund wurden Methoden zur Analyse, Bewertung und Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz für produzierende KMU entwickelt. Sie sind in ein modular aufzubauendes, KMU-gerechtes Toolset integriert worden, welches neben reinen Monitorfunktionen vor allem wissensbasierte Auswertungs- und Steuerungsfunktionen bereitstellt.

Contact: M. Sc. Jana Deckers (geb. Dücker)

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WertProNet

Kurze Produktlebenszyklen, Variantenvielfalt und globaler Wettbewerb verlangen hohe Flexibilität in der Produktion. Mit einem am FZI entwickelten Methodenbaukasten können produzierende KMU die technischen und organisatorischen Freiheitsgrade in ihrem Produktionsnetz analysieren und Alternativen durchspielen. Die Lösung wird bereits zur Wertschöpfungsplanung in Produktionsbetrieben eingesetzt.

Contact: M. Sc. Jana Deckers (geb. Dücker)

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wiSmaP – Feedback-Management in der mechatronischen Produktentstehung

Durch die Projektlösung soll es technologieorientierten produzierenden KMU ermöglicht werden die interdisziplinäre Zusammenarbeit während des gesamten Produktentstehungsprozesses auf Basis einer mechatronischen Produktsicht und wissensbasierter Rückkopplungsmechanismen kontinuierlich zu verbessern und effizienter auf Produktänderungen reagieren zu können. Dafür werden Methoden und Systeme entwickelt die PDM-Systeme um mechatronische Produkt- und Prozessintegrierenden Referenzmodelle sowie Feedback-Management-Funktionen erweitern, mittels dieser die in der Produktentstehung eingesetzten fach- und phasenspezifischen Management-Systeme vernetzt und eine intelligente Prozess- und Informationsführung aufgebaut wird.

Contact: M. Sc. Jana Deckers (geb. Dücker)

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