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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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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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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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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Clou – Closed Loop Engineering for Efficient Rescheduling 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: M. Sc. Jana Deckers (geb. Dücker)

Clou – Closed Loop Engineering for Efficient Rescheduling 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: M. Sc. Jana Deckers (geb. Dücker)

DIALOG – Feedback-unterstütztes Anforderungsmanagement

Das vom BMBF im Rahmen des Themenfeldes „Management und Virtualisierung der Produktentstehung“ geförderte Verbundprojekt DIALOG wurden Methoden zur effizienteren Zusammenführung der Kunden- und Herstellersicht in der Vorvertragsphase entwickelt. Der hierbei verfolgte PLM-basierte Ansatz überbrückt die in den Firmen noch immer isoliert betrachteten CRM- und PDM-orientierten Modelle und Prozesse, auf Basis eines um den Produktnutzungskontext erweiterten Produktmodells, das durch jeden Auftrag ein virtuelles Geschäftsobjekt erstellt. Dieses ermöglicht über entsprechende Feedback-Objekte ein strukturiertes Erfassen von Erfahrungswissen aus den Kunden-Hersteller-Interaktionen während des Produktlebenslaufs und ihrer konsequenten Berücksichtigung im Anforderungsmanagement.

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

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FLUIT: Sicherheit für vernetztes Flugverkehrsmanagement

Das Projekt hat zum Ziel, die IT-Sicherheitslage in der Flugsicherung nachhaltig zu verbessern und die Absicherung von Flugsystemen gegenüber gezielten Angriffen voranzutreiben. Dazu entwickeln die Projektpartner einen Katalog von Sicherheitskriterien, Best Practices, Methoden und Standardvorgehensmodellen, die als Grundlage für ein internationales Standardisierungsvorhaben dienen können.

Contact: Dipl.-Inform. Jochen Rill

FURNeCorp

Das Projekt FURNeCorp, bestehend aus Verbänden, IT-Dienstleistern sowie Industrie- und Handelsunternehmen der Möbelbranche, entwickelt IT-gestützte Methoden für die B2B-PLM-Integration sowie den Feedback-Datenaustausch zwischen Wertschöpfungspartnern der Branche. Ziel ist es, die eBusiness-Kompetenz von KMU in der Möbelbranche zu stärken und eine optimierte Abwicklung von kundenbezogenen inner- und zwischenbetrieblichen eBusiness-Prozessen durch die Nutzung von eStandards zu ermöglichen. Das Projekt ist Teil der Förderinitiative „eStandards“, die im Rahmen des Förderschwerpunkts „Mittelstand-Digital“ vom BMWi gefördert wird.

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

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Innovationspartnerschaft mit der Lufthansa Cargo

Im Rahmen einer Innovationspartnerschaft bearbeitet, analysiert und bewertet das FZI aktuelle Fragestellungen der Lufthansa Cargo AG nach neusten wissenschaftlichen Erkenntnissen.  Gemeinsam mit Doktoranden und Studierenden verfolgt das FZI dabei das Ziel, Methoden und Erkenntnisse interdisziplinärer Forschung in die  verschiedenen Bereiche der Lufthansa Cargo AG zu transferieren.

Die Themengebiete decken dabei das gesamte Spektrum des Forschungsbereichs IPE ab, von logistischen und ökonomischen Fragestellungen (Packplanung, Netzwerkplanung, Pricing) bis hin zu IT-Themen wie dem Umgang mit hohen Datenvolumina in Echtzeit.

Contact: Dr.-Ing. Felix Brandt

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InsightProducts

InsightProducts - Umsetzbare Erkenntnisse über die Bereitstellung von Produktdienstleistungen

Um qualitative Produktdaten zu erheben, ist eine wohl überlegte Auswahl an Sensorik erforderlich. Diese muss an die Produktinfrastruktur und -Konfiguration angepasst werden, sowie auch die Umgebungsbedingungen im Betrieb berücksichtigen. Zur Unterstützung von Unternhemen bei diesem Vorhaben, haben Sirris aus Belgien, das Forschungszentrum Informatik (FZI) und Hahn-Schickard das Verbundforschungsprojekt InsightProducts - Actionable Insights into Product Service Delivery im Rahmen von CORNET gestartet.

Da Sensorik, IoT und Big Data für das Flottenmanagement zunehmen, sowie vermehrt vorausschauende anstatt präventiver Instandhaltung zum Einsatz kommen, wird das Wachstum des Marktes für Maschinenzustandsüberwachung weiter ansteigen. Robuste Techniken zur Echtzeitüberwachung, zur frühzeitigen Erkennung von Fehlern und zur Reduzierung von Ausfallzeiten, zur Erhöhung der Zuverlässigkeit sowie zur flexiblen Wartungsplanung sind notwendig, um der steigenden Komplexität in den Bereichen der Fertigung, Automotive, Energie und Medizintechnik, Herr werden zu können.

Das Projekt InsightProducts hat die Verbesserung digitaler Produkte zum Ziel und fokussiert sich auf die Analyse von Lösungen zur industriellen Zustandsüberwachung mit dem besonderen Augenmerk auf Systemarchitektur, Sensorik, produktinterne Intelligenz, Kommunikation und Datenerfassung.

Contact: Dipl.-Inform. 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: Dipl.-Ing. Arne Rönnau

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KEHL – Kontrollierte-Energie-Haushalts-Lösungen

Die Softwarelösung KEHL ermöglicht deutliche Energieeinsparungen auf Grundlage nutzungsabhängiger,  wissensunterstützter Ansteuerungen von Gebäudeautomationssystemen. Mit der Software können unterschiedliche technische Gebäudeausstattungen erfasst und deren Energieverbrauch durch wissensunterstützte Konfiguration und Modellierung abgebildet werden.
Darauf aufbauend wurden Methoden zur Identifizierung ineffizientes Energieeinsatzes, Visualisierung und Bereitstellung der Ansteuerungsmechanismen zu deren Behebung entwickelt. KEHL stützt sich auf eine wissensbasierte Analysemethodik, durch die Stromkunden einen genauen Überblick über den durch ihr spezifisches Verhalten verursachten Energieverbrauch bekommen.

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LieferBot-E

Ziel des durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Verbundprojekts LieferBot-E ist die Konzeption und Entwicklung eines ganzheitlichen Konzepts zur Realisierung der automatisierten Ver- und Entsorgung städtischer Quartiere durch eine frei umlaufende Flotte autonomer Elektrofahrzeuge. Die LieferBot-E Flotte besteht aus autonomen Zustellfahrzeugen sowie mechatronischen Paketbriefkästen im Quartier.

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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Optimierung der Stahlproduktion der Dillinger Hütte AG

Die Stahlindustrie bietet vielfältige Einsatzmöglichkeiten für das Operations Research. In Kooperation mit der AG der Dillinger Hüttenwerke als stärkstem europäischem Grobblechhersteller, werden diverse Projekte bearbeitet, die zum Ziel haben die Effektivität der Produktionsabläufe zu steigern. Dazu gehören beispielsweise eine effiziente Lagerung von Blechen teils beachtlicher Dimension zum Verbau in Offshore-Windparks oder auch die Optimierung komplexer Kranfahrauftragssysteme im Stahlwerk.

Langfristiges Ziel ist die Erstellung eines Simulationsframeworks, welches es ermöglicht, den Material- und Produktionsfluss der Hüttenwerke unter dem Einfluss verschiedener Optimierungsansätze in ihren Zusammenhang ganzheitlich zu betrachten.

Contact: Dr. David Sayah

ProProtect

The goal of the project is to transfer existing software protection solutions in desktop computing to the production area in order to be able to meet the requirements of plant engineering and mechanical engineering for end-to-end protection against product piracy. This includes both making it more difficult to replicate machines and components that are equipped with complex software functions, as well as defending methods or procedures aimed at the unauthorized copying and use of expensive machine control programs for producing cloned products.

Contact: Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Jürgen Becker

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ProProtect

The goal of the project is to transfer existing software protection solutions in desktop computing to the production area in order to be able to meet the requirements of plant engineering and mechanical engineering for end-to-end protection against product piracy. This includes both making it more difficult to replicate machines and components that are equipped with complex software functions, as well as defending methods or procedures aimed at the unauthorized copying and use of expensive machine control programs for producing cloned products.

Contact: Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Jürgen Becker

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ProveIT

Ziel des Projektes ProveIT war es, IT-Systeme zur kurz- und mittelfristigen Stabilisierung logistischer Prozesse in Transportnetzwerken zu entwickeln und im Rahmen eines zweijährigen Pilots bei Anwendungspartnern aus der Industrie umfassend zu testen. Das FZI konzeptionierte und entwickelte im Rahmen des Projekts alle Dienste zur Echtzeitverarbeitung, zum operativen und taktischen Abweichungsmanagement und eine mobile Anwendung zur Kommunikation mit den Fahrern.

Das vom BMWi im Rahmen des Forschungsschwerpunkts „Zukunftsfähige Logistiknetzwerke“ geförderte Verbundprojekt ProveIT wurde am 23. November 2016 mit einer Veranstaltung im FZI House of Living Labs erfolgreich abgeschlossen.

Contact: Dr.-Ing. Felix Brandt

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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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RAN – RFID-Based Automotive Network

Individuelle Fahrzeugwünsche, neue Antriebstechnologien und ständige Innovationen erzeugen eine stetig wachsende Variantenvielfalt. Aus diesem Grund konzentrieren sich die Automobilhersteller auf ihre Kernkompetenzen und reduzieren ihre Fertigungstiefe. Dies führt zur Entwicklung komplexer Lieferantennetzwerke. Im Projekt „RFID-Based Automotive Network“ (RAN) wird das Ziel verfolgt, diese komplexen Netzwerke besser zu steuern und zu beherrschen.

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: Dipl.-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

SeRoNet - Servicerobotik-Netzwerk

Das Projekt »SeRoNet – Servicerobotik-Netzwerk« mit seiner IT-Plattform zur arbeitsteiligen Entwicklung von Serviceroboter-Lösungen wird die Kosten der Software-Entwicklung für Roboterlösungen deutlich reduzieren. Indem vorhandene Hardware- und auch Software-Komponenten standardisiert und mit interoperablen Schnittstellen versehen werden, sinkt der Integrationsaufwand neuer Lösungen erheblich. Dadurch sollen in Zukunft neue und innovative Roboterlösungen kostengünstig und flexibel eingesetzt werden können.

Contact: M.Sc. Georg Heppner

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

Die St. Vincentius-Kliniken in Karlsruhe befinden sich aktuell in der Planungsphase eines Klinikneubaus, der die auf das Stadtgebiet verteilten Standorte zusammenführen soll. Mit dem Ziel, die zukünftigen räumlichen Gegebenheiten prozessoptimiert gestalten zu können, führt das FZI simulations-basierte Analysen durch, wobei bestehende Prozesse auf das zukünftige Raumlayout projiziert werden. Hierdurch entsteht 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: Dipl.-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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