Projektbeschreibung BaSys4ServiceNet:
Durchgängige Vernetzung des Produktionssystems mit Partnern auf Basis von digitalen Services im Produktionsnetzwerk

Ausgangslage:
Globale Produktionsnetzwerke (PN) sind aufgrund ihrer Vielzahl von Interdependenzen einer hohen Dynamik und disruptiven Ereignissen ausgesetzt. In einer solchen Umgebung bedarf es wandlungsfähige Produktionssysteme, die eine schnelle Anpassung an und Reaktion auf sich verändernde Umweltbedingungen erlauben. Hierzu muss eine schnelle und adaptive Integration von (neuen) Partnern, Infrastrukturen und Systemen möglich sein. Statt Integration und Transparenz herrschen jedoch oft technische Isolation und Verschlossenheit. Um diesen Status Quo zu ändern und das Ziel wandlungsfähiger Produktionssysteme zu erreichen, bilden entsprechende Informationstechnologien die Grundvoraussetzung. Neben einer technischen Betrachtung muss jedoch auch das Thema "Nutzen" einer Vernetzung Berücksichtigung finden. Nur wenn alle Partner von einer Vernetzung und Kollaboration ausreichend profitieren, wird sich der Status Quo auflösen lassen. Eine Möglichkeit dies zu erreichen sind digitale, datenbasierte Dienstleistungen.

Ziel:
Ziel des Projekts "BaSys4ServiceNet" ist es, eine nutzenorientierte, durchgängige und wandlungsfähige Vernetzung von Wertschöpfungspartnern mithilfe der BaSys-Middleware KMU-freundlich umzusetzen. Bisher wurde im Rahmen des BaSys 4.0-Leitprojekts der Aspekt der Nutzung von digitalen Dienstleistungen zur Vernetzung verschiedener Parteien nicht betrachtet. "BaSys4ServiceNet" soll diese Lücke schließen. Aufgrund der oben dargestellten Ausgangslage ist das vorgeschlagene Projekt für die Verbreitung und Akzeptanz der BaSys-Middleware von hoher Relevanz. Die aktuellen Herausforderungen in PN und die notwendigen Lösungskonzepte setzen eine gezielte und wandlungsfähige Integration verschiedenster Assets des Produktionssystems voraus. BaSys kann dies ermöglichen. Die Verknüpfung mit neuen, digitalen Geschäftsmodellen bringt eine wirtschaftliche Perspektive in das Themenfeld der Verwaltungsschale (VWS) und führt zu einer klaren Orientierung am Mehrwert. Mit Häfner Präzisionsteile Oberrot GmbH (HPO) als Anwendungspartner steht für die Demonstration einer nutzenzentrierten, wandlungsfähigen Vernetzung ein konkreter Anwendungsfall aus der Fertigung von Hochpräzisionsgewichten zur Verfügung.

Vorgehen:
Die zu entwickelnden Dienstleistungen im Anwendungsfall betreffen in allen Fällen die Beauftragung von Kalibrierungen. Dazu werden im ersten Schritt passende Kennzahlen identifiziert und detailliert, mit welchen der Erfolg gemessen werden kann. Das zu konzipierende Service-System soll bewirken, dass es zu einer Harmonisierung der Nachfrage mit der Auslastung der Anlagen kommt. Durch das in den Auftrags- und Kalibrierdaten versteckte, implizite Wissen ist es theoretisch möglich, vorherzusagen, wann die Netzwerkpartner ihre Gewichte kalibrieren müssen. Dafür werden Daten aus dem ERP- und CAQ-System von HPO benötigt. Um diese Daten verfügbar zu machen, werden Systeme über VWS angebunden. Die VWS gilt es zu konzipieren und umzusetzen. Die Daten können dann für ein Prognosemodell genutzt werden. Für dieses wird eine modulare Softwarekomponente (MSK I) inklusive VWS entwickelt, welche die Daten abruft und eine Vorhersage mithilfe statistischer Verfahren trifft. Anschließend wird eine zweite modulare Softwarekomponente (MSK II) konzipiert, um Anreize für Kunden zu bestimmen, sodass sie ihre Aufträge über die Zeit verteilen. Die benötigten Anreize können z. B. durch Rabatte gesetzt werden. Anhand von hinterlegten Prozessmodellen hat MSK II zudem die Möglichkeit, Mitarbeitende bei HPO vor möglichen Nachfragespitzen zu warnen. In der Abbildung "Zusammenspiel geplanter Komponenten des BaSys4ServiceNet-Systems" findet sich auf der linken Seite in der Blase "Produktionssystem" die bis hierhin beschriebene Architektur wieder. Eine dritte modulare Softwarekomponente (MSK III) wird direkt auf einer Cloudlösung betrieben. MSK III nutzt die zuvor genannten Komponenten und verwaltet die Interaktion zwischen HPO und weiteren Wertschöpfungspartnern. Zudem werden die Rabatte, die von MSK II berechnet wurden, an den Kunden (vgl. Abbildung "Zusammenspiel geplanter Komponenten des BaSys4ServiceNet-Systems" rechte Seite) vermittelt. Alle MSK sind mit einer VWS ausgestattet, sodass die Dienste untereinander und von verschiedensten Assets abgerufen werden können. Die erarbeitete Lösung bleibt somit wandlungsfähig und vor allem erweiterbar. Das Gesamtsystem wird abschließend exemplarisch mit den verschiedenen Partnern getestet und die Ergebnisse hinsichtlich der Anlagenauslastung ausgewertet.

Förderhinweis:
Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wird/ wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) "Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen" gefördert und vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betreut. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor.
This research and development project is/ was funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) within the "Innovations for Tomorrow’s Production, Services, and Work" and is managed by the German Aerospace Centre (DLR). The author is responsible for the contents of this publication.