Forschungs- und Entwicklungsprojekte

Ein Projekt des Europäischen Innovations- und Technologieinstituts (EIT)

Zum 01. Januar 2022 startete das Festo Lernzentrum sein einjähriges Projekt ConnectSEE.

ConnectSEE steht für Connecting Learning Factories for Promoting Manufacturing Education in South-East Europe.

Projektziele sind Aufbau und Erweiterung eines Lernfabrik-Netzwerks in der Balkanregion. Diese sogenannten Teaching and Learning Factories (TLFs) dienen als Schulungsmöglichkeiten und zum Austausch von Fachwissen und Erfahrungen und fördern somit die Aus- und Weiterbildung von Fachkräften, Auszubildenden, Studenten und Arbeitssuchenden in der Fertigungsindustrie vor Ort.

Potentielle Teilnehmer werden von den Schulungsprogrammen profitieren, die in Form von Kursen und Lerneinheiten angeboten werden und auf ihre regionalen Bedürfnisse und den europäischen Arbeitsmarkt zugeschnitten sind.

Das Festo Lernzentrum bringt seine Expertise hinsichtlich Konzeption und Durchführung von praxisorientierten und maßgeschneiderten Trainingsmodulen und -programmen sowie Erfahrungen aus der eigenen Lernfabrik mit dazugehöriger Infrastruktur für die berufliche Aus- und Weiterbildung ein.

Projektpartner sind:

• FabLab Sarajevo (Bosnien Herzegowina)
• Festo Lernzentrum
• TU Wien
• Universität Politehnica von Bukarest (Rumänien)
• Universität Tartu (Estland)
• Universität Zagreb (Kroatien)

Das Projekt wird gefördert durch das Europäische Innovations- und Technologieinstitut Manufacturing (EIT M).

Sie wollen mehr über ConnectSEE erfahren? Dann freuen wir uns auf Ihre Kontaktaufnahme.

Ein Projekt des Europäischen Innovations- und Technologieinstituts (EIT)

Zum 01. Januar 2022 startete das Festo Lernzentrum sein einjähriges Projekt Learn4SMEs.

Learn4SMEs steht für Learning Factory for Improving Digital Competitiveness of Macedonian Small and Medium sized Enterprises. In dem Projekt ist der Aufbau einer Lernfabrik in Skopje (Nordmazedonien) unter dem Motto "low cost automation and digitalization" geplant.

Das primäre Projektziel ist es, das Bewusstsein von KMU (kleine und mittelständische Unternehmen) für die digitale Transformation zu schärfen und ein umgesetztes Beispiel einer Lernfabrik zu verbreiten.

Die Lernfabrik fördert die berufliche Erstausbildung und Weiterbildung in Mazedonien, insbesondere die berufliche Weiterbildung von Arbeitnehmer:innen und Arbeitssuchenden.

Learn4SMEs will den lokalen KMU die Möglichkeiten und Vorteile einer Lernfabrik für die Umschulung ihrer bestehenden Mitarbeiter:innen und die Qualifizierung neuer Mitarbeiter:innen aufzeigen.

Darüber hinaus sollen Auszubildende, Student:innen und Arbeitssuchende in Nordmazedonien von den Berufsbildungsprogrammen profitieren, einschließlich technischer und nichttechnischer Kurse und Lerneinheiten, die auf die Bedürfnisse der lokalen KMU und des europäischen Arbeitsmarktes zugeschnitten sind.

Das Festo Lernzentrum bringt seine Expertise hinsichtlich Konzeption und Durchführung von praxisorientierten und maßgeschneiderten Trainingsmodulen und -programmen sowie Erfahrungen aus der eigenen Lernfabrik mit dazugehöriger Infrastruktur für die berufliche Aus- und Weiterbildung ein.

Learn4SMEs wird gefördert durch das Europäische Innovations- und Technologieinstitut Manufacturing (EIT M). Das Projektkonsortium besteht aus dem Festo Lernzentrum Saar, Cirko Skopje und der TU Wien.

Sie wollen mehr über Learn4SMEs erfahren? Dann freuen wir uns auf Ihre Kontaktaufnahme.

Virtuelle und Erweiterte Realität (VR/AR) in der beruflichen Bildung

Trotz der herausfordernden, Corona-bestimmenden Laufzeit schlossen wir mit LeARn4Assembly zum 31. Oktober 2022 ein erfolgreiches Forschungsprojekt ab.

Lernen soll zunehmend in den Prozess der Arbeit integriert werden. Sowohl die individuellen Anforderungen der Mitarbeiter an eine Qualifizierung, als auch die betrieblichen Ziele sollen daher in einer Lern- und Assistenzlösung zusammengeführt werden. LeARn4Assembly beschäftigt sich in diesem Zusammenhang mit dem Potential der virtuellen (kurz: VR) und erweiterten Realität (Augmented Reality, kurz: AR).

Die gewonnenen Erkenntnisse sollen realen Arbeitsplätzen im benachbarten Werk zur Verfügung gestellt werden. Zur primären Zielgruppe zählen Montagemitarbeiter, die sich in Alter, Qualifikationsniveau, Erfahrung und Sprache unterscheiden. Der Werker soll für die eigenen Entscheidungen verschiedene Lerninhalte selbstgesteuert abrufen können und Rückmeldungen zur Qualität der durchgeführten Arbeit und zu den Potentialen weiterer Handlungsmöglichkeiten erhalten.

Dieses Projekt wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Projektpartner sind neben dem Festo Lernzentrum:

• Audi AG, Ingolstadt
• Fraunhofer IFF, Magdeburg
• Knowledge Symphony GmbH, Riegelsberg
• Otto-von-Guericke Universität, Fakultät für Humanwissenschaften, Magdeburg
• szenaris GmbH, Bremen
• Technische Visualisitik GmbH, Magdeburg
• VDMA Maschinen und Anlagenbau (Assoziierter Partner)
• Zwetsch GmbH, Idar-Oberstein

Ganzheitliche Befähigung zur hybriden Wertschöpfung

Die Verbindung von Sachgütern und Dienstleistungen zu hybriden Leistungsbündeln führt zu neuen Formen der Wertschöpfung: Das Produkt wird zum materiellen Träger einer Vielzahl von Dienstleistungen. So können für individuelle Kundenanforderungen passgenaue Lösungen erbracht, Kundenzufriedenheit und Kundenbindung erhöht sowie neue Geschäftsfelder für Unternehmen erschlossen werden. Das geschieht meist in Unternehmensnetzwerken und wird durch intelligente Technologien und Vernetzungsmöglichkeiten unterstützt. Die Unternehmen stellt dies jedoch vor große Herausforderungen: Neue hybride Geschäftsmodelle sowie die Zusammenarbeit in komplexen Netzwerken haben Auswirkungen auf bestehende Abläufe und sind Auslöser von Veränderungsprozessen. Im Förderschwerpunkt „Arbeit in hybriden Wertschöpfungssystemen“ sollen übertragbare Werkzeuge und Modelle für eine humane Gestaltung und Organisation der Arbeit in diesen neuen Wertschöpfungssystemen entwickelt werden. Dazu gehört beispielsweise die Befähigung der Beschäftigten, in digital verbundenen Unternehmensnetzwerken und veränderten Unternehmen-Kunden-Beziehungen zu arbeiten.

Dieses Projekt wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Projektpartner sind neben dem Festo Lernzentrum:

• RINK GmbH & Co.KG
• Jacobi Eloxal GmbH
• Brabant & Lehnert Werkzeug- & Vorrichtungsbau GmbH
• Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI)
• Lehrstuhl für Produktionssystem, Ruhr-Universität Bochum (RUB)
• Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes (htw saar)

Ein Projekt des Europäischen Innovations- und Technologieinstituts (EIT)

DigiMain 4.0 steht für "Empowering Digital and Technical Robotics Skills of Maintenance Workforce 4.0". Das Projekt zielt auf ein praxisorientiertes Schulungsprogramm für Instandhaltungs- und Wartungspersonal ab.

Die Weiterbildungsinhalte von DigiMain 4.0 helfen, die Herausforderungen und Chancen der Arbeitsplatztransformation und des Qualifikationsbedarfs von Industrie 4.0 zu meistern. Hauptziel ist ein Angebot an innovativen Schulungen zur kollaborativen Robotik. Ergänzt wird das digitale Lernmaterial durch praktisches Schulungsmaterial und mit mobilen Demonstratoren in zwei Lernfabriken in Österreich und am Festo Lernzentrum. Kursteilnehmer können somit ganz praxisnah Robotik-Kenntnisse erwerben. Die digitalen Lerninhalte werden bis Ende 2021 auf der Guided Learning Platform (GLP) des Europäischen Innovations- und Technologieinstitut Manufacturing (EIT) verfügbar sein.

Das Konsortium von DigiMain 4.0 besteht aus dem Festo Lernzentrum Saar, Joanneum Research und der TU Wien.DigiMain4.0 wird durch das EIT gefördert.

Sie wollen mehr über DigiMain 4.0 erfahren? Dann freuen wir uns auf Ihre Kontaktaufnahme.

Migration zum Cyber-physischen Produktionssystem

Im Dezember 2018 endete die dreijährige Laufzeit des Verbundforschungsprojektes ADAPTION im Rahmen der Fördermaßnahme „Industrie 4.0 – Forschung auf dem betrieblichen Hallenboden“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung.

Ziel des Forschungsprojektes Adaption bestand darin, Unternehmen bei der Migration zum Cyber-physischen Produktionssystem zu unterstützen. Hierzu wurde ein reifegradbasiertes Vorgehensmodell entwickelt, das die Ableitung eines individuellen Migrationspfades unter Beachtung von Wirtschaftlichkeitsgesichtspunkten ermöglicht. Der optimale Zielreifegrad wird dabei individuell nach Nutzen und Wirtschaftlichkeit für jedes Unternehmen festgelegt. Das Vorgehensmodell verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz, der die drei betrieblichen Gestaltungsdimensionen Technik, Organisation und Personal berücksichtigt.
Das Projekt untergliederte sich in vier inhaltliche Arbeitspakete, die diese Dimensionen und die Entwicklung des Vorgehensmodells aufgreifen:

• Organisationale Entwicklung für CPPS
• Technische Erweiterung, Anpassung und Unterstützung der Fertigungssteuerung
• Kompetenzentwicklung, Tätigkeitsprofile und Qualifizierung für CPPS
• Entwicklung eines Vorgehensmodells und eines integrierten Reifegradmodells zur CPPS-Migration

Die Transformation zur produktorientierten Planung wurde bei den Anwendungspartnern unter realen Bedingungen untersucht und die gewonnenen Erkenntnisse wurden in das allgemeine Vorgehensmodell überführt.

Die gewonnenen Forschungsergebnisse wurden in dem Buch "ADAPTION – Reifegradbasierte Migration zum CPPS" publiziert. Das Buch ist im Shaker-Verlag unter der ISBN 978-3-8440-6555-8 erschienen und im Handel erhältlich.

Erschließung des Potenzials älterer Mitarbeiter durch lebensphasenorientiertes Kompetenzmanagement

Aus den Wechselwirkungen des demografischen Wandels und der modernen Arbeitswelt entstehen anspruchsvolle Herausforderungen für Wirtschaft und Gesellschaft. Unternehmen sind gefordert mit demografisch heterogenen Belegschaften - bei schnell wechselnden Technologien und Marktlagen -zu sichern, dass das erforderliche Wissen und die notwendigen Kompetenzen schnell und am richtigen Ort zur Verfügung stehen. Dem betrieblichen Kompetenzmanagement kommt hier eine Schlüsselfunktion zu.

Mit einer berufsbegleitenden, in den Arbeitsprozess integrierten und professionell unterstützten Kompetenzentwicklung werden eine hohe Leistungsfähigkeit der Beschäftigten im gesamten Erwerbsleben und eine lernförderliche Erwerbsarbeit ermöglicht. Wesentliche Ansätze bestehen in neuen Modellen der Arbeitsorganisation, Konzepten lebenslagenorientierter Personalpolitik und Strategien unternehmensspezifischen Kompetenzmanagements. Sie sind Garanten dafür, dass Unternehmen ihre Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit wirksam ausbauen und zur Stärkung der Wirtschaftskraft und zum gesellschaftlichen Wohlstand in Deutschland beitragen.

Ergebnisse als PDF-Download:

Flyer Herausforderung Demografie - Ergebnisse aus dem EPO-KAD-Projekt

Synchrone Produktion durch teilautonome Planung und humanzentrierte Entscheidungsunterstützung

Das Forschungsverbundprojekt SOPHIE wurde im September 2014 gestartet und im November 2017 erfolgreich beendet. Dieses Industrie-4.0-Projekt wurde durch das Programm "IKT 2020 - Forschung für Innovationen" des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert (Förderkennzeichen 01IM14005 A-I).

Problemstellung
Die Produktion der Zukunft steht vor multiplen Herausforderungen, wie der zunehmenden Produktindividualisierung und den erhöhten Flexibilitätsanforderungen bei gleichzeitigem Kostendruck und geringerer Vorhersagbarkeit des wirtschaftlichen Umfeldes. Folglich erhöht sich die notwendige Anzahl kurzzyklischer Anpassungen in der Produktionsplanung und -steuerung während gleichzeitig die Komplexität dieser Prozesse z.B. in Folge der gewachsenen IT-Landschaften in Industrieunternehmen und der Verknüpfung mit externen Wertschöpfungspartnern zunimmt. Diese innere und äußere Turbulenz prägt die Aufgabenfelder der Menschen in der Fabrik: Entscheidungen müssen mit immer kürzeren Reaktionszeiten getroffen werden, was sowohl durchs Informationsflut als auch Informationsmangel erschwert wird. Dies führt zu dem Ansatz, digitale Werkzeuge zielorientiert und vor allem durchgängig zur Unterstützung von Planungs- und Steuerungsprozessen einzusetzen.

Projektziel
Ziel des Projekts SOPHIE war die Entwicklung eines modularen Entscheidungsunterstützungssystems. Dies wurde erfolgreich umgesetzt. Das System befähigt Entscheidungsträger, Eingriffe in die reale Produktion durch Simulationen abzusichern, d.h. geplante und tatsächliche Abläufe abzugleichen sowie Auswirkungen von Veränderungen vorab zu bewerten. Das grundlegende Konzept bei SOPHIE ist die Verknüpfung der realen Fabrik mit der digitalen, simulierten Fabrik. Zwischen beiden Welten findet ein bidirektionaler Abgleich statt. Aktuelle Auftrags-, Maschinen- und weitere produktionsrelevante Daten werden als Eingabe für die Simulation der Produktionsprozesse genutzt. Die Ergebnisse dieser Simulationsstudien bilden die Basis für die Entscheidungsunterstützung. Das SOPHIE-System ist ein sogenanntes Agentensystem. Diese flexible, modulare Systemarchitektur ermöglicht eine Integration in heterogene, gewachsene IT-Landschaften. Diese Gesamtzielstellung gliederte sich in nachfolgende vier Teilziele:

• Entwicklung und Integration einer agentenbasierten autonomen Planungsunterstützung
• Echtzeitfähige Verknüpfung der Automatisierungsebenen mit der simulierten Digitalen Fabrik
• Entwicklung und Erprobung von Konzepten zur Visualisierung und Benutzerinteraktion
• Organisatorische Integration, Mitarbeiterbeteiligung und Qualifizierung

Folglich wurden neben den technischen Aspekten auch organisatorische und mitarbeiterbezogene Anforderungen im Projekt aufgegriffen und in den Unternehmen der drei Anwendungspartner prototypisch umgesetzt.

Die gewonnenen Erkenntnisse wurden in dem Buch "Entscheidungsunterstützung in der Produktionsplanung und -steuerung - Kompendium zum Forschungsprojekt SOPHIE" publiziert. Die Handlungsmöglichkeiten von Industrie 4.0, sowie die Bandbreite von Chancen, die die Digitalisierung bietet, werden darin verdeutlicht und gleichzeitig auch Grenzen aufgrund betrieblicher Rahmenbedingungen angesprochen. Das Buch ist im Shaker-Verlag unter der ISBN 978-3-8440-5852-9 erschienen und im Handel erhältlich.

Entwicklungspartner

• Festo Lernzentrum Saar GmbH (Konsortialführer)
• GROB-WERKE GmbH & Co. KGSimPlan AG
• GEFASOFT GmbH
• Ruhr-Universität Bochum
  • Lehrstuhl für Produktionssysteme
  • Gemeinsame Arbeitsstelle Ruhr-Universität Bochum/IG Metall
• Technische Universität Chemnitz (Professur für Fabrikplanung und Fabrikbetrieb)

Anwendungspartner

• FESTO AG & Co. KG (Global Production Centre Rohrbach)
• Volkswagen Sachsen GmbH (Motorenwerk Chemnitz)
• Vorwerk Elektrowerke GmbH & Co. KG

Intelligente Assistenzsysteme: Ein spannendes Forschungsprojekt ist beendet und lebt weiter!

In dem AUTONOMIK-Projekt APPsist wurde mit Hilfe von CPS-integrierten, intelligenten Assistenzsystemen und Internetdiensten ein Lösungsansatz entwickelt, validiert und verwertet, um intelligente, kooperative, selbstorganisierte Interaktionen zwischen Mitarbeitern und technischen Operationssystemen entlang der Wertschöpfungskette zu ermöglichen und transparent zu machen. Im Sinne eines ganzheitlichen Ansatzes wurden dazu ebenfalls Methoden und Vorgehensmodelle entwickelt sowie wichtige organisatorische Fragestellungen, wie die betriebliche Mitbestimmung und Geschäftsmodelle berücksichtigt.

Viele ursprüngliche Problemstellungen konnten im Verlauf der dreijährigen Projektzeit beantwortet werden, aber im Zuge der Projektarbeit wurden auch neue Fragen und Herausforderungen angegangen. Hier leistete die interdisziplinäre Zusammensetzung des Konsortiums und die aktive Einbindung der Sozialpartner einen guten Beitrag.

Das Projekt präsentierte sich im letzten Projektjahr mit Exponaten bei der Cebit, der Hannover Messe und beim nationalen IT-Gipfel in Saarbrücken. Die Forschungsgruppe war mit einem Exponat vertreten, welches Bundeskanzlerin Dr. Angela Merkel bei ihrem Besuch in der Kongresshalle in Saarbrücken in Augenschein nahm. Unterstützt durch das intelligente Assistenz- und Wissenssystem behob sie eigenhändig einen Störfall an der Demonstratoranlage.

Viele Ergebnisse konnten in der Lernfabrik des LPS sowie bei den Anwendungspartnern Brabant und Lehnert GmbH, Festo AG und MBB Fertigungstechnik GmbH implementiert und in der Praxis erprobt werden. Das gewonnene Knowhow wird nachwie vor weiter in die praktische Umsetzung transferiert. Betriebliche Anfragen können an die bisherige Konsortialleitung des Projektes gerichtet werden.

Ein Projekt aus dem Förderprogramm Invite - Innovationswettbewerb Digitale Plattform berufliche Weiterbildung 2020-2025

Am 1. Mai 2021 startete das Festo Lernzentrum zusammen mit weiteren Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft das auf drei Jahre angelegte Forschungsprojekt TRIPLE ADAPT.

Kernpunkt bildet der innovative Lösungsansatz des Digitalen Drillings, welcher dem digitalen Abbild der Prozess- und Datenebene des digitalen Zwillings eine weitere klickbare Wissens-/Assistenz- bzw. Lernebene hinzufügt. Durch diesen digitalen Drilling gelingt es, individuelle, an die Arbeitsanforderung der Beschäftigten angepasste Assistenz- und Qualifikationspfade aufbauend auf dem digitalen Zwilling zur Verfügung zu stellen. Unter Berücksichtigung des soziotechnischen Systems können die Lernenden weiterhin auf Basis des Drillings vom generierten Wissen ihrer Kolleginnen und Kollegen partizipieren, mit diesen in einen Austausch treten und sich so optimal für die neuen Arbeitsszenarien qualifizieren. Weiterhin sorgt die Rückkopplung aus dem Prozess dafür, dass die Güte der Arbeitsausführung, der Arbeitssicherheit und der zu beachtenden Rahmenbedingungen bei Notwendigkeit neue Lernbedarfe generiert. Zusätzlich schafft der digitale Drilling die Möglichkeit, Simulationsbausteine des Digitalen Zwillings für Qualifizierungsmaßnahmen mit hohem Praxisbezug zur Verfügung zu stellen.

Das übergeordnete Projektziel ist die partizipative Entwicklung eines Digitalen Drillings unter Einbindung aller relevanter betrieblicher Akteure, sowie unter Berücksichtigung derer Interessen. Hierbei wird das Konzept des digitalen Zwillings um eine digitale Lernumgebung erweitert, in der die Beschäftigten bei realen Problemen und Hindernissen in Arbeitsabläufen unterstützt werden. Die Lernkonzepte entstehen dabei aus der Analyse und Modellierung von Prozessdaten, die sich an entwickelten Kompetenzprofilen orientieren und diese anonymisiert mit den tatsächlichen Kompetenzprofilen abgleichen. So können konkrete Lernbedarfe identifiziert werden, für welche transparente und nachvollziehbare Systeme differenzierte Lerninhalte empfehlen.

Durch die Verknüpfung von drei unabhängigen Weiterbildungsplattformen werden im Rahmen des Projekts TRIPLE ADAPT exemplarisch KI-Dienste (unter anderem durch „low-code“-Konzepte) entwickelt, die über eine Middleware auch anderen Unternehmen und Bildungsanbietern zur Verfügung gestellt werden können sowie die Möglichkeit einer Vernetzung mit Lernplattformen über das Projektkonsortium hinaus vorsehen. Hierzu bedarf es unter anderem der Analyse der Auswirkungen auf die bestehenden Geschäftsmodelle der Weiterbildungsanbieter bzw. Lernplattformbetreiber, die darauf abzielen, Unternehmen in ihren Innovationsprozessen zu unterstützen und zur Entwicklung neuer, marktfähiger Geschäftsmodelle und Lösungsbausteine beizutragen.

Das Festo Lernzentrum hat die Konsortialleitung.

Weitere Projektpartner sind:

• DFKI
• Education4Industry
• Festo Didactic
• Fraunhofer FOCUS
• Fraunhofer IOSB
• Fraunhofer FIT
• Fraunhofer Academie
• HTW Saar
• CLEVR
• Ziemann IT

Assoziierte Partner:

• IGMetall
• IHK Saarland
• Gesellschaft für Informatik