aus dem Text: 'The term „industry 4.0“ describes the transition from a classic value-added chain to dynamic value-added networks. It is driven by four main design principles:  interconnection of machines and humans  information transparency  technical assistance to support humans  decentralized decisions This approach and its connected technologies, like IoT or cloud computing, enhance in the context of industrial production further flexibility and an increase in productivity through growing self-organisation and interlocking with logistics and planning processes. Extensive activities can be recorded in this field.

Conventional electrohydraulic solutions integrate easily into modern machine concepts by utilizing field bus technology. Nevertheless, most use cases are limited to machine automation concepts. Integration into higher-level data and IoT systems is the key for positioning of electrohydraulic solutions within the factory of the future. CytroConnect is a new approach for the integration of electrohydraulic systems into IoT environments and the corresponding market offerings. Bosch Rexroth decided not only to integrate IoT-ready features like pre-installed sensor packages but also a modular automation concept providing decentralized intelligence with an open multi-ethernet interface. An edge-to-cloud connectivity stack operated by Bosch turns the target into a Connected Product. The convergence of physical and digital product can be realized. Based on that the digital service CytroConnect solves concrete holistic use cases like visualization and condition monitoring by offering a web-based dashboard of all relevant sensor data that is accessible everywhere. Modular paid add-ons offered as risk-free monthly subscriptions address further smart maintenance and prediction use cases.

Wir stehen im fächerübergreifenden Dialog inner- und außerhalb der Universität und sind auch Ansprechpartner zu den wichtigen Fragestellungen der Zukunft – sei es in Lehre und Studium, in der Forschung, in der Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses oder im Transfer von Wissen und technologischem Know-how in Wirtschaft und Gesellschaft. Exemplarische Einblicke in die Chemnitzer Arbeit zu Themengebieten, die auf deutscher und europäischer Ebene als zukunftsweisend diskutiert werden, gibt diese Broschüre. / We invite you with this brochure to join us in the dialogue about our shared future.

Im ESF geförderten Projekt E-PISA sind verschiedene, hoch innovative, von der globalen Forschungslandschaft ausgezeichnete und gleichzeitig industrierelevante technische Entwicklungen im Bereich der Mikrosystemtechnik, Medizintechnik und Industrie 4.0 vorangetrieben worden. Fokus der technischen Entwicklung waren zum einen Grundlagenforschung und zum anderen Applikationen von Mikrosystemen auf Basis piezoelektrischer Dünnschichten mit Aluminiumnitrid und Elektronik mit Carbon-Nano-Tubes.:Liebe LeserInnen, 5 E-PISA Team 6 Innovative Applikationen 11 Innovative Technologien 13 Regionaler Bezug 15 Wissenstransfer in Zahlen 17 Piezoelektrisches Dünnschicht-Aluminiumnitrid für Mikrosysteme 19 Mikro-opto-elektro-mechanische Systeme 23 Acoustic Emission Sensoren 29 Drucksensoren für medizinische Katheter 33 Kristallwachstum 37 Innovationssysteme, Märkte und Forschungsnetzwerke 45 Zuverlässigkeit piezoelektrischer Schichtsysteme der Mikrotechnologie 51 Veröffentlichungen und Auszeichnungen 53 Zukunftsfähigkeit 61 Danksagung 63

Wir stehen im fächerübergreifenden Dialog inner- und außerhalb der Universität und sind auch Ansprechpartner zu den wichtigen Fragestellungen der Zukunft – sei es in Lehre und Studium, in der Forschung, in der Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses oder im Transfer von Wissen und technologischem Know-how in Wirtschaft und Gesellschaft. Exemplarische Einblicke in die Chemnitzer Arbeit zu Themengebieten, die auf deutscher und europäischer Ebene als zukunftsweisend diskutiert werden, gibt diese Broschüre. / We invite you with this brochure to join us in the dialogue about our shared future.

Unternehmen werden gegenwärtig mit den Themen der Nachhaltigkeit und der fortschreitenden Industrie 4.0 vor immer komplexere Herausforderungen gestellt. Ein Bestandteil der neuen Basistechnologien stellen cyber-physische Systeme (CPS) dar, die bereits gegenwärtig und zukünftig mit den Zielen der nachhaltigen Entwicklung in Einklang gebracht werden müssen. Die vorliegende Arbeit geht den Forschungsfragen nach, wie CPS definiert, charakterisiert und unter Einbezug nachhaltiger Kriterien bewertet werden können. Dazu wurden verschiedene, betriebswirtschaftliche Instrumentarien ausgewählt und systematisiert, die folgend im eigens entwickelten und angewandten „Vorgehensmodell zur Prüfung und Eignung von Bewertungsinstrumenten für CPS unter Einbezug der Nachhaltigkeit“ überprüft wurden. Die Untersuchung ergab, dass der Bedarf an Bewertungsansätzen von CPS in Kombination mit der Thematik der Nachhaltigkeit besteht und mit existenten, betriebswirtschaftlichen Methoden größtenteils bewältigt werden kann. Die zugrunde liegende Masterarbeit wurde an der Professur Unternehmensrechnung und Controlling (Technische Universität Chemnitz) durch Prof. Dr. Prof. h. c. Uwe Götze sowie Kristina Höse (M.Sc.) betreut. / Companies are currently facing increasingly complex challenges with the issues of sustainability and the advancing Industry 4.0. One component of the new enabling technologies are cyber-physical systems (CPS), which already currently and in the future need to be aligned with sustainable development goals. This thesis addresses the research questions of how CPS can be defined, characterized and evaluated with respect to sustainable criteria. For this purpose, various business management tools were selected and systematized, which were subsequently reviewed in the specially developed and applied 'Procedure Model for the Examination and Suitability of Assessment Tools for CPS with the Inclusion of Sustainability'. The investigation showed that the need for evaluation approaches of CPS in combination with the topic of sustainability exists and can be handled with existing, business management methods to a large extent.

Företags framtid ligger i dess egna händer; beroende på hur väl de anpassar sig till nya förutsättningar i alla dess former så kommer vissa att överleva medan andra går i graven. Under flera hundra år har utvecklingen inom industrin medfört att företag kommit och gått. Idag står vi enligt flera inför randen till en ny teknisk era med en fjärde industriell revolution som följd, Industri 4.0. Vi har en evolution mot en mer automatiserad tillverkningsindustri där allt fler moment sker utan en människas händer bakom spakarna. Industri 4.0 ses av många som en vision om hur framtiden kommer att se ut inom tillverkningsindustrin. Många av de idéer samt teknik som finns inom denna vision går att ta del av redan idag och möjligheterna till att förbereda sig för framtiden finns redan och det gäller att så snabbt som möjligt börja ställa om för detta. I takt med att industrin och dess konkurrens förändras kommer kraven på kvalité öka samtidigt som tillverkningen måste blir mer resurseffektiv. Området är mycket viktigt att belysa då det är ett nytt område där det tidigare inte skett mycket forskning. Att belysa detta område kan även komma att inspirera andra till ytterligare studier inom området och främja utvecklingen för fler företag än endast fallföretaget i denna studie: HordaGruppen. Syftet med studien har varit att inledningsvis få en förståelse för vilka tankar och idéer om framtiden som finns inom industrin idag för att senare kunna testa lösningar baserade på dessa idéer på några befintliga problem inom HordaGruppen, vars verksamhet finns inom plastindustrin. Lösningarna kan ses som de första stegen mot Industri 4.0 för att underlätta för företaget ifråga inför en framtida utveckling och ger även företaget möjlighet att börja samla in data kring processen, vilket i framtiden ger företag som HordaGruppen en fördel gentemot konkurrenter som påbörjar sin omställning senare. Utgångspunkten för studien har varit en kvalitativ studie med aktionsforskning och fallstudie som angreppsätt. Fallstudien har utförts genom en intervju med John Lejon, affärsutvecklare på HordaGruppen och en öppen diskussion med produktionsledare Valdet Berisha angående maskinen som är fokuserad på. Data till studien har erhållits genom artiklar skrivna inom området samt en intervju med grundaren till ett stort statligt projekt i Tyskland, Philipp Ramin, där de startat ett innovationscentrum för Industri 4.0. Resultatet i rapporten är att med hjälp av dagens teknik går det att ta de första stegen mot visionen Industri 4.0. All teknik finns självklart inte, men med hjälp av den teknik som finns idag kan olika företag inom tillverkningsindustrin dra fördelar av att starta omställningen mot Industri 4.0 redan idag. / The future of industry is in companies own hands. Today we are going to a more automated manufacturing industry where human beings are less involved and it is more crucial than ever before to adapt to new changes in the industry and technology. Internet of things and cyber physical systems are becoming a bigger part of our lives. This case study on HordaGruppen is focused on how HordaGruppen from the plastic industry can develop with some ideas from the vision Industry 4.0 in order to ensure the quality of the product. Most of the technology needed for Industry 4.0 is available today and there is no reason not to start using it. The study will introduce to Industry 4.0 and the basic ideas that the vision stands for and then try to define and solve some problems within one machine in one of their plants. The results presented in this study shows that using sensors and other technology available today you can take the first steps towards Industry 4.0.

Das weite Feld der Digitalisierung findet in Deutschland unter dem Begriff "Industrie 4.0" erste Anwendungen in der Arbeitswelt. Die vorliegende Bachelorarbeit untersucht industrielle Assistenzsysteme. Diese können in ganz unterschiedler Art und Weise dem Mitarbeiter zur Verfügung gestellt werden. Unterstützung bei der Verrichtung von Arbeitsaufgaben ist das Ziel. Dabei können die Systeme als tragbare Kleinstcomputer am Körper eingesetzt werden, oder als umfassendes Verarbeitungssystem von Produktionsdaten im Unternehmen implementiert werden. Betrachtet werden zwei prägnante Beispiele aus diesem Bereich der Assistenz für den Mitarbeiter im produzierenden Unternehmen. Eine ständig wachsende Menge von Assistenzsystemen am Markt lässt sich bislang nur anhand von Werbung und Produktvorstellungen charakterisieren. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die beiden Beispielsysteme nach Gesichtspunkten der Arbeitswissenschaft zu untersuchen. Tauglichkeit für das Tagesgeschäft, ergonomische und mitarbeiterfreundliche Bedienung werden betrachtet. In den theoretischen Grundlagen wird ein allgemeines Verständnis der Begriffe aus dem Bereich der Digitalisierung aufgebaut. Weiterhin wird ein Überblick über die verwendeten Beispielsysteme ausgehend von deren Produktvorstellungen gegeben. Diese Systeme werden mit qualitativen Forschungsmethoden durch einen Experten der Branche evaluiert. Kernaussagen aus verschiedenen Bereichen, wie beispielsweise Ergonomie und Einsetzbarkeit werden abgeleitet. / The broad field of digitalisation finds its first applications in the German working environment under the term "Industry 4.0". This bachelor thesis examines industrial assistance systems that can be made available to employees in many different ways, with the goal to support the performance of work tasks. The systems can be used as portable microcomputers on the body or implemented as a comprehensive processing system for company production data. The thesis examines two concise examples from this area of employee assistance in manufacturing companies. To date, a constantly growing number of assistance systems on the market can only be characterised by advertising and product concepts. The aim of this thesis is to analyize the two example systems from an ergonomics point of view as well as suitability for day-to-day business and employee-friendly operations. In the theoretical basics, a general understanding of terms from the field of digitalisation is developed. Furthermore, an overview of the example systems utilized is provided based on their product presentations. These systems are evaluated by an industry expert using qualitative research method to determine core statements from various areas, such as ergonomics and usability.

Industrie 4.0 und aktuelle Entwicklungen in dem Bereich der produzierenden Unternehmen erfordern hohe Anpassungsleistungen von Menschen und von Maschinen gleichermaßen. In Smart Factories werden Produktionsmitarbeiter zu Wissensarbeitern. Dazu bedarf es neben neuen, intelligenten, technischen Lösungen auch neuer Ansätze für Arbeitsorganisation, Trainings- und Qualifizierungskonzepte, die mit adaptierbaren technischen Systemen flexibel zusammenarbeiten. Das durch die EU geförderte Projekt Factory2Fit entwickelt Lösungen für die Mensch-Technik-Interaktion in automatisierten Produktionssystemen, welche eine hohe Anpassungsfähigkeit an die Fähigkeiten, Kompetenzen und Präferenzen der individuellen Mitarbeiter bieten und damit gleichzeitig den Herausforderungen einer höchst kundenindividuellen Produktion gewachsen sind. Im vorliegenden Beitrag werden die grundlegenden Ziele und Ideen des Projektes vorgestellt sowie die Ansätze des Quantified-self im Arbeitskontext, die adaptive Automatisierung inklusive der verschiedenen Level der Automation sowie die spezifische Anwendung des partizipatorischen Designs näher beleuchtet. In den nächsten Arbeitsschritten innerhalb des Projektes gilt es nun, diese Konzepte um- und einzusetzen sowie zu validieren. Die interdisziplinäre Arbeitsweise sowie der enge Kontakt zwischen Wissenschafts-, Entwicklungs- und Anwendungspartnern sollten dazu beitragen, den Herausforderungen bei der Realisierung erfolgreich zu begegnen und zukunftsträchtige Smart Factory-Lösungen zu implementieren. Das Projekt Factory2Fit wird im Rahmen von Horizon 2020, dem EU Rahmenprogramm für Forschung und Innovation (H2020/2014-2020), mit dem Förderkennzeichen 723277 gefördert.

Die Nutzung von Augmented Reality (AR) stellt eine Vielzahl von Lösungsansätzen für Herausforderungen unterschiedlicher Bereiche, z.B. der Industrie, Medizin, Unterhaltungsmedien und Bildung, zur Verfügung. Speziell werden hier die Möglichkeiten von AR in der Fertigungsindustrie, genauer bei der Abnahme elektrischer Antriebe der Siemens AG, betrachtet. Dabei werden unter anderem messbare Größen wie Drehmoment, Ankerstrom, -spannung, Drehzahl, Schwingungen, Fertigungstoleranzen etc. gemessen, aber auch nicht quantifizierbare Größen wie Sichtprüfungen von Schweißnähten und Lackierung in Betracht gezogen. Angestrebt wird eine Methode, welche es zukünftig ermöglicht, die Inbetriebnahme ortsunabhängig zu verfolgen und Inspektionen aus der Ferne durchzuführen. Die Herausforderung liegt dabei darin, eine zumindest gleichwertige, wenn nicht sogar verbesserte Erfahrung und Prüfergebnisvalidität für die Beteiligten gegenüber der vor Ort Abnahme zu erzeugen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde in interdisziplinärer Zusammenarbeit zwischen Ingenieur/-innen und Sozialwissenschaftler/-innen ein Demonstrator-Konzept für eine ortsunabhängige Maschinenabnahme entwickelt.