Die Bachelorarbeit behandelt die Themen der Selbstorganisation in Produktionssystemen im Kontext von Industrie 4.0. Dabei wird gezeigt, wie man mithilfe von einer Ameisenkolonieoptimierung die Reihenfolgeplanung organisieren kann.:Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Formelverzeichnis 1. Einleitung 1.1. Motivation 1.2. Ziele 1.3. Vorgehensweise 2. Sich selbst organisierende Produktionen 2.1. Begriffserklärung 2.2. Stand der Technik 2.3. Reihenfolgeplanung als ein Problem der Selbstorganisation 2.3.1. Begriffserklärung 2.3.2. Stand der Technik 2.3.3. Umsetzung in einer Selbstorganisation 3. Ameisenkolonieoptimierung 3.1. Begriffserklärung 3.2. Allgemeine Umsetzung 3.3. Konkrete Umsetzungen 3.4. Vor- und Nachteile 3.5. Anwendungsbeispiele 4. Entwicklung einer Ameisenkolonieoptimierung für ein sich selbst organisierendes Produktionssystem 4.1. Analyse des gegebenen sich selbst organisierenden Produktionssystems 4.1.1. Grobanalyse des Systems 4.1.2. Feinanalyse der bisherigen Reihenfolgeplanung 4.2. Entwurf der Reihenfolgeplanung durch Prinzipien der Ameisenkolonieoptimierung 4.3. Implementierung der Prinzipien der Ameisenkolonieoptimierung 5. Empirische Untersuchung der implementierten Ameisenkolonieoptimierung 5.1. Beschreibung der gegebenen Produktionsdaten 5.2. Szenarienuntersuchung zur Funktionsfähigkeit 5.2.1. Schichtwechselszenario 5.2.2. Abnutzungs- und Wartungsszenario 5.2.3. Vergleichsszenario 5.3. Untersuchung hinsichtlich der Laufzeit und des Speicherbedarfs 5.3.1. Laufzeit 5.3.2. Speicherbedarf 6. Zusammenfassung und Ausblick 6.1. Zusammenfassung 6.2. Ausblick Quellenverzeichnis / The bachelor thesis is about self organization in production systems in the context of Industry 4.0. Its about ant colony optimization for scheduling in the production planning.:Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Formelverzeichnis 1. Einleitung 1.1. Motivation 1.2. Ziele 1.3. Vorgehensweise 2. Sich selbst organisierende Produktionen 2.1. Begriffserklärung 2.2. Stand der Technik 2.3. Reihenfolgeplanung als ein Problem der Selbstorganisation 2.3.1. Begriffserklärung 2.3.2. Stand der Technik 2.3.3. Umsetzung in einer Selbstorganisation 3. Ameisenkolonieoptimierung 3.1. Begriffserklärung 3.2. Allgemeine Umsetzung 3.3. Konkrete Umsetzungen 3.4. Vor- und Nachteile 3.5. Anwendungsbeispiele 4. Entwicklung einer Ameisenkolonieoptimierung für ein sich selbst organisierendes Produktionssystem 4.1. Analyse des gegebenen sich selbst organisierenden Produktionssystems 4.1.1. Grobanalyse des Systems 4.1.2. Feinanalyse der bisherigen Reihenfolgeplanung 4.2. Entwurf der Reihenfolgeplanung durch Prinzipien der Ameisenkolonieoptimierung 4.3. Implementierung der Prinzipien der Ameisenkolonieoptimierung 5. Empirische Untersuchung der implementierten Ameisenkolonieoptimierung 5.1. Beschreibung der gegebenen Produktionsdaten 5.2. Szenarienuntersuchung zur Funktionsfähigkeit 5.2.1. Schichtwechselszenario 5.2.2. Abnutzungs- und Wartungsszenario 5.2.3. Vergleichsszenario 5.3. Untersuchung hinsichtlich der Laufzeit und des Speicherbedarfs 5.3.1. Laufzeit 5.3.2. Speicherbedarf 6. Zusammenfassung und Ausblick 6.1. Zusammenfassung 6.2. Ausblick Quellenverzeichnis

Das Internet of Things (IoT) ist aktuell ein junger Wachstumsmarkt, dessen Bedeutung für unsere Gesellschaft in naher Zukunft vielen Menschen erst noch wirklich bewusst werden wird. Die Subdomänen Smart-Home, Smart-Grid, Smart-Mobility, Industrie 4.0, Smart-Health und viele mehr sind wichtig für unsere zukünftige Wettbewerbsfähigkeit, die Herausforderungen zur Bewältigung des Klimawandels, unsere Gesundheit, aber auch für trivialere Dinge wie Komfort. Andererseits ergibt sich hierbei bereits dasselbe große Problem, das in einer ähnlichen Form schon bei klassischem Cloud-Computing bekannt ist: Vendor-Silos, die keinen hersteller- oder anbieterübergreifenden Austausch von Gerätedaten ermöglichen, verhindern eine schnelle Verbreitung dieser neuen Technologie. Diensteanbieter müssen ihre Produkte aufwendig für unzählige Technologien bereitstellen, was die Entwicklung von Diensten unnötig teuer macht und letztendlich das Dienstangebot insgesamt einschränkt. Cloud-Computing wird dabei in Zukunft eine wichtige Rolle spielen. Die Dissertation beschäftigt sich daher mit dem Problem IoT-Gerätedaten an IoT-Clouds plattformübergreifend und anbieterübergreifend nutzbar zu machen. Die Motivation und die adressierte Forschungslücke zeigen die Notwendigkeit der Beschäftigung mit dem Thema auf. Ausgehend davon, wird das Konzept einer dezentral organisierten IoT-Intercloud vorgeschlagen, welches in der Lage ist heterogene IoT-Clouds zu integrieren. Die Analyse des Standes der Technik zeigt, das IoT-Clouds genügend Eigenschaften teilen, um in Zukunft eine Adaption zu einer einheitlichen Schnittstelle für die IoT-Intercloud zu schaffen. Das Konzept umfasst zunächst die Komponentenarchitektur eines Intercloud-Brokers zur Etablierung einer IoT-Intercloud. Ausgehend davon wird in vertiefenden Teilkonzepten ein Discovery-Service zum Finden von Gerätedaten und einem Push-Stream-Provider, für die Zustellung von IoT-Event-Notifications in Echtzeit, behandelt. Eine Evaluation zeigt letztlich die praxistaugliche Realisierbarkeit, Skalierbarkeit und Performance der Konzeption und des implementierten Prototyps.:1 Einleitung 1.1 Problemstellung und Motivation 1.2 Ziele der Dissertation 1.2.1 Thesen 1.2.2 Forschungsfragen 1.3 Aufbau der Dissertation 2 Grundlagen zu Cloud-Computing im Internet of Things 2.1 Definition von Cloud-Computing 2.1.1 Generelle Eigenschaften 2.1.2 Architekturschichten 2.1.3 Einsatzformen 2.2 Internet of Things 2.2.1 Middleware im IoT 2.3 Architekturen verteilter Systeme zur Bereitstellung der IoT-Middleware 2.3.1 Geräte-zentrische IoT-Architektur 2.3.2 Gateway-zentrische IoT-Architektur 2.3.3 Cloud-zentrische IoT-Architektur 2.3.4 Zusammenfassung 2.4 Eigenschaften von verteilten Event-basierten Systemen 2.4.1 Interaktionsmodelle 2.4.2 Filtermodelle von Subscriptions 2.4.3 Verteiltes Notfication-Routing 2.5 Discovery im IoT 2.5.1 Grundlegende Begrifflichkeiten 2.5.2 Topologien von Discovery-Services 2.5.3 Funktionale Anforderungen für Discovery-Services im IoT 2.5.4 Ausgewählte Ansätze von Discovery-Services im IoT 3 Stand der Technik 3.1 Device-as-a-Service-Schnittstellen von IoT-Clouds 3.1.1 Gerätedatenmodell 3.1.2 Datenabruf mit Pull-Semantik 3.1.3 Datenabruf mit Push-Semantik 3.1.4 Steuerung von Gerätedaten 3.1.5 Datenzugriff durch Drittparteien 3.2 Analyse der DaaS-Schnittstellen verschiedener IoT-Clouds 3.2.1 Google Nest 3.2.2 Samsung Artik 3.2.3 AWS IoT 3.2.4 Microsoft Azure IoT Suite 3.2.5 Kiwigrid IoT-Plattform 3.2.6 Digi Device Cloud 3.2.7 DeviceHive 3.2.8 Eurotech Everyware Cloud 3.3 Zusammenfassung und Diskussion des Standes der Technik 4 Intercloud-Computing für das IoT 4.1 Intercloud-Computing nach Toosi 4.1.1 Ansätze zur Interoperabilität 4.1.2 Szenarien zur Cloud-übergreifenden Interoperabilität 4.1.3 Herausforderungen für Komponenten 4.2 Intercloud-Computing nach Grozev 4.2.1 Klassifikation der Architekturen 4.2.2 Klassifikation des Brokering-Mechanismus 4.2.3 Klassifikation verteilter Cloudanwendungen 4.3 Verwandte Arbeiten 4.3.1 Intercloud-Architekturen außerhalb der IoT-Domäne 4.3.2 Intercloud-Architekturen für das IoT 4.4 Analyse der verwandten Arbeiten 4.4.1 Systematik zur Bewertung 4.4.2 Bewertung und Abgrenzung 5 Anforderungsanalyse 5.1 Akteure in einer IoT-Intercloud 5.1.1 Menschliche Akteure 5.1.2 Systemakteure 5.2 Anwendungsfälle 5.2.1 Anwendungsfälle von IoT-Diensten 5.2.2 Anwendungsfälle von IoT-Clouds 5.2.3 Anwendungsfälle von IoT-Geräten 5.2.4 Anwendungsfälle von Intercloud-Brokern 5.3 Anforderungen 5.4 Ausschlusskriterien 6 Intercloud-Architektur für das IoT 6.1 Systemmodell einer IoT-Intercloud 6.1.1 IoT-Datenmodell für die Intercloud 6.1.2 Etablierung einer Vertrauensbeziehung zwischen zwei Clouds 6.2 Komponentenarchitektur des Intercloud-Brokers 6.2.1 Service-Connector, IC-DaaS-IF und Service-Protocol 6.2.2 Intercloud-Proxy, ICC-IF und Protokoll 6.2.3 Cloud-Adapter und IC-DaaS-Adapter-IF 6.3 Zusammenfassung 7 Verteilter Discovery-Service 7.1 Problembeschreibung 7.1.1 Topologie des Discovery-Service 7.2 Einfache Cloud-Discovery mit Broadcasting-Weiterleitung 7.2.1 Schnittstelle und Protokoll des einfachen Discovery-Service 7.2.2 Diskussion des einfachen Discovery-Service 7.3 Cloud-Discovery mit Geräteverzeichnis und Multicast-Weiterleitung 7.3.1 Geeignete Geräteinformationen für das Verzeichnis 7.3.2 Struktur und Schnittstelle des Verzeichnisses 7.3.3 Verzeichnissynchronisation und erweitertes Protokoll 7.4 Zusammenfassung beider Ansätze des Discovery-Service 8 Verteilter Push-Stream-Provider 8.1 Verteilter Push-Stream-Provider im Modell des Broker-Overlay-Netzwerks 8.2 Verteilter Push-Stream-Provider mit einfachem Routing-Modell 8.2.1 Systemmodell 8.2.2 Integration der Subkomponenten in die verteilte ICB-Architektur 8.3 Redundanz und Redundanzvermeidung des Push-Stream-Providers 8.3.1 Beschreibung des Redundanzproblems und des Lösungsansatzes 8.3.2 Lösungsansatz 8.4 Verteilter Push-Stream-Provider mit vereinigungsbasiertem Routing-Modell 8.4.1 Erkennen von ähnlichen Filtern 8.4.2 Konstruktion eines Vereinigungsfilters 8.4.3 Rekonstruktion der Datenströme 8.4.4 Komponente: Merge-Controller 8.4.5 Komponente: Stream-Processing-Engine 8.4.6 Integration in die bisherige Architektur 8.4.7 Diskussion des Ansatzes zur Redundanzvermeidung 8.5 Zusammenfassung zum Konzept des Push-Stream-Providers 9 Evaluation 9.1 Prototypische Implementierung der Konzeptarchitektur 9.1.1 Intercloud-Broker 9.1.2 IoT-Cloud und IoT-Geräte 9.1.3 IoT-Dienste 9.1.4 Grenzen des Prototyps und Fokus der experimentellen Evaluation 9.2 Aufbau der Evaluationsumgebung 9.3 Experimentelle Untersuchung der prototypischen Implementierung des Konzepts 9.3.1 Ermittlung einer Performance-Baseline 9.3.2 Experiment 1: Performance bei variabler Nachrichtengröße und Nachrichtenanzahl 9.3.3 Experiment 2: Performance bei multiplen Subscriptions 9.3.4 Experiment 3: Ermittlung des maximalen Durchsatzes und Skalierbarkeit des ICB 9.3.5 Experiment 4: Effizienzvergleich zwischen einfachem und vereinigungsbasiertem Routing 9.4 Zusammenfassung und Diskussion der Evaluation 10 Zusammenfassung 10.1 Beiträge der Dissertation 10.2 Ausblick A Abbildungen B Tabellen Inhaltsverzeichnis C Algorithmen D Listings Literaturverzeichnis

Hintergrund. Zur Anpassung an volatile Märkte und zur Optimierung der Produktion schreiten die Digitalisierung und Entwicklung zur Industrie 4.0 in der Automobilindustrie rasant voran. Mit erhöhter Komplexität und Flexibilität der Produktion steigt die Vielfalt an Fahrzeugvarianten, arbeitsrelevanten Informationen, Handlungsalternativen und Lernanforderungen. Diese Faktoren können die Qualität der variantenreichen Automobilmontage beeinträchtigen. Einschränkungen der Verfügbarkeit und Wahrnehmung stationärer Montageinformationen tragen zu komplexitätsbedingten Variantenfehlern bei. Flexibles Neu- und Umlernen von Montagetätigkeiten führt zu weiteren Fehlerbildern. Im Zuge der Digitalisierung und steigender Anforderungen gewinnen mobil zugängliche Montageinformationen an Bedeutung. Wearable Devices, d. h. am Körper getragene Informations- und Kommunikationstechnologie, ermöglichen den freihändigen, mobilen Zugang zu Informationen während der Montage. Jedoch werden kaum konkrete Assistenzkonzepte mit Wearable Devices für die variantenreiche Automobilmontage beschrieben bzw. systematisch evaluiert. Ob sie zur Qualitätssteigerung beitragen und welche Faktoren für oder gegen ihre Nutzung zur Montageassistenz sprechen geht aus der bisherigen, heterogenen Forschung nicht hervor. Daher wurden im Rahmen dieser Arbeit zwei Konzepte zur Informationsassistenz der variantenreichen Automobilmontage mit Wearable Devices entwickelt. Das erste Konzept, Order Attention Guiding, soll die Salienz seltener Fahrzeugvarianten steigern, indem Wearable Devices automatisiert Hinweissignale ausgeben. Das zweite Konzept, Order Sequence Guiding, zeigt die Montagesequenzen eines Arbeitsbereiches an, um die Vollständigkeit und Einhaltung der Montagereihenfolgen zu unterstützen. Zielstellung. Diese Arbeit soll die Fragen beantworten, ob und unter welchen Bedingungen Wearable Devices zur mobilen Informationsassistenz der variantenreichen Automobilmontage beitragen und von den Mitarbeitern genutzt werden. Aus diesem mehrdimensionalen Ansatz ergeben sich die Evaluationsschwerpunkte der Montageleistung mit Wearable Devices (Unterstützungspotenzial), der Akzeptanz sowie geräte- bzw. interaktionsspezifischer Nutzungsbarrieren (Diskomfort, Beschwerden, Workload). Zur Analyse der Einflussfaktoren auf die Akzeptanz soll die Unified Theory of Acceptance and Use of Technology (UTAUT) auf Wearable Devices im Produktionskontext übertragen und um Faktoren des Vertrauens in die Geräte und Nutzungsbarrieren erweitert werden. Studien. Als Wearable Devices wurden Smartglasses (Anzeige im Sichtfeld) und Smartwatch (Anzeige außerhalb des Sichtfeldes) für Order Attention Guiding und Order Sequence Guiding eingesetzt. Sie wurden bezüglich der Montageleistung (Fehler, Zeit), ihrer Akzeptanz anhand der UTAUT sowie Nutzungsbarrieren des Workloads, Diskomforts und Beschwerden an Mitarbeiterstichproben bei einem Automobilhersteller evaluiert. Zunächst wurden zwei Studien in einem Automobilmontage-Trainingszentrum durchgeführt. Darauf aufbauend wurden die Assistenzkonzepte in der Produktion evaluiert. Abschließend wurde ein Ansatz zur Unterstützung ihrer Einführung getestet. In Studie 1 (n = 161) wurden zunächst wahrnehmungsbezogene Voraussetzungen zur Anwendung von Order Attention Guiding in der Produktion getestet. Die Wahrnehmung visueller bzw. multimodaler Ereignisinformationen auf Smartglasses, Smartwatch und einem stationären Monitor während der Ausführung einer Montageaufgabe wurde in einem experimentellen Zwischensubjektdesign verglichen. Sie zeigt, dass multimodale Hinweissignale auf Smartglasses und Smartwatches vergleichbar zuverlässig zum Monitor wahrgenommen werden ohne die Bearbeitungszeit bei der Montage zu beeinträchtigen oder den Workload zu erhöhen. In Studie 2 (n = 161) wurde Order Sequence Guiding mit Smartglasses, Smartwatch, und einer Standard-Papierliste beim Montagetraining experimentell evaluiert. Die Informationsträger wurden anhand der Ausführungsfehler und Bearbeitungszeit bei der Montage, der Akzeptanz und ihrer Einflussfaktoren sowie der Nutzungsbarrieren Workload, Diskomfort und Beschwerden verglichen. Zur Analyse des Effektes des Assistenzabbruchs auf die Leistung wurden zwei Montagedurchgänge mit Assistenz und ein dritter ohne Assistenz verglichen. Die Nutzung der Wearable Devices ergab bis zu 80 % Fehlerreduktion gegenüber der Standardprozedur. Nach Abbruch der Assistenz unterschieden sich die Gruppen nicht. Die UTAUT wurde durch Effekte der Nützlichkeit und des Sozialen Einflusses sowie die Erweiterung um Vertrauen und Diskomfort bestätigt. Während sich der Workload nicht zwischen den Gruppen unterschied, waren Beschwerden und Diskomfort mit Smartglasses höher als mit der Smartwatch. In Studie 3 wurden die Assistenzkonzepte Order Attention Guiding (n = 35) und Order Sequence Guiding (n = 23) in der laufenden Automobilproduktion mit systematischer Variation der Nutzungskontexte bzw. Nutzergruppen evaluiert. Order Attention Guiding wurde bezüglich des Informationsgehaltes bei unterschiedlicher Variantenvielfalt variiert. Order Sequence Guiding wurde beim On-The-Job-Training und von Experten genutzt. Im Anschluss an mindestens vierwöchige Testphasen wurden die Anwender zu Akzeptanz und Nutzungsbarrieren befragt und Qualitätsdaten erfasst. Order Attention Guiding senkte Variantenfehler bis zu 90 % gegenüber stationären Informationsträgern. Order Sequence Guiding wurde zum Anlernen als Unterstützung wahrgenommen, allerdings nicht für Experten, welche die Montage aus dem Gedächtnis ausführten. Die Akzeptanz variierte mit der Systemanpassung an die Arbeitsprozesse und Anwenderbedarfe. Die UTAUT wurde durch die subjektive Nützlichkeit und Soziale Einflüsse bestätigt und um die subjektive Workload-Reduktion erweitert. In Studie 4 (n = 30) wurde ein Ansatz zur Innovationskommunikation durch die Vermittlung von Informationen über Wearable Devices auf Basis der UTAUT-Faktoren Nützlichkeit, Handhabung der Geräte und Meinungen von Kollegen und Vorgesetzten (Sozialer Einfluss) entwickelt und evaluiert. Im Hinblick auf die Einführung der Wearable Devices in die Produktion sollte der Ansatz zur Steigerung der Akzeptanz bei Mitarbeitern ohne Erfahrungen mit den Wearable Devices beitragen. Dafür wurde die Akzeptanz erfasst und ein Montagetraining ohne Assistenz ausgeführt. Anschließend erhielt eine Gruppe die UTAUT-Informationen zu den Wearable Devices. In beiden Gruppen wurden die Akzeptanz und der Workload bei der Montage erfasst. Die UTAUT-Informationen sowie ein hoher Workload bei der Montage erhöhten die Intention zur Nutzung von Wearable Devices. Die Innovationskommunikation anhand der UTAUT-Faktoren konnte die Einführung von Wearable Devices unterstützen. Fazit. Die mehrdimensionale Evaluation von Wearable Devices in der Automobilmontage zeigt, dass sie zur Qualitätssicherung im komplexen und flexiblen Produktionsumfeld beitragen. Die zuvor nicht für Wearable Devices im Produktionskontext getestete UTAUT wurde bestätigt und kontextspezifisch erweitert. Eine hohe Akzeptanz der Wearable Devices besteht, sobald deren Nützlichkeit für die Anwender ersichtlich ist. Eigenschaften der Endgeräte und die Anpassung an Prozess- und Anwenderanforderungen beeinflussen die Akzeptanz, daher sollten der Diskomfort der Geräte und die aktive Bedienung minimiert und die flexible Anpassbarkeit an Prozessanforderungen erhöht werden. Ergänzend zum bisherigen Forschungsstand zeigt diese Arbeit Faktoren, die aus den Perspektiven der Prozesse und Anwender für die Nutzung von Wearable Devices zur Assistenz der variantenreichen Montage (Unterstützungspotenzial, Nützlichkeit, Sozialer Einfluss, Workload-Reduktion) oder dagegen sprechen (Diskomfort, Beschwerden, geringe Anpassung der Assistenzkonzepte). Die Montageassistenz durch Wearable Devices leistet einen Beitrag zur Mitarbeiterassistenz unter den wachsenden Herausforderungen der Industrie 4.0. Die Einbindung der Anwender in Entwicklungen der Industrie 4.0 wirkt sich demnach positiv auf die Systementwicklung, die Qualitätssteigerung und die Akzeptanz aus. Da die Anwendungsfälle von Wearable Devices über die evaluierten Assistenzkonzepte hinausgehen, sollte die formale Evaluation im Nutzungskontext mit wissenschaftlich fundierten Methoden unter Berücksichtigung des Faktors Mensch durch künftige Forschung ausgeweitet werden.:Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis V Tabellenverzeichnis VII Zusammenfassung IX 1 Einleitung 1 2 Theoretischer Hintergrund 7 2.1 Industrie 4.0 und variantenreiche Serienproduktion 7 2.1.1 Industrie 4.0 7 2.1.2 Variantenreiche Serienproduktion in der Automobilindustrie 8 2.1.3 Montage in der variantenreichen Automobilproduktion 9 2.2 Ausführungsqualität der variantenreichen Automobilmontage 12 2.2.1 Training von Montagetätigkeiten 15 2.2.2 Montageinformationen und Ausführungsfehler bei der routinierten variantenreichen Automobilmontage 16 2.2.3 Zusammenfassung Informationsverarbeitung und Ausführungsfehler 23 2.3 Ansätze zur Qualitätssteigerung durch Systeme der Informationsassistenz 24 2.3.1 Wearable Devices 26 2.3.2 Erprobung und Evaluation von Wearable Devices im Montagekontext 29 2.3.3 Evaluationskriterien für Wearable Devices im industriellen Kontext 31 2.4 Zielstellung und Forschungsfragen 63 2.4.1 Zusammenfassung des theoretischen Hintergrundes 63 2.4.2 Zielstellungen und Forschungsfragen 66 3 Empirischer Teil 71 3.1 Systemgestaltung und Untersuchungskontext 71 3.1.1 Endgeräte und Anwendungen 71 3.1.2 Rahmenbedingungen und Untersuchungskontexte 74 3.1.3 Übersicht über die Studien 76 3.2 Studie 1. Wahrnehmung von Ereignisinformationen auf Wearable Devices während der Montage 77 3.2.1 Methodik 79 3.2.2 Ergebnisse 83 3.2.3 Diskussion 85 3.3 Studie 2: Unterstützungspotenzial, Nutzungsbarrieren und Akzeptanz von Wearable Devices für das Montagetraining 88 3.3.1 Methodik 93 3.3.2 Ergebnisse 100 3.3.3 Diskussion 107 3.4 Studie 3. Mobile Informationsassistenz in der variantenreichen Automobilmontage 116 3.4.1 Methodik 120 3.4.2 Ergebnisse 125 3.4.3 Diskussion 133 3.5 Studie 4. Gestaltung der Innovationskommunikation zur Steigerung der Akzeptanz von Wearable Devices 139 3.5.1 Methodik 141 3.5.2 Ergebnisse 144 3.5.3 Diskussion 146 4 Zusammenfassung und Diskussion 149 4.1 Zusammenfassung zentraler Ergebnisse 149 4.2 Diskussion der Ergebnisse 152 4.2.1 Einordnung der Ergebnisse in den internationalen Forschungsstand 153 4.2.2 Kritische Einschätzung und Limitationen 161 4.2.3 Einordnung in das Fachgebiet 163 4.3 Praktische Implikationen 163 4.4 Zusammenfassung und Ausblick 167 Literaturverzeichnis 171 Anhang 205

L'industrie forestière, comme toute autre industrie manufacturière, est en recherche et révision permanente de ses systèmes et outils de planification afin de suivre la vision de l'industrie 4.0. Malgré les résultats importants obtenus dans ce sens dans le cas des scieries, l'établissement du lien entre ces outils et les préoccupations environnementales et d'économie d'énergie est encore faible. Ce mémoire propose un outil d'aide à la décision pour planifier la production dans une scierie typique de la province de Québec, Canada, visant à participer au programme de gestion de la demande en puissance (GDP) offert par Hydro-Québec. À cette fin, une revue de la littérature a été réalisée afin d'établir un état de l'art sur les systèmes de gestion de l'énergie industrielle, la gestion de la demande en puissance et les modèles de planification existants de l'industrie du bois d'œuvre. Ensuite, des données énergétiques et des plans de production réels ont été collectés. Une analyse statistique de ces données a été effectuée, afin de comprendre le comportement du cas étudié et de générer des données d'entrée pour l'outil de planification. Une modélisation mathématique pour panifier la production de produits en contexte de GDP tout en minimisant les coûts d'arriérage à l'unité de finition a dès lors été réalisée, ce quia permis de démontrer que la participation au programme d'Hydro-Québec est possible pour la scierie à l'étude, même avec des quantités limitées en arriérage. Le lien entre l'évolution de l'inventaire et les évènements GDP suggère que l'inventaire sert comme barrière préventive et protectrice lors de la participation à un programme de GDP. De plus, le délestage total a été démontré dans deux scénarios à savoir les événements GDP de 16 heures en ajoutant 1,5 heures supplémentaire au calendrier de production hebdomadaire ainsi que les événements GDP de 30 heures avec un ajout de 1,5 heures au calendrier de production hebdomadaire. En somme, l'étude a généré, pour une scierie québécoise typique, un outil d'aide à la décision à mettre en place afin de participer au programme de gestion de puissance d'Hydro-Québec. Cet outil permet une planification opérationnelle de l'industrie du bois d'œuvre intégrant la facette énergétique. La démarche utilisée est décrite, révélant une méthodologie prospective qui pourrait être répliquée dans d'autres domaines dans le cadre de futures études. / The forest industry, like any other manufacturing sectors, is continuously investigating and upgrading its planning methodologies and techniques in order to achieve Industry 4.0's objectives. Considerable progress has been made in the sawmilling sector, but the link between planning tools and environmental and energy conservation concerns remains tenuous. This paper proposes a decision support tool for production planning in a typical sawmill in Quebec, Canada, so as to allow the participation in a Demand Response Program (DR) such as the one offered by Hydro-Québec. To this end, a literature review was conducted to establish a state of the art on industrial energy management systems, power demand management and existing planning models in the lumber industry. Then, actual energy data and production plans were collected. A statistical analysis of these data was performed to understand the behavior of the case under study and to generate input data for the planning tool. A mathematical model has then been developed, aiming to plan operations at the finishing unit while minimizing backorder cost when participating in a DR program. Results showed that participation in the Hydro-Québec program is possible with limited backlog quantities. The link between the evolution of the inventory and the DR events also suggests that the inventory serves as a preventive and protective barrier. Total load shedding was demonstrated in two scenarios namely DR events of 16 hours by adding 1.5 hours of overtime to the weekly production calendar as well as DR events of 30 hours with an added 1.5 hours to the weekly production schedule. This tool allows an operational planning of the lumber industry integrating the energy facet. The approach used is described, revealing a forward-looking methodology that could be replicated in other areas in future studies.

Die Konferenz Entwerfen – Entwickeln – Erleben bietet ein besonderes Podium zum Austausch von Wissenschaftlern und Praxisvertretern aus den zentralen Bereichen der Produktentwicklung. Der vorliegende Band enthält Beiträge der EEE2016 unter anderem zu Industrie 4.0, Cyber-Physical Systems und Virtual Reality in vielfältigen Anwendungsbereichen des Maschinenbaus, zu Innovationsmanagement, Konstruktionsmethodik und Product Lifecycle Management sowie zu Reverse Engineering und generativen Verfahren. Die Technische Universität Dresden und technischesdesign.org ermöglichten in Kooperation mit der Gruppe Virtuelle Produktentwicklung der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktentwicklung (WiGeP) und dem Rat für Formgebung die fachübergreifende Diskussion des Schwerpunkt- Themas inmitten der interdisziplinären Dresdner Wissenschaftslandschaft. In diesem Band sind die Beiträge zur Konstruktionstechnik und zur Virtuellen Produktentwicklung enthalten, ein weiterer Band (ISBN 978-3-95908-061-3, herausgegeben von Jens Krzywinski et al.) fasst die Beiträge zum Industrial Design zusammen.

Die Konferenz Entwerfen – Entwickeln – Erleben bietet ein besonderes Podium zum Austausch von Wissenschaftlern und Praxisvertretern aus den zentralen Bereichen der Produktentwicklung. Der vorliegende Band enthält Beiträge der EEE2014 unter anderem zu Industrie 4.0, Cyber-Phy­sical Systems und Virtual Reality in vielfältigen Anwendungsbereichen des Maschinenbaus, zu Innovationsmanagement, Konstruktionsmetho­dik und Product Lifecycle Management sowie zu Reverse Engineering und generativen Verfahren. Die Technischen Universität Dresden und technischesdesign.org ermög­lichten in Kooperation mit der Gruppe Virtuelle Produktentwicklung der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktentwicklung (WiGeP), dem Mathematisch-Physikalischen Salon der Staatlichen Kunstsammlungen Dresden und der Hochschule für Bildende Künste Dresden die fachüber­greifende Diskussion des Schwerpunkt-Themas inmitten der Dresdner Altstadt. In diesem Band sind die Beiträge zur Konstruktionstechnik und zur Virtuellen Produktentwicklung enthalten, ein weiterer Band (http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-144950, herausgegeben von Mario Linke et al.) fasst die Bei­träge zum Technischen Design zusammen.

Die 20. Tagung der Gemeinschaften in Neuen Medien (GeNeMe) stellt innovative Technologien und Prozesse zur Organisation, Kooperation und Kommunikation in virtuellen Gemeinschaften vor und bildet ein Forum zum fachlichen Austausch insbesondere in den Themenfeldern Wissensmanagement und E-Learning. Diskutiert werden nicht nur technologische oder ökonomische Gesichtspunkte der Nutzung neuer Medien, vielmehr werden auch soziologische, psychologische, personalwirtschaftliche, didaktische und rechtliche Aspekte betrachtet. Die GeNeMe richtet sich an Experten aus Forschung und Industrie und sucht den Erfahrungsaustausch zwischen Teilnehmern verschiedenster Fachrichtungen, Organisationen und Institutionen aus Wirtschaft und Verwaltung. Die aktuell diskutierten digitalen Transformationsprozesse (Industrie 4.0, IoT) prägen die GeNeMe 2017. Im Fokus stehen Innovation und Forschung, Methoden und Werkzeuge zur digitalen Abbildung wissens-intensiver Zusammenarbeit in zunehmend heterogener werdenden Gemeinschaften (augmented knowledge communities). Weitere Impulse kommen aus den Themenfeldern der Wissensvisualisierung und der Wissensarchitektur. Neben den informatischen und medientechnologischen Analysen findet auch die Praxis der (organisationalen) Wissensintegration, sei es durch Wissensmanagement, Lern- oder Bildungsprozesse, Beachtung. Die GeNeMe 2017 lädt Referenten und Gäste ein, die Trends aus der Praxis in den Blick zu nehmen und zu analysieren. Insgesamt bestimmen unsere Antworten auf offene Fragen mehr denn je, wie sich professionelles und privates Handeln gestalten lässt. Die weiterhin zunehmende Mobilität moderner multimedialer Systeme wie Smartphones und Tablets erschließt auch den letzten Bereich, eine hohe Verfügbarkeit bzw. Immersion sind die Folge. [... aus der Einleitung] / The 20th Communities in New Media (GeNeMe) Conference presents innovative technologies and processes for the organization, cooperation, and communication in virtual communities. It is a forum for professional exchange especially in the fields of knowledge management and online learning. The conference focuses not only on technological and economic aspects of the use of new media, but takes a closer look at sociological, psychological, economic, didactic, and legal facets as well. GeNeMe is geared towards experts from research and industry. It is designed to promote practical and scholarly insights among participants from various disciplines, organizations, and institutions from academia, business and administration. The currently discussed digital transformation processes (Industry 4.0, IoT) are the most prominent topics of the GeNeMe 2017. The focus lays on innovation and research, constituting pivotal methods and tools for digitally mapping knowledge-intensive cooperation in increasingly heterogeneous communities (augmented knowledge communities). The fields of knowledge visualization and knowledge-based architecture provide additional stimuli. In addition to the informal and media-technological analyses, the practice of (organizational) knowledge integration, whether through knowledge management, learning or education processes, is also considered. The GeNeMe 2017 invites speakers and guests to take a closer look at current trends. Overall, our answers to outstanding questions determine more than ever how professional and private action can be shaped. The ever-increasing mobility of modern multi-media systems such as smartphones and tablets technologizes every part of life, resulting in high availability and / or immersion. [... from the introduction]

Die Konferenz »Entwerfen – Entwickeln – Erleben« führte am 14. und 15. Juni 2012 das 10. Gemeinsame Kolloquium Konstruktionstechnik und das 5. Symposium Technisches Design zusammen. In Kooperation mit dem Kunstgewerbemuseum der Staatlichen Kunstsammlungen Dresden war es möglich, die fachübergreifende Diskussion industrieller Herausforderungen sowie aktueller Trends und Innovationen der Forschung in einem einzigartigen kulturellem Umfeld – dem Dresdner Residenzschloss – zu führen. Im Mittelpunkt der zweitägigen Konferenz stand der Erfahrungsaustausch zwischen Experten aus Industrie und Wissenschaft über neue Werkzeuge und Methoden, mit denen den aktuellen Herausforderungen von Globalisierung, Nachhaltigkeit und ökonomischen Rahmenbedingungen bei der Entwicklung immer komplexerer Produkte entsprochen werden kann. In diesem Band sind die Textfassungen der Fachvorträge zu den thematischen Schwerpunkten Virtuelle Produktentwicklung (CAD-Einsatzszenarien, Virtual Reality und Product Lifecycle Management), Konstruktion (Konstruktionstechnik und -methodik, Reverse Engineering und Maschinenelemente) enthalten. Ein separater Band, herausgegeben von Linke et al. (ISBN 978-3-942710-75-6) enthält die Beiträge zum Technischen Design (Industriedesign, Transportation Design und Produkterleben).

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