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Seit Ende des 18. Jahrhunderts haben industrielle Revolutionen immer wieder für fundamentale Veränderungen in Wirtschaft und Gesellschaft gesorgt. Herbeigeführt wurden sie stets durch neue Technologien oder innovative Organisations-strukturen: Wasser- und Dampfkraft ermöglichten die Mechanisierung, eine umfas-sende Arbeitsteilung war die Basis für Massenproduktion und mithilfe der Mikroelektronik konnten Maschinen und Anlagen automatisiert werden.
Heute stehen wir am Anfang der vierten industriellen Revolution. Gekennzeichnet ist sie durch die umfassende Vernetzung von Menschen, Maschinen, Ressourcen und Produkten. Dies lässt einen Grad an Autonomie der industriellen Prozesse Wirklichkeit werden, der bislang kaum vorstellbar war. Getrieben wird diese Entwicklung zum einem von Technologien, die eine Kommunikation der unterschiedlichen realen und virtuellen Objekte untereinander erlauben – und zwar über Kontinente hinweg. Zum anderen erzeugen aktuelle Dynamiken an den Märkten einen Druck, der Unternehmen zum Handeln zwingt. Sie müssen mit sich ständig wandelnden Anforderungen zurechtkommen – von den Rohstoffpreisen bis zu den Erwartungen der Kunden.
Flexibilität wird damit für sie in vielerlei Hinsicht zur entscheidenden Fähigkeit. Industrie 4.0 – so das gängige Schlagwort für die vierte industrielle Revolution – kann diese Fähigkeit erheblich fördern und damit spürbare Wettbewerbsvorteile realisieren.
So vermutet auch der High-Tech-Verband BITKOM ein immenses Potenzial und prognostiziert für das Jahr 2025 eine zusätzliche Wertschöpfung von insgesamt 78 Milliarden Euro. Doch wie beurteilen Unternehmen in Deutschland das Thema und wie bereiten sie sich auf die anstehende Revolution vor? Antworten darauf liefert die vorliegende Studie, für die wir 227 Entscheider aus Automobil- und Fertigungsindustrie befragt haben.
Das erstaunlichste Ergebnis: Der Begriff Industrie 4.0 war nicht durchgängig bekannt – insgesamt konnten 24% der Befragten mit der Bezeichnung nichts anfangen, bei den OEM waren es sogar 34%. Ob sich ihr eigenes Unternehmen mit dem Thema beschäftigt, konnten 35% aller Befragten nicht beurteilen. Gleichzeitig zeigt die Studie, dass viele der Technologien und Konzepte, die sich unter Industrie 4.0 subsumieren lassen, als wichtig und nützlich erachtet werden. Und dennoch: Mit vollem Engagement will sich kaum ein Unternehmen auf den Weg machen. Dazu erscheint vielen der wirtschaftlichen Nutzen noch zu wage und muten die Risiken – Stichwort Sicherheit – zu hoch an.
Die zunehmende erneuerbare Stromerzeugung erfordert Anstrengungen, um den Angebotsschwankungen und der Verteilungsproblematik entgegen zu wirken. Eine dezentrale und am Bedarf orientierte Stromerzeugung mittels Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) kann einen wesentlichen Beitrag leisten, um diese Schwankungen auszugleichen und die Netze zu entlasten. Zu diesem Zweck ist aber ein Steuerungssystem für die KWK-Anlagen erforderlich, das sowohl für die Deckung des Wärmebedarfs im Objekt sorgt, als auch gewährleistet, dass die elektrische Energie genau zu den Zeiten erzeugt wird, zu denen sie im Objekt benötigt wird. Die Entkopplung von Stromerzeugung und Deckung des Wärmebedarfs kann dabei über den standardmäßig vorhandenen Wärmespeicher erfolgen. Dieser stellt damit das zentrale Element der Gesamtanlage dar, für die das Steuerungssystem zur Eigenstromoptimierung im Rahmen des Forschungsvorhabens entwickelt und erprobt werden soll.
Im Rahmen des vorliegenden Zwischenberichtes werden die Ergebnisse des 2. des auf insgesamt drei Jahre angelegten Forschungsprojektes vorgestellt. Im Einzelnen sind die Themen Prognose, Bestimmung des Energieinhaltes im Wärmespeicher, stromoptimiertes Steuerungssystem, Aufbau der Feldtestanlagen, Simulation und sozialwissenschaftliche Begleitforschung beschrieben.
Bei den umfangreichen Arbeiten zur Wärme- und Strombedarfsprognose hat sich gezeigt, dass die naive Prognose, die auf der Übernahme der Daten der Vortage beruht, aufgrund des starken Einflusses des individuellen Nutzerverhaltens eine nur schwer zu verbessernde Vorhersagegüte aufweist. Zur Bestimmung des Energieinhaltes im Wärmespeicher wird eine Sigmoidfunktion zur Beschreibung des Temperaturverlaufs über der Speicherhöhe verwendet. Schwierig ist dabei die Anpassung der vier Funktionsparameter mit nur drei Temperaturmesswerten, was jedoch durch geeignete Randbedingungen erreicht werden kann. Das stromoptimierte Steuerungssystem verwendet die Wärmebedarfskurven bei minimalem und maximalem Energieinhalt des Wärmespeichers als Begrenzungen des Optimierungsbereiches, um so die Deckung des Wärmebedarfs zu jeder Zeit zu gewährleisten. Die zwei im Projekt zur Verfügung stehenden Feldtestanlagen wurden mit zusätzlicher Mess- und Steuerungstechnik nachgerüstet, um das entwickelte Steuerungssystem implementieren und testen zu können. Das Simulationsmodell ist im Hinblick auf verschiedene Speicherkonfigurationen erweitert und auf Basis am BHKW-Prüfstand der Hochschule gewonnener Versuchsdaten verifiziert worden, und im Zuge der sozialwissenschaftlichen Begleitforschung werden die Ergebnisse einer im Rahmen des Projektes angefertigten Studie zu den Hemmnissen der KWK vorgestellt.
Bodenbeläge aus Feinsteinzeug und Naturstein werden poliert und zur Gewährleistung ausreichender Rutschfestigkeit im Innenbereich (Bewertungsgruppe der Rutschsicherheit R9 und R10) werden durch Laserbehandlung mikroskopischen Vertiefungen erzeugt. In Laborversuchen wurden bei einigen Materialien deutliche Vorteile bzgl. des Anschmutzverhaltens und Reinigung festgestellt. Es sollte untersucht werden, inwieweit dadurch in der Praxis tatsächlich eine Reduktion des Reinigungsaufwandes und der damit verbundenen Umweltbelastung möglich ist, im Gegensatz zu anderen Oberflächenbearbeitungen, die die Bewertungsgruppe "R9" erzielen. Die Oberflächenbehandlung und die damit verbundene Reinigung sollten optimiert werden hinsichtlich minimalem Aufwand und minimalem Einsatz von Reinigungsmittel für Unterhaltsreinigung und der dazugehörigen Grundreinigungs- und Zwischenreinigungsfrequenz. Ziel war eine Reduktion um bis zum Faktor 2. Dazu sollten für verschiedene typische und weit gebräuchliche Bodenplatten aus Feinsteinzeug und Naturstein Abstand und Größe der Vertiefungen optimiert und kontrolliert werden. Die Dosierungen der Reinigungsmittel sollten, ausgehend von der derzeitigen Herstellervorgabe, reduziert werden. Die Abstände zwischen den Grundreinigungen, die mit einer starken Umweltbelastung verbunden sind, sollten vergrößert werden. Begleitend sollte eine Methode für die Vorhersage und Messung der Verschmutzung entwickelt werden. Diese wird in der Entwicklung benutzt und soll nach dem Projekt für die Optimierungen an anderen Materialien, z. B. PVC oder Polyolefinböden nutzbar sein und auch als Vorarbeit für eine Zertifizierung der Böden nach LEED dienen. Bislang gab es zwar Hinweise für die Vorteile bzgl. Reinigung, die aber weder optimiert noch belegbar waren. Deshalb hatte sich dieses Verfahren noch nicht durchgesetzt. Der Marktanteil liegt bei Naturstein < 10%, im Bereich Feinsteinzeug weit niedriger.
Derzeit finden gravierende Veränderungen im Umfeld der Informations- und Kommunikationstechnik statt, die eine große Chance für die optimierte Prozessführung und Wertschöpfung mit darauf abgestimmten vernetzt kommunizierenden Sensoren bieten. Diese Art "smarter" Sensoren stellen Dienste innerhalb eines Netzwerks bereit und nutzen Informationen daraus. Dadurch ergibt sich aktuell die Notwendigkeit, die Anforderungen an Prozesssensoren sowie an deren Kommunikationsfähigkeiten detaillierter zu beschreiben – vom einfachen Temperatursensor bis über heute in Entwicklung befindlichen Messsystemen hinaus –, da diese Technologieentwicklungen rasant voranschreiten. Vernetzte Sensoren sind die Voraussetzung für die Realisierung von Cyberphysischen Produktionssystemen (CPPS) und zukünftiger Automatisierungskonzepte für die Prozessindustrie, wie sie auch durch das Zukunftsprojekt "Industrie 4.0" adressiert werden.
Die Technologie-Roadmap liefert darüber hinaus Perspektiven für Forschungs- und Entwicklungsförderung und gibt Ansätze für die Normungsarbeit. Sie wird damit auch für Politik, Industrieverbände und Gremien von Interesse sein. Wenn sich die Exzellenz der Forschung und das ausgeprägte Know-how der Gerätehersteller und Anwender zu Forschungskonsortien auf Augenhöhe zusammentun und das Wissen gemeinsam vorangebracht wird, kommen faire und gut durchdachte Technologietransferprojekte mit Sicherheit zum Erfolg. Neben der technologischen Weiterentwicklung der Prozesssensoren ist von Herstellern und Anwendern die hohe Verfügbarkeit der komplexen Technologie sicherzustellen, damit weiterhin Vertrauen in die Technik besteht – vom Anwender bis ins Management.
Die Krise des Euro hat gezeigt, dass die Währungsunion ohne gemeinsame Wirtschaftsunion unvollständig ist. Diese ist auch heute unrealistisch. Umso wichtiger ist es, die Solidität des Euro auf eine funktionsfähige Regelbindung zu gründen und aus der Wirtschafts- und Fiskalpolitik der Eurostaaten eine gemeinsame Stabilitätskultur zu entwickeln. Bodo Herzog entwirft dafür einen Weg in der Tradition der deutschen Ordnungspolitik: Eine regelgebundene Währungsunion, die auf einem besseren Regelwerk beruht, dessen Einhaltung gemeinsam, einheitlich und strikt beachtet wird.
Entwicklung eines Portfolios von Energieeffizienzdienstleistungen für kommunale EVU. - Kurzfassung
(2016)
Die Europäische Währungs- und Wirtschaftsunion (EWWU) bedarf einer weiteren Stabilisierung, da die institutionellen Regelungen langfristig keine hinreichende Bindekraft auf die Mitgliedsländer entfalten. Die Herausforderung ist die Rückgewinnung der verlorengegangenen Glaubwürdigkeit in das Regelwerk im Zuge der europäischen Staatsverschuldungskrise seit dem Jahr 2010. Um die Währungsunion zu erhalten, muss einerseits im Primärrecht das "No Bailout" in Art. 125 AEUV glaubwürdig angewandt werden können und andererseits die Regelungen im Sekundärrecht, u.a. der Stabilitäts- und Wachstumspakt, der Fiskalpakt oder das europäische Semester, unabhängiger und schneller rechtsverbindlich vollzogen werden. Der hier vorgeschlagene und klug in den europäischen Rahmen eingepasste "staatliche Insolvenzmechanismus", verbunden mit einer im Ultima Ratio rechtsverbindlichen "Austrittsklausel" wäre ein Lösungsansatz. Ein Scheitern der EWWU ist abwendbar, aber der fehlende Reformwille könnte dem Zerfall der Währungsunion Vorschub leisten.
46 Prozent der Arbeitsplätze in der Automobilindustrie sind bis 2030 durch Automatisierung und Digitalisierung bedroht – die Tätigkeiten werden dann nicht mehr von Menschen, sondern von intelligenten Robotern und Systemen erledigt. Das ist das zentrale Ergebnis unserer Studie „Digitale Transformation – Der Einfluss der Digitalisierung auf die Workforce in der Automobilindustrie“, die wir gemeinsam mit dem Herman Hollerith Lehr- und Forschungszentrum an der Hochschule Reutlingen erstellt haben.
Im Rahmen des Forschungsprojektes sollten die Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes von Sol-Gel-Ausrüstung für die Verbesserung der Scheuer-/Abrasionsbeständigkeit für Gewebe aus unterschiedlichen Fasermaterialien untersucht werden. Dabei lag der Schwerpunkt auf Textilien für die Bereiche Bekleidung- /Berufsbekleidung sowie Bezugsstoffe (Möbel, Automotive, Personentransport).
Makerspaces sind ein Element einer Open Innovation und bieten die Möglichkeit, den „klassischen Erfinder“ und „Tüftler“ aus seiner Garage, seinem Keller oder seiner Werkstatt herauszuholen. Ziel dabei ist es, ihm ein professionelles und leistungsfähiges Umfeld zur Realisierung seiner Ideen zu bieten, ihn in den Austausch mit Gleichgesinnten zu bringen und eine Verwertungsplattform für die entwickelten Ideen und Prototypen aufzubauen. Diese Optionen sind auch kleinen und mittelständischen Unternehmen zugänglich zu machen, um ihnen darüber die Möglichkeit zu geben, mit ihren zur Verfügung stehenden Mitteln, ähnlich wie Großunternehmen in Sachen Innovation und Kooperation vorzugehen.
Genau hier setzt die vorliegende Studie an und geht der Frage nach den Anforderungen kleiner und mittelständischer Unternehmen an Makerspaces auf den Grund.