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Digitalization changes the manufacturing dramatically. In regard of employees’ demands, global trends and the technological vision of future factories, automotive manufacturing faces a huge number of diverse challenges. Currently, research focuses on technological aspects of future factories in terms of digitalization. New ways of work and new organizational models for future factories have not been described yet. There are assumptions on how to develop the organization of work in a future factory but up to now, literature shows deficits in scientifically substantiated answers in this research area. Consequently, the objective of this paper is to present an approach on a work organization design for automotive Industry 4.0 manufacturing. Future requirements were analyzed and deducted to criteria that determine future agile organization design. These criteria were then transformed into functional mechanisms, which define the approach for shopfloor organization design
It has not yet been possible to achieve the desired aim of decoupling economic growth from global material demand. Small and medium sized enterprises (SMEs) represent the backbone of most industrialized economies. Although material efficiency is of vital importance for many SMEs, few of them actually treat it as their top priority. There is a cornucopia of tools and methods available which can be used for material efficiency purposes. These, however, have gained little ground in the SME-field. This work deals with the enabling factors for material efficiency improvements in manufacturing SMEs and projections towards aspects of supply chain and circular economy. A multi-disciplinary decoupling approach for manufacturing SMEs and an implementation roadmap for further practical development are proposed. The approach combines appropriate complexity of technology and socio-economic considerations. It enables a connection of existing methods and the implementation of established information technologies.
Mature economies which are driven mainly by small and medium sized enterprises (SMEs) are increasingly becoming dependent on material imports. Global material consumption is ever increasing, mainly driven by population increases. Decoupling of material consumption from economic growth is one of the greatest challenges of the 21st century. Within this paper available methods for the assessment of material efficiency on different economic scales are investigated and those detected that are particulary suitable for the use in SMEs. Recommendations for further improvements of the selected tools and an outlook concerning planned research activities in the field of material efficiency in enterprises, supply chains and circular economy aspects are given.
Rising consumption due to a growing world population and increasing prosperity, combined with a linear economic system have led to a sharp increase in garbage collection, general pollution of the environment and the threat of resource scarcity. At the same time, the perception of environmental protection becomes more sensitive as the consequences of neglecting sustainable business and eco-efficiency become more visible. The Circular Economy (CE) could reduce waste production and is able to decouple economic growth from resource consumption, but most of the products currently in use are not designed for the reuse-forms of the CE. In addition, the decision-making process of the End of-Usage (EoU) products regarding the following steps has further weaknesses in terms of economic attractiveness for the participants, which leads to low return rates and thus the disposal is often the only alternative.
This paper proposes a model of the decision-making process, which uses machine learning. For this purpose, a Machine Learning (ML) classification is created, by applying the waterfall model. An artificial neural network (ANN) uses information about the model, use phase and the obvious symptoms of the product to predict the condition of individual components. The resulting information can be used in a downstream economic and ecological evaluation to assess the possible next steps. To test this process comprehensive training data is simulated to train the ANN. The decentralized implementation, cost savings and the possibility of an incentive system for the return of an end-of-usage product could lead to increased return rates. Since electronic devices in particular are attractive for the CE, laptops are the reference object of this work. However, the obtained findings are easily applicable to other electronic devices.
Der Digitale Zwilling ist ein Technologie-Trendthema mit großen Potenzialen in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen – insbesondere für produzierende Unternehmen. Eine Studie des Reutlinger Zentrums Industrie 4.0 beschäftigt sich mit heutigen und zukünftigen Anwendungsmöglichkeiten von Digitalen Zwillingen und gibt Impulse für eine schrittweise Implementierung im Unternehmen.
Der Anteil mittelständischer Unternehmen, die Standorte im Ausland unterhalten, nimmt seit einigen Jahren zu. Oft finden Auslandsaktivitäten dieser Art in Niedriglohnländern statt. Dort ergeben sich u.a durch die infrastrukturellen Gegebenheiten und durch die verfügbaren Personalressourcen diverse Herausforderungen, insbesondere für die Produktivitätsermittlung und -bewertung innerhalb der Produktion. Dieser Beitrag soll für diese Herausforderungen geeignete Technologien und eine mögliche Vorgehensweise für deren Auswahl vor dem Hintergrund der ländertypischen Herausforderungen aufzeigen.
Adaptation of the business model canvas template to develop business models for the circular economy
(2021)
The Business Model Canvas as a template for strategic management serves the development of new or the documentation of existing linear business models. However, the change towards a Circular Economy requires new value creation structures and thus changed business models. To develop business models for circular economies, it is necessary to adapt the existing template, since the actors involved along the value chain take on changed roles. In the context of this paper, a template is presented, based on the existing Business Model Canvas, which allows to develop and document business models for a Circular Economy.
Imagine a world in which the search for tomorrow's trends is not subject to a long and laborious data search but is possible with a single mouse click. Through the use of artificial intelligence (AI), this reality is made possible and is to be further advanced through research. The study therefore aims to provide an initial overview of the young research field. Based on research, expert interviews, company and student surveys, current application possibilities of AI in the innovation process (defined as Smart Innovation), existing challenges that slow down the further development are discussed in more detail and future application possibilities are presented. Finally, a recommendation for action is made for business, politics and science to help overcome the current obstacles together and thus drive the future of Smart Innovation.
Imagine a world in which the search for tomorrow's trends of (software) products is not subject to a long and laborious data search but is possible with a single mouse click. Through the use of artificial intelligence (AI), this reality is made possible and is to be further advanced through research. The study therefore aims to provide an initial overview of the young research field. Based on research, expert interviews, company and student surveys, current application possibilities of AI in the innovation process (defined as Smart Innovation), existing challenges that slow down the further development are discussed in more detail and future application possibilities are presented. Finally, a recommendation for action is made for business, politics and science to help overcome the current obstacles together and thus drive the future of Smart Innovation.
Towards a sustainable future, looking beyond the system boundaries of a single manufacturing company is necessary to promote meaningful collaborations in terms of circular economy principles. In this context digital data processing technologies to connect the potential collaborators are seen as enablers to make use of proven collaborative circular business models (CCBMs). Since most of such data processing technologies rely on features to describe the entities involved, it is essential to provide guidance for identifying and selecting the relevant and most appropriate ones. Defining critical success factors (CSFs) is considered a suitable instrument to describe the decisive factors. A systematic literature review (SLR), followed by a qualitative synthesis is investigating two scientific fields of work, namely (1) the general relevant features of CCBMs and, (2) methodologies for determining CSFs. This results in the development of a conceptual framework which provides guidance for digital applications that perform further digital processing based on the relevant CSFs relating to the specific CCBM.
Der Zusammenschluss von Unternehmen in Lieferantennetzwerken auf Basis digitaler Plattformen bietet eine Möglichkeit, der Forderung nach Flexibilität in der Industrie 4.0 nachzukommen. Anhand der Charakterisierung eines realen Lieferantennetzwerkes werden use cases für die Lieferantenanbindung hergeleitet. Diese dienen als Diskussionsgrundlage von Potenzialen und Herausforderungen der Anbindung, wobei sich die Frage nach der optimalen Integrationstiefe stellt. Hierzu wurde ein anwenderorientiertes Entscheidungsmodell abgeleitet.
Die vierte industrielle Revolution stellt neue Anforderungen an Unternehmen und insbesondere an KMU. Das verfügbare Know-how bei der Implementierung von Industrie 4.0-Ansätzen stellt für viele KMU eine Herausforderung dar. Derzeit existieren in der Literatur verschiedene Wege zur Erstellung einer auf das Unternehmen angepassten Industrie 4.0 Roadmap. Eine Ausrichtung auf die Belange von KMU fehlt jedoch gänzlich. Mit dieser Arbeit werden verschiedene Ansätze zur Erstellung einer Industrie 4.0-Roadmap zusammengefasst und anschließend untersucht, worauf KMU mit ihren spezifischen Eigenschaften besonders ihren Fokus legen sollten.
Der Einsatz von Data Science in der Produktion ermöglicht eine neue Art der Optimierung von Prozessen und Systemen. Die Bedeutung der datengetriebenen Produktionsoptimierung wächst zunehmend im produzierenden Gewerbe. Im Gegensatz zu konventionellen Ansätzen, wie z. B. die des Lean Managements, basiert dieser anhaltende Trend auf der steigenden Verfügbarkeit von Daten im Zuge der digitalen Transformation. Vor allem kleine und mittlere Unternehmen stehen vor der Herausforderung abzuwägen, welche Maßnahmen hierfür ergriffen werden sollten und welche Nutzenpotenziale sich daraus ergeben. Diese Arbeit stellt einen strukturierten Leitfaden zur Vorgehensweise bei Datenanalyseprojekten bezogen auf einen spezifischen Anwendungsfall im Kontext einer frühen Fehlerdetektion und -prävention dar.
Consistent supply chain management across all levels of value creation is a common approach in the industrial sector. The implementation in agricultural processes requires rethinking in the supply chain concept. The reasons are the heuristic characterized processes, the stochastic environmental conditions, the mobility of the production facilities and the low division of work.
In this paper we deal with how concepts of innovative supply chain management of Industrie 4.0 could not only deliver a way to overcome said problems but also provide the foundation for the development of new forms of work and business models for Farming 4.0.
In order to decouple economic growth from global material consumption it is necessary to implement material efficiency strategies at the level of single enterprises and their supply chains, and to implement circular economy aspects. Manufacturing firms face multiple implementation challenges like cost limitations, competition, innovation and stakeholder pressure, and supplier and customer relationships, among others. Taking as an example a case of a medium-sized manufacturing company, opportunities to realise material efficiency improvements within the company borders - on the supply chain and by using circular economy measures - are assessed. Deterministic calculations and simulations, performed for the supply chain of this company, show that measures to increase material efficiency in the supply chain are important. However, they need to be complemented by efforts to return waste and used products to the economic cycle, which requires rethinking the traditional linear economic system.
It has not yet been possible to achieve the desired aim of decoupling economic growth from global material demand. Small and medium sized enterprises (SMEs) represent the backbone of most industrialized economies. Although material efficiency is of vital importance for many SMEs, few of them actually treat it as their top priority. There is a cornucopia of tools and methods available, which can be used for material efficiency purposes. These, however, have gained little groud in the SME-field. This work deals with the enabling factors for material efficiency improvements in manufacturing SMEs and projections towards aspects of supply chain and circular economy. A multi-disciplinary decoupling approach for manufacturing SMEs and an implementation roadmap for further practical development are proposed. The approach combines appropriate complexity of technology and socio-economic considerations. It enables a connection to existing methods and the implementation of established information technologies.
In dieser Arbeit wird ein Modell vorgestellt, das die Planung der direkten Wiederverwendung bei der Vermietung mobiler und langlebiger Investitionsgüter in Closed-Loop Supply Chains optimiert. Insbesondere die Entwicklung von Planungsalgorithmen zur Verbesserung der Vorhersagewahrscheinlichkeit zukünftiger Rücklieferungen und deren betriebswirtschaftliche Auswirkungen für Unternehmen stehen im Vordergrund. Das Optimierungsmodell betrachtet dabei sowohl die Positionierung des Unternehmens im Innen- als auch im Außenverhältnis und liefert die Entscheidungsgrundlage für entsprechende strategische Initiativen.
Zur Entwicklung einer Sofortpreiskalkulation für CNC-Drehteile werden Machine-Learning-Ansätze sowie ein deterministischer Algorithmus untersucht. Der deterministische Algorithmus funktioniert ausschließlich für Drehteile mit geringer Komplexität. Die Machine Learning Modelle hingegen sind zukunftsfähiger, da die ersten Ergebnisse bereits sehr geringe Abweichungswerte zu den festgelegten Referenzpreisen erreichen können. Mit steigendem Datenaufkommen können beide Machine-Learning-Modelle mit geringem Aufwand weiter verbessert werden.
In der zunehmenden Individualisierung von Produkten zeigt sich, dass Kundennähe und digital vernetzte Zusammenarbeit aller Partner wertvolle Erfolgspotenziale darstellen. Für komplexe Kundenauftragsprozesse gilt es, zu vernetzen und die Prozesse und Systeme in Form eines ganzheitlichen Ansatzes zukunftsfähig zu gestalten. Dabei wird der Herausforderung begegnet, Daten und Dokumente zu digitalisieren und den manuellen Aufwand zu reduzieren. Der Untersuchungsgegenstand ist der Abwicklungsprozess, ausgehend von einer Online-Konfiguration durch den Kunden bis zur Bestellabwicklung. In diesem Beitrag wird ein Vorgehensmodell aufgezeigt, das Unternehmen in die Lage versetzt, ihren Kundenauftragsprozess durch ein digitales Geschäftsmodell zukunftsfähig auszugestalten. Nutzenpotenziale sind eine verstärkte Kundenbindung durch eng verzahnte digitale Kollaboration, verstärkte Wirtschaftlichkeit durch Reduktion der Prozesskosten sowie eine Optimierung der Customer Experience durch effiziente Abläufe.
In dieser Arbeit werden Anforderungen an ein digitales Referenzmodell der Cell and Gene Therapy (CGT) Supply Chain mittels systematischer Literaturrecherche unter partieller Anwendung der Preferred-Reporting-Items-for-Systematic-Reviews-and-Meta-Analyses(PRISMA)-2020-Methode erarbeitet und erläutert. Die Ergebnisse der Literaturrecherche untermauern, dass die CGT Supply Chain standardisierte und automatisierte Prozesse benötigt, gewissen Transportanforderungen gerecht werden sowie eine lückenlose Rückverfolgbarkeit gewährleisten können muss. Die Anforderungen an das Referenzmodell lehnen sich z. T. an die Anforderungen des klassischen Supply-Chain-Operations-Reference(SCOR)-Modells an, bedürfen jedoch einer Veränderung und Weiterentwicklung unter Beachtung der Besonderheiten der CGT Supply Chain. Auf Basis eines Referenzmodells für die CGT Supply Chain, das die aus dieser Arbeit identifizierten Anforderungen beachtet, kann eine übergeordnete Managementplattform aufgebaut werden. Mit der digitalen Abbildung und Vernetzung aller Aktivitäten ist der Grundstein für die Integration in ein Enterprise-Resource-Planning(ERP)-System zum effektiven Data und Process Mining gelegt. Durch eine zunehmend bessere Datenqualität und -quantität entlang der Prozesse der CGT Supply Chain lassen sich verstärkt Informationen über die Prozesse selbst generieren, aus denen weitere Verbesserungsansätze hervorgehen. Eine CGT-Managementplattform bildet demnach die Grundlage für alle Prozesse innerhalb der CGT Supply Chain für einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess.
The Circular Economy aims to reintroduce the value of products back into the economic cycle at the same value chain level. While the activities of the Circular Economy are already well-defined, there exists a gap in how returned products are treated by the industry. This study aims to examine how a process should be designed to handle returned products in the context of the Circular Economy. To achieve this, a machine learning-based algorithm is used to classify data and extract relevant information throughout the product life cycle. The focus of this research is limited to land transportation systems within the Sharing Economy sector.
Um sich in einem schnelllebigen und globalen Markt nachhaltig wettbewerbsfähig aufzustellen, bedarf es innovativer Ansätze, Produkte sichtbar zu machen. Vorreiter wie Apple oder Microsoft stehen mit ihren Marketingstrategien und der Präsentation ihrer Produkte für eine neue Denkweise. Doch wie kann ein klein- oder mittelständiges Unternehmen (KMU) mit solchen Strategien konkurrieren und sich und die eigenen Produkte am Markt erfolgreich platzieren? Der vorliegende Beitrag zeigt auf, wie ein Markteinführungskonzept mithilfe des Design-Thinking-Ansatzes auf Basis der Kundenbedürfnisse modular und skalierbar ausgestaltet werden kann, um auf die jeweiligen Anforderungen des einzuführenden Produktes adaptierbar zu sein.
In order to decouple economic growth from global material consumption it is necessary to implement material efficiency strategies at the level of single enterprises and their supply chains, and to implement circular economy aspects. Manufacturing firms face multiple implementation challenges like cost limitations, competition, innovation and stakeholder pressure, and supplier and customer relationships, among others
. An extended evaluation of triggers and barriers to improve material efficiency in manufacturing companies, along the supply chain and concerning circular economy considerations is provided. This paper delivers an extended literature review, a critical discussion of the current situation and resulting challenges concerning material efficiency approaches in manufacturing supply chains. Finally, a conclusion and outlook on further research direction is given.
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.