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Scannergarfik des Zukunftslabors Produktion
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Zukunftslabor Produktion

Fertigungsprozesse vernetzen

Technologische Entwicklungen der Informations- und Kommunikationstechnologien führen derzeit zu einem tiefgreifenden Wandel der industriellen Produktion. Die Wettbewerbssituation produzierender Unternehmen ist geprägt durch eine wachsende Dynamik, steigende Prozesskomplexität sowie sich verkürzende Produkt- und Innovationszyklen. Zudem spielen ökologische und soziale Fragen eine zunehmende Rolle. Die Vernetzung technischer Systeme in Echtzeit und die hieraus resultierende Verschmelzung der realen und virtuellen Welt stellen wesentliche Merkmale dar. Die mit diesen Systemen verfügbare Vernetzung wertschöpfender Prozesse bietet neue Möglichkeiten zur Steigerung der Produktivität und der Wirtschaftlichkeit. Mögliche Anwendungen umfassen adaptive und selbstlernende Wertschöpfungssysteme, massendatenbasierte Prognosesysteme auf Basis eines digitalen Schattens oder Funktionalitäten entlang des gesamten Lebenszyklus von Produkten.

Zentraler Aspekt ist die Vorstellung einer durchgängigen digitalen Prozesskette. Hiermit verbundene Themen umfassen die Vernetzung von Systemen in der Produktion, die Modellierung von Produktionsprozessen und Prozessketten sowie innovative Ansätze zu deren Optimierung. Auch stellen sich Fragen zur Bewertung verschiedener Digitalisierungsansätze, der Technikfolgenabschätzung für den Arbeitsplatz der Zukunft sowie zu Potenzialen für Ressourceneffizienz.

Wissenschaftler*innen

Bild von Jonas Kallisch

M. Sc. Jonas Kallisch

Jonas Kallisch ist wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Hochschule Emden/Leer. Seine Forschungsschwerpunkte sind: Manufacturing Intelligence und vernetzte Fertigungssysteme

Projekte
IT-Infrastruktur und Sicherheit

Für eine vernetzte Produktion ist ein sicherer und standortübergreifender Informationsaustausch erforderlich, um Daten für die digitalisierten Produktionsprozesse bereitzustellen. Das Zukunftslabor Produktion beschäftigt sich daher mit der IT-Infrastruktur und Sicherheit in der Industrie 4.0.

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Bild von Kathrin Kramer

M.Sc. Kathrin Kramer

Kathrin Kramer ist wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Arbeitsgruppe Produktionsmanagement am Institut für Produkt- und Prozessinnovation (PPI) der Leuphana Universität Lüneburg. Ihre Forschungsschwerpunkte sind: Produktionsmanagement (insbesondere Produktionsplanung und -steuerung sowie Supply Chain Management) und die Anwendung von maschinellen Lernverfahren / Künstlicher Intelligenz

Projekte
Restrukturierung und Expansion von flexiblen Produktionsbereiche

Restrukturierung und Expansion des Produktionsbereichs im Kontext der Transformation eines Technologie-Entwicklers zu einem Produktionsunternehmen

HaLiMo 2: Erweiterung des Hannoveraner Lieferkettenmodells

Systematische Beschreibung und Untersuchung der Wirkung von Verfahren der Produktionsplanung und der Produktionssteuerung auf logistische Zielgrößen

Digitalisierung Produktions- und Montageprotokoll

Digitalisierung des Produktions- und Montageprotokolls eines Zulieferers der Öl- und Gasindustrie (Auftragsforschung)

Feinplanung der Montagelinie in einem maritimen Unternehmen

Feinplanung und Restrukturierung einer Montagelinie sowie Auslegung des Lean-Managements in einem Unternehmen der maritimen Wirtschaft (Auftragsforschung)

Transformation vom Technologieentwickler zum Produktionsunternehmen

Erhaltung des exzellenten Entwicklungsprozesses in Qualität und Geschwindigkeit mit Integration eines Herstellungsprozesses gemäß industriellen Maßstäben

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Bild von Hendrik Noske

M. Sc. Hendrik Noske

Hendrik Noske ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz Universität Hannover. Sein Forschungsschwerpunkt beinhaltet die Anomalieerkennung mithilfe von KI-Methoden im Rahmen der Prozess- und Zustandsüberwachung im Umfeld der spanenden Fertigung.

Projekte
Weiterbildungsangebote der Applied Machine Learning Academy (AMA)

Qualifizierungsangebote für eine bedarfsorientierte Weiterbildung im Maschinellen Lernen

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Bild von Slava Pachandrin

M. Sc. Slava Pachandrin

Slava Pachandrin ist wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Technischen Universität Braunschweig/ Institut für Füge- und Schweißtechnik / Abteilung "Leichtmetall Druckguss". Seine Forschungsschwerpunkte sind: Digitalisierung und Optimierung des Druckgießprozesses, Sensorik und Datenakquise im Druckgießprozess, Simulation vom Druckgießprozess, moderne und effiziente Druckgießtechnik.

Projekte
Intelligente Werkzeugsysteme für die vernetzte Produktion der Zukunft

Entwicklung eines intelligenten Werkzeuges für den Druckguss, das die spezifischen geometrischen und qualitätsrelevanten Randbedingungen der Fertigung abbildet.

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Bild von Markus Rokicki

Markus Rokicki

Markus Rokicki ist Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Forschungszentrum L3S, der Leibniz Universität Hannover. Er ist Teil des Projekt "Automatische Modellierung spanender Fertigunsprozesse"

Projekte
Automatische Modellierung spanender Fertigungsprozesse

Automatisierte Bereitstellung aller Komponenten eines Simulationsprozesses für die spanende Fertigung und Optimierung der Simulation mithilfe von Künstlicher Intelligenz.

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Bild von Maxim Runge

M. Eng. Maxim Runge

Maxim Runge ist wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Fakultät I der Hochschule Hannover und gehört der Abteilung Prozessinformatik & Automatisierungstechnik sowie dem Institut für Sensorik und Automation (ISA) an. Seine Forschungsschwerpunkte sind: Cyber Security, Informationsmodellierung und Facility Energy Management.

Projekte
IT-Infrastruktur und Sicherheit

Für eine vernetzte Produktion ist ein sicherer und standortübergreifender Informationsaustausch erforderlich, um Daten für die digitalisierten Produktionsprozesse bereitzustellen. Das Zukunftslabor Produktion beschäftigt sich daher mit der IT-Infrastruktur und Sicherheit in der Industrie 4.0.

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Bild von Marvin Voß

B. Eng. Marvin Voß

Marvin Voß ist wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Fakultät I der Hochschule Hannover und gehört der Abteilung Prozessinformatik & Automatisierungstechnik sowie dem Institut für Sensorik und Automation (ISA) an. Sein Forschungsschwerpunkt ist Cyber Security.

Projekte
IT-Infrastruktur und Sicherheit

Für eine vernetzte Produktion ist ein sicherer und standortübergreifender Informationsaustausch erforderlich, um Daten für die digitalisierten Produktionsprozesse bereitzustellen. Das Zukunftslabor Produktion beschäftigt sich daher mit der IT-Infrastruktur und Sicherheit in der Industrie 4.0.

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Bild von Jörg Walter

Dr. Jörg Walter

Dr. Jörg Walter ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am OFFIS. Seine Forschungsschwerpunkte sind: Entwurfsmethodik für verteilte Industrieautomatisierung, insbesondere Sicherstellung von extrafunktionalen Eigenschaften (Timing, Energie) in verteilten Systemen.

Projekte
LUTNet: energieeffizientes KI Netz aus elementaren Lookup-Tabellen

Entwicklung eines Ansatzes für energieeffiziente Künstliche Intelligenz basierend auf künstlichen neuronalen Netzen in Field Programmable Gate Arrays

CF1 - CyberFactory#1: Factory of the Future

Befähigung von Fabriken, sich an kontinuierlich wechselnde Randbedingungen anzupassen und ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber Gefährdungen zu steigern

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Projekte des Zukunftslabors

Entwicklung eines intelligenten Werkzeuges für den Druckguss, das die spezifischen geometrischen und qualitätsrelevanten Randbedingungen der Fertigung abbildet.
Automatisierte Bereitstellung aller Komponenten eines Simulationsprozesses für die spanende Fertigung und Optimierung der Simulation mithilfe von Künstlicher Intelligenz.
Die Forscher*innen des Zukunftslabors Produktion untersuchen die Flexibilität und Anpassungsfähigkeit von Fertigungsprozessen und Prozessketten, die sich selbständig optimieren - ohne menschliche Eingriffe.
Im Zukunftslabor Produktion erarbeiten Forscher*innen Methoden für die adaptive Planung und Steuerung industrieller Fertigungsprozesse. Dabei betrachten sie eine überbetriebliche Prozesskette.
Für eine vernetzte Produktion ist ein sicherer und standortübergreifender Informationsaustausch erforderlich, um Daten für die digitalisierten Produktionsprozesse bereitzustellen. Das Zukunftslabor Produktion beschäftigt sich daher mit der IT-Infrastruktur und Sicherheit in der Industrie 4.0.

News

Produktionsmaschine zum Dreh-Fräsen
Im Transferprojekt VisionAdapt wird untersucht, wie Kamerasysteme und Maschinelles Lernen die spanende Fertigung effizienter, sicherer und autonomer machen. Ziel ist, kritische Späne automatisch zu erkennen und Bearbeitungsprozesse in Echtzeit anzupassen – ohne menschliches Eingreifen und mit höherer Prozesssicherheit.
Vier Männer und zwei Frauen stehen vor einer Produktionsanlage und lächeln in die Kamera.
Das Transferprojekt VisionAdapt bringt Forschung und Industrie zusammen, um die Zerspanung intelligenter zu gestalten. Mit Kamerasystem und Maschinellem Lernen sollen kritische Späne automatisch erkannt und der Fertigungsprozess situativ angepasst werden – direkt an der Maschine und ohne manuelle Eingriffe.
Im Hintergrund ist eine Druckgießanlage zu sehen, vorne links im Bild ein Mitarbeiter im Profil, vorne rechts im Bild eine digitales Dashboard.
Das Transferprojekt EKoREK untersucht, wie energieintensive Unternehmen mithilfe intelligenter Messsysteme, digitaler Simulationen und gezielter Laststeuerung ihren Energieverbrauch effizienter gestalten können. So lassen sich Energiekosten senken und die Wettbewerbsfähigkeit von KMU langfristig stärken.

Videos und Podcasts

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Industrie 4.0: Die vernetzte Produktion von morgen
Industrie 4.0 beschreibt den Einsatz digitaler und innovativer Technologien in der Produktion. Doch was bedeutet das eigentlich? Was ist eine Smart Factory und was sind intelligente Werkzeuge? Im Video gehen die Forschenden des Zukunftslabors Produktion näher darauf ein. Sie zeigen einen digitalisierten Druckgießprozess, bei dem auch Augmented Reality eingesetzt wird. Wie wichtig eine durchgängig digitale Produktionskette in der Industrie 4.0 ist und welche Bedeutung Datenmanagement in diesem Zusammenhang hat, erklären die Forschenden ebenfalls. Das Zukunftslabor Produktion – Fertigungsprozesse vernetzen.
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Durchgängig digitale Prozesskette: Zukunftslabor Produktion
In diesem Video geben die Wissenschaftler*innen des Zukunftslabors Produktion einen Überblick über ihre Forschung. Diese umfasst die Entwicklung intelligenter Werkzeugsysteme, die automatische Modellierung spanender Fertigungsprozesse und die adapative Prozessführung im Druckguss. Auch die Planung und Steuerung rekonfigurierbarer Prozessketten sowie die Themen IT-Plattformen und IT-Sicherheit werden im Zukunftslabor erforscht. Die Wissenschaftler*innen erarbeiten innovative Lösungsansätze für die Produktion von morgen. Dabei orientieren sie sich beispielhaft an Produktionsprozessen des Aluminiumdruckgusses.
Ein rundes Bild von einem Mann mit einem Mikrofon.

Sichere Industrie 4.0? Nur mit Hausaufgaben 3.0!

Die Absicherung vernetzter Produktionsanlagen wird auch für kleine und mittelständische Unternehmen immer wichtiger, sagt Prof. Dr. Karl-Heinz Niemann (Hochschule Hannover, Abteilung Elektro- und Informationstechnik der Fakultät I). Denn die Angriffspunkte digitalisierter Anlagen werden zunehmend von Kriminellen ausgenutzt. IT-Sicherheit kann Unternehmen vor großen finanziellen Schäden bewahren. Doch dafür müssen sie ihre Hausaufgaben machen. Welche Aufgaben das sind und was das mit horizontal und vertikal zu tun hat, erklärt Prof. Niemann in dieser Folge des ZDIN-Podcast „Wissen schafft Innovation“.

Wissenschaftliche Veröffentlichungen

Digitalisierung im Brownfield Cyber-Sicherheit in vernetzten Lieferketten, Teil 4 von 4

Mit zunehmender Komplexität der Lieferketten durch Globalisierung und Entwicklung der Technologie steigt auch die Notwendigkeit des Austausches von Informationen zwischen kooperierenden, aber unabhäng ...

Mit zunehmender Komplexität der Lieferketten durch Globalisierung und Entwicklung der Technologie steigt auch die Notwendigkeit des Austausches von Informationen zwischen kooperierenden, aber unabhängigen Unternehmen. Dabei stehen sie vor der Herausforderung, eine Balance zwischen der erforderlichen Transparenz zur übergreifenden Optimierung der Lieferkette und dem Schutz sensibler Daten aus ihren Produktionssystemen zu finden. Angesichts zunehmender Bedrohungen durch Cyberkriminalität, von gezielten Angriffen auf Produktionssysteme bis hin zum Datendiebstahl geistigen Eigentums, ist der Schutz digitaler Infrastrukturen für Unternehmen unverzichtbar. Im Rahmen des Teilprojekts „IT-Infrastruktur und IT-Sicherheit“ hat das Zukunftslabor Produktion den Prototyp einer Unterstützungsplattform für einen unternehmensübergreifenden Datenaustausch unter Bewahrung von Datensouveränität entwickelt und zusammen mit Praxispartnern evaluiert. Ihre Funktionsweise wird in diesem Beitrag erläutert, der den vierten und letzten einer Serie bildet, in der die Projektpartner jeweils ihre Teilergebnisse vorstellen.

Autor*innen
  • M. Sc. Jonas Kallisch (Hochschule Emden/Leer, Fachbereich Technik)
  • B. Eng. Marvin Voß (Hochschule Hannover, Fakultät 1: Elektro- und Informationstechnik)
  • M. Eng. Maxim Runge (Hochschule Hannover, Fakultät 1: Elektro- und Informationstechnik)
  • Prof. Dr.-Ing. Christoph Wunck (Hochschule Emden/Leer, Fachbereich Technik, OFFIS Institut für Informatik, FuE-Bereich Produktion)
  • Prof. Dr.-Ing. Karl-Heinz Niemann (Hochschule Hannover, Fakultät 1: Elektro- und Informationstechnik)
Veröffentlichung
Diese Veröffentlichung entstand im Rahmen der ZDIN Förderung durch das Ministerium für Wissenschaft und Kultur.
Bridging the Data Borders – Connecting Supply-Chain Shop-Floors

This paper investigates the state of the data exchange in supply chains. It describes the concerns that prevent supply chain members from sharing their data and shows the incentives that intercompany ...

This paper investigates the state of the data exchange in supply chains. It describes the concerns that prevent supply chain members from sharing their data and shows the incentives that intercompany data exchange yields. After describing the benefits of cross-company data exchange, the paper discusses a suggested architecture for information exchange in supply chains, without sharing the data themselves. Finally, the paper describes how such an architecture should be secured according to the state of security in manufacturing systems.

Autor*innen
  • M. Sc. Jonas Kallisch (Hochschule Emden/Leer, Fachbereich Technik)
  • Prof. Dr.-Ing. Karl-Heinz Niemann (Hochschule Hannover, Fakultät 1: Elektro- und Informationstechnik)
  • Prof. Dr.-Ing. Christoph Wunck (Hochschule Emden/Leer, Fachbereich Technik, OFFIS Institut für Informatik, FuE-Bereich Produktion)
Veröffentlichung
  • Im Rahmen des Buches/Journals bzw. Konferenz: Sensorik und Automation: Schriften des Forschungsinstituts ISA 2024. Angewandte Forschung für die Welt von morgen. Schriftenreihe der Hochschule Hannover (Band 4)
  • Datum: 17.12.2024 - 17.12.2024
  • Link zur Veröffentlichung
Diese Veröffentlichung entstand im Rahmen der ZDIN Förderung durch das Ministerium für Wissenschaft und Kultur.
IT-Security Risk Based Approach for Secure Operation of Distributed Data Platforms in Supply Chains

This research paper examines the topic of secure data exchange in a supply chain within the manufacturing sector. The objective is the development of a data platform that optimizes operational efficie ...

This research paper examines the topic of secure data exchange in a supply chain within the manufacturing sector. The objective is the development of a data platform that optimizes operational efficiency and promotes cross-company collaboration. To achieve this, helpful tools are utilized and suitable standards are followed to create a secure system. Security measures are determined by conducting a risk analysis to identify, evaluate, and compensate for potential threats. Furthermore, the utilization of non-transparent federated learning models in combination with a method of security design of components contributes to the information sovereignty of data owners. In conclusion, secure data sharing practices play a pivotal role in supporting collaboration and operational effectiveness in the manufacturing industry.

Autor*innen
  • M. Sc. Jonas Kallisch (Hochschule Emden/Leer, Fachbereich Technik)
  • B. Eng. Marvin Voß (Hochschule Hannover, Fakultät 1: Elektro- und Informationstechnik)
  • M. Eng. Maxim Runge (Hochschule Hannover, Fakultät 1: Elektro- und Informationstechnik)
  • Tobias Theus
  • Prof. Dr.-Ing. Karl-Heinz Niemann (Hochschule Hannover, Fakultät 1: Elektro- und Informationstechnik)
  • Prof. Dr.-Ing. Christoph Wunck (Hochschule Emden/Leer, Fachbereich Technik, OFFIS Institut für Informatik, FuE-Bereich Produktion)
Veröffentlichung
  • Im Rahmen des Buches/Journals bzw. Konferenz: IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management IEEM, 2024, Bangkok Thailand, 15.-18.12.2024
  • Datum: 15.12.2024 - 18.12.2024
  • Link zur Veröffentlichung
Diese Veröffentlichung entstand im Rahmen der ZDIN Förderung durch das Ministerium für Wissenschaft und Kultur.

Wissenschaftliche Vorträge

IT-Security Risk Based Approach for Secure Operation of Distributed Data Platforms in Supply Chains
Referent*innen
  • B. Eng. Marvin Voß (Hochschule Hannover, Fakultät 1: Elektro- und Informationstechnik)
  • M. Sc. Jonas Kallisch (Hochschule Emden/Leer, Fachbereich Technik)
  • M. Eng. Maxim Runge (Hochschule Hannover, Fakultät 1: Elektro- und Informationstechnik)
  • Prof. Dr.-Ing. Karl-Heinz Niemann (Hochschule Hannover, Fakultät 1: Elektro- und Informationstechnik)
  • Prof. Dr.-Ing. Christoph Wunck (Hochschule Emden/Leer, Fachbereich Technik, OFFIS Institut für Informatik, FuE-Bereich Produktion)
Vortrag
  • Im Rahmen der Veranstaltung: IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management IEEM, 2024.
  • Datum: 15.12.2024
Organisation der IT-Sicherheit in der Produktion – In 10 Schritten zur sicheren Produktionsanlage
Referent*innen
  • Prof. Dr.-Ing. Karl-Heinz Niemann (Hochschule Hannover, Fakultät 1: Elektro- und Informationstechnik)
Vortrag
  • Im Rahmen der Veranstaltung: Vortrag für den Fachverband Electrical Winding & Insulation Systems im ZVEI e. V. Frankfurt/Main
  • Datum: 07.10.2024
The OT Security Standard IEC 62443 A deeper view for plant operators and system integrators
Referent*innen
  • Prof. Dr.-Ing. Karl-Heinz Niemann (Hochschule Hannover, Fakultät 1: Elektro- und Informationstechnik)
Vortrag
  • Im Rahmen der Veranstaltung: MESA Smart Manufacturing Now! Conference. Virtual Event 23.-26. Sept. 2024
  • Datum: 24.09.2024

Technologiedemonstratoren

Ein Messschieber liegt auf Bauplänen
Technische Zeichnungen sind in Maschinenbauunternehmen noch weit verbreitet, um Maße und Form- und Lagetoleranzen von Bauteilen und Baugruppen zu kommunizieren. Sie werden auch benutzt, um diese Informationen über Unternehmensgrenzen hinaus zu übermitteln. 
Drei Männer sind an einem Tisch auf dem eine Graviermaschine steht
Der Demonstrator veranschaulicht den Austausch von Daten in industriellen Lieferketten. Es werden in drei Arbeitsstationen mitgebrachte "klassische" Papier Visitenkarten digitalisiert. Der Besucher erhält eine mittels Gravierprozess personalisierte NFC-Visitenkarte. 
Nahaufnahme eines Roboterarms
Ein industrieller Roboterarm mit einem Tablet-Display fungiert als physikalische Präsenz eines Online-Teilnehmers an einer Präsenzsitzung. Der Demonstrator führt die IT/OT-Integration vor, die mit einer ganzheitlichen, modellbasierten Entwicklungsmethodik möglich ist. Die Integration umspannt einen heterogenen Technologiestack.

Assoziierte Partner

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