Zusammenfassung
Kapitel 2 erläutert relevante technische und theoretische Grundlagen zur Entwicklung cyber-physischer Produktionssysteme für die energieeffiziente Komponentenproduktion. Abschnitt 2.1 ordnet zunächst die Komponentenproduktion in den Prozess der Automobilproduktion ein und beschreibt wesentliche Randbedingungen. Abschnitt 2.2 stellt aktuell in Planung und Betrieb genutzte Softwaresysteme vor.
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Literaturverzeichnis
Abele, E., Dervisopoulos, M. & Kuhrke, B. (2009). Bedeutung und Anwendung von Lebenszyklusanalysen bei Werkzeugmaschinen. In S. Schweiger (Hg.), Lebenszykluskosten optimieren: Paradigmenwechsel für Anbieter und Nutzer von Investitionsgütern (1. Aufl.). GABLER.
Arbeitsgemeinschaft der Industrie- und Handelskammern Rheinland-Pfalz und dem Saarland (Hg.). (2007). Energieeffizienz in produzierenden Unternehmen: Hemmnisse, Erfolgsfaktoren, Instrumente. Eine Unternehmensbefragung über Energieeffizienz in produzierenden Unternehmen in Rheinland-Pfalz und dem Saarland. Koblenz.
Bauernhansl, T. (2014). Die Vierte Industrielle Revolution: Der Weg in ein wertschaffendes Produktionsparadigma. In T. Bauernhansl, M. ten Hompel & B. Vogel-Heuser (Hg.), Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik: Anwendung, Technologien, Migration (S. 5–35). Springer Vieweg.
Bauernhansl, T. (2016). Weckruf für Unternehmen: Warum wir ein einheitliches Verständnis für Industrie 4.0 brauchen. ZWF Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb, 111(7-8), 453–457. https://doi.org/10.3139/104.111553
Becker, T. & Bähr, R. (2014). Energie- und Ressourceneffizienz in der Zylinderkopffertigung. Magdeburg, Univ., Fak. für Maschinenbau, Diss., 2013. AutoUni-Schriftenreihe: Bd. 56. Logos-Verl. Berlin.
Bellgran, M. & Säfsten, K. (2010). Production Development: Design and Operation of Production Systems. Springer-Verlag London. https://doi.org/10.1007/978-1-84882-495-9
Bettenhausen, K. & Kowalewski, S. (2013). Cyber-Physical Systems: Chancen und Nutzen aus Sicht der Automation. Düsseldorf.
Blesl, M. & Kessler, A. (2013). Energieeffizienz in der Industrie. Springer Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-36514-0
Bornschlegl, M., Kreitlein, S., Bregulla, M. & Franke, J. (2015). A Method for Forecasting the Running Costs of Manufacturing Technologies in Automotive Production during the Early Planning Phase. Procedia CIRP, 26, 412–417. https://doi.org/10.1016/j.procir.2014.07.103
Bracht, U., Geckler, D. & Wenzel, S. (2018). Digitale Fabrik: Methoden und Praxisbeispiele (2. Aufl.). VDI-Buch. Springer Vieweg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-55783-9
Bracht, U. & Masurat, T. (2005). The Digital Factory between vision and reality. Computers in Industry, 56(4), 325–333. https://doi.org/10.1016/j.compind.2005.01.008
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. (2017). Beziehungen zwischen I4.0-Komponenten – Verbundkomponenten und intelligente Produktion: Fortentwicklung des Referenzmodells für die Industrie 4.0–Komponente SG Modelle und Standards. Berlin.
Bunse, K., Sachs, J. & Vodicka, M. (2010). Evaluating Energy Efficiency Improvements in Manufacturing Processes. In B. Vallespir & Author (Hg.), IFIP Advances in Information and Communication Technology: Bd. 338. Advances in Production Management Systems. New Challenges, New Approaches: IFIP WG 5.7 International Conference, APMS 2009, Bordeaux, France, September 21–23, 2009, Revised Selected Papers. IFIP International Federation for Information Processing.
Bunse, K., Vodicka, M., Schönsleben, P., Brülhart, M. & Ernst, F. O. (2011). Integrating energy efficiency performance in production management – gap analysis between industrial needs and scientific literature. Journal of Cleaner Production, 19(6-7), 667–679. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2010.11.011
Cantner, U., Hanusch, H. & Krüger, J. (2007). Produktivitäts- und Effizienzanalyse: Der nichtparametrische Ansatz. Springer-Lehrbuch. Springer-Verlag. https://dx.doi.org/https://doi.org/10.1007/978-3-540-70794-3
Dehning, P., Herrmann, C. & Reinhart, G. Steigerung der Energieeffizienz von Fabriken der Automobilproduktion. Dissertation. AutoUni – Schriftenreihe: Band 104 [XIII, 143 Seiten].
Diekmann, J., Eichhammer, W., Neubert, A., Rieke, H., Schlomann, B. & Ziesing, H.-J. (1999). Energie-Effizienz-Indikatoren: Statistische Grundlagen, theoretische Fundierung und Orientierungsbasis für die politische Praxis. Umwelt und Ökonomie: Bd. 32. Physica-Verlag HD. https://doi.org/10.1007/978-3-662-11675-3
Dietl, H., Royer, S. & Stratmann, U. (2009). Wertschöpfungsorganisation und Differenzierungsdilemma in der Automobilindustrie. Schmalenbachs Zeitschrift für betriebswirtschaftliche Forschung, 61(4), 439–462. https://doi.org/10.1007/BF03373661
DIN Deutsches Institut für Normung e. V. (2011). Energiemanagementsysteme – Anforderungen mit Anleitung zur Anwendung. (DIN EN ISO, 50001). Berlin. Beuth Verlag GmbH.
DIN Deutsches Institut für Normung e. V. (2014). Integration von Unternehmensführungs- und Leitsystemen – Teil 1: Modelle und Terminologie. (DIN EN, 62264-1). Berlin. Beuth Verlag GmbH. https://nolis.wob.vw.vwg:15233/show/?id=994640&key=cbdmP4iv1DCuzo3ely0
DIN Deutsches Institut für Normung e. V. (2015). Datenaustauschformat für Planungsdaten industrieller Automatisierungssysteme – Automation markup language – Teil 1: Architektur und allgemeine Festlegungen. (DIN EN, 62714-1). Berlin. Beuth Verlag GmbH.
DIN Deutsches Institut für Normung e. V. (2016). Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI4.0). (DIN SPEC, 91345). Berlin. Beuth Verlag. https://secure.beuth.de/cmd%3Bjsessionid=3O67ZOCNTFPFYJOWGZCCVT3D.4?workflowname=instantdownload&customerid=239896&docname=2436156&contextid=eeas&servicerefname=eeas&LoginName=ubbs
Dyckhoff, H. & Spengler, T. S. (Hg.). (2010). Springer-Lehrbuch. Produktionswirtschaft: Eine Einführung (3. Aufl.). Springer. https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2F978-3-642-13684-9.pdf
Eigner, M., Roubanov, D. & Zafirov, R. (Hg.). (2014). Modellbasierte virtuelle Produktentwicklung. Springer Vieweg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-43816-9_12
Engelmann, J. (2008). Methoden und Werkzeuge zur Planung und Gestaltung energieeffizienter Fabriken. Dissertation. Wissenschaftliche Schriftenreihe des Instituts für Betriebswirtschaft und Fabriksysteme: Bd. 71.
EUROMAP – European Plastics and Rubber Machinery (Hg.). (2018). EUROMAP 83: OPC UA interfaces for plastics and rubber machinery – General Type definitions. Frankfurt am Main. https://www.euromap.org/files/EUROMAP83_Release_1.00.pdf?download=1
FIR e. V. an der RWTH Aachen (2016). So setzen Sie Industrie 4.0 um!: Der Industrie-4.0-Maturity-Index der acatech dient der Standortbestimmung und Weiterentwicklung der Unternehmen. Unternehmen der Zukunft – Zeitschrift für Betriebsorganisation und Unternehmensentwicklung (2/2016), 32–39.
Geilhausen, M., Bränzel, J., Engelmann, D. & Schulze, O. (2015). Energiemanagement: Für Fachkräfte, Beauftragte und Manager. SpringerLink : Bücher. Springer Vieweg. https://static-content.springer.com/pdf/bfm%3A978-3-658-02834-3%2F1.pdf?token=1482243155765--3f3b2cbdd0cbc2b91f791549e365267b626593c1fe1922aa6ee9da97ce582cdb0a39e9a3305dc6a68f962d32270b1b947f886ab5398b5ca3121d1995198fc475 https://doi.org/10.1007/978-3-658-02834-3
Geisberger, E. & Broy, M. (2012). Integrierte Forschungsagenda Cyber-Physical Systems: agendaCPS. München.
Gilchrist, A. (2016). Industry 4.0: The industrial internet of things. Apress; Distributed by Springer Science+Business Media New York. https://doi.org/10.1007/978-1-4842-2047-4
Grimm, B. (2016). AutomationML in den Engineeringprozess einführen: Herausforderungen und Herangehensweise. atp edition, 58, 42. https://doi.org/10.17560/atp.v58i05.566
Hedtstück, U. (2013). Simulation diskreter Prozesse: Methoden und Anwendungen. eXamen.press. Springer Vieweg.
Herrmann, C. (2010). Ganzheitliches Life Cycle Management: Nachhaltigkeit und Lebenszyklusorientierung in Unternehmen. VDI-Buch. Springer Berlin Heidelberg; Springer. https://static-content.springer.com/pdf/bfm%3A978-3-642-01421-5%2F1.pdf?token=1479829881333--9f25c0b8d556a4c35093731d4aec54c17b339fb73812fff7ddbd3bbe06b2fbe8b333c271fb8467a95ca5bfdf4e9d25bcd431ea9ebf48623f9ce3605c682bd28b https://doi.org/10.1007/978-3-642-01421-5
Himmler, F. & Amberg, M. (2013). Die Digitale Fabrik – eine Literaturanalyse. Wirtschaftsinformatik Proceedings 2013. https://aisel.aisnet.org/wi2013/11
Huber, W. (2016). Industrie 4.0 in der Automobilproduktion: Ein Praxisbuch. SpringerLink : Bücher. Springer Vieweg.
ISO (2017a). Industrial automation systems and integration – JT file format specification for 3D visualization. (ISO, 14306). Genf. ISO.
ISO (2017b). Machine tools – Environmental evaluation of machine tools – Part 1: Design methodology for energy-efficient machine tools. (ISO, 14955-1).
Kerber, S. (2016). Prozessgestaltung zum Einsatz digitaler Fabrikgesamtmodelle. Dissertation. AutoUni – Schriftenreihe: Bd. 86 [1 Online-Ressource (XXI, 224 Seiten)]. Springer Fachmedien Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-14110-3
Kletti, J. (2015). MES – Manufacturing Execution System: Moderne Informationstechnologie unterstützt die Wertschöpfung (2. Aufl.). SpringerLink. Springer Berlin Heidelberg.
Kropik, M. (2009). Produktionsleitsysteme in der Automobilfertigung. VDI-Buch. Springer Berlin Heidelberg; Springer-Verlag Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-540-88991-5
Landherr, M., Neumann, M., Volkmann, J. & Constantinescu, C. (2013). Digitale Fabrik. In E. Westkämper, D. Spath & C. Constantinescu (Hg.), Digitale Produktion. Springer Berlin Heidelberg.
Lee, E. A. (2008). Cyber Physical Systems: Design Challenges. In 2008 11th IEEE International Symposium on Object and Component-Oriented Real-Time Distributed Computing, Orlando, FL, USA. https://www2.eecs.berkeley.edu/Pubs/TechRpts/2008/EECS-2008-8.pd
Lentes, J. (2013). Production-in-the-Loop. In E. Westkämper, D. Spath & C. Constantinescu (Hg.), Digitale Produktion. Springer Berlin Heidelberg.
Lerch, R. (2016). Elektrische Messtechnik: Analoge, digitale und computergestützte Verfahren (7., aktualisierte Auflage). Springer Vieweg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-46941-5
Masak, D. (2007). SOA? Serviceorientierung in Business und Software. Xpert.press. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-540-71872-7
Müller, E., Engelmann, J., Löffler, T. & Strauch, J. (2009). Energieeffiziente Fabriken planen und betreiben. Springer Berlin Heidelberg; Springer. https://static-content-ssl.springer.com/pdf/bfm%3A978-3-540-89644-9%2F1.pdf?token=1462364938803--10dde84c2ba20dba1582ec6cf80bd8568259a3812b89df922a50fab3a9f7ae3dbf2605911e51b31192aaa9910a9a2bde36623357178a8ca78765841e70430ac https://doi.org/10.1007/978-3-540-89644-9
Neugebauer, R., Wertheim, R., Hochmuth, C., Schmidt, G. & Dix, M. (2010). Modelling of Energy and Resource-Efficient Machining. In T. Aoyama & Y. Takeuchi (Hg.), Proceedings of the 4th CIRP International Conference on High Performance Cutting: 4th CIRP HPC 2010 ; 24–26 October 2010, Nagaragawa Convention Center, Gifu, Japan (S. 295–300). Faculty of Science and Technology.
OMAC – The Organization for Machine Automation and Control. (2008). Proposed Updates To PackSpec To Enhance PackML Requirements. https://omac.org/wp-content/uploads/2015/12/PackSpecUpdate-PACKEXPOEast-2015.pdf
Patterson, M. G. (1996). What is energy efficiency? Concepts, indicators and methodological issues. Energy Policy, 24(5), 377–390.
Posselt, G. (2016). Towards Energy Transparent Factories (1. Aufl.). Sustainable production, Life cycle engineering and management. Springer-Verlag. https://doi.org/10.1007/978-3-319-20869-5
Regel, J. (2012). Klassifizierung und Aufbau von Werkzeugmaschinen. In R. Neugebauer (Hg.), VDI-Buch. Werkzeugmaschinen: Aufbau, Funktion und Anwendung von spanenden und abtragenden Werkzeugmaschinen (S. 15–28). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-30078-3_2
Rockwell Automation (Hg.). (2011). Converged Plantwide Ethernet (CPwE) Design and Implementation Guide. https://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/td/enet-td001_-en-p.pdf
Schillig, R., Stock, T. & Müller, E. (2013). Energiewertstromanalyse: Eine Methode zur Optimierung von Wertströmen in Bezug auf den Zeit- und den Energieeinsatz. Zeitschr. f. wirtsch. Fabrikbetrieb, 108(1-2), 20–26. https://www.hanser-elibrary.com/doi/pdf/10.3139/104.110885
Siemens PLM Software (Hg.). (2011). Open product lifecycle data sharing using XML. White Paper. https://www.plm.automation.siemens.com/de_de/Images/Siemens-PLM-Open-Product-Lifecycle-Data-Sharing-Using-XML-wp_tcm73-11521.pdf
Sindermann, S. (2014). Schnittstellen und Datenaustauschformate. In M. Eigner, D. Roubanov & R. Zafirov (Hg.), Modellbasierte virtuelle Produktentwicklung (S. 327–347). Springer Vieweg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-43816-9_14
Strategy& (Hg.). (2015). Industrie 4.0: Chancen und Herausforderungen der vierten industriellen Revolution. https://www.strategyand.pwc.com/de/de/studien/industrie-4-0.pdf
Tanaka, K. (2008). Assessing Measures of energy efficiency performance and their application in industry. In International Energy Agency (Hg.), Deploying renewables: Principles for effective policies; in support of the G8 plan of action (S. 15–198). IEA Publ. https://doi.org/10.1787/9789264042216-1-en
Tantik, E. & Anderl, R. (2017). Integrated Data Model and Structure for the Asset Administration Shell in Industrie 4.0. Procedia CIRP, 60, 86–91. https://doi.org/10.1016/j.procir.2017.01.048
Thiede, S. (2012). Energy efficiency in manufacturing systems. Zugl.: Braunschweig, Techn. Univ., Diss., 2011. Sustainable production, Life cycle engineering and management. Springer.
Thiede, S., Juraschek, M. & Herrmann, C. (2016). Implementing Cyber-physical Production Systems in Learning Factories. Procedia CIRP, 54, 7–12. https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.04.098
VDI/VDE-Gesellschaft für Mess- und Automatisierungstechnik (Hg.). Cyber-Physical Systems: Chancen und Nutzen aus Sicht der Automation. Düsseldorf. https://www.vdi.de/uploads/media/Stellungnahme_Cyber-Physical_Systems.pdf
VDI/VDE-Gesellschaft für Mess- und Automatisierungstechnik (Hg.). (2015). Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI4.0). Düsseldorf. https://www.zvei.org/fileadmin/user_upload/Themen/Industrie_4.0/Das_Referenzarchitekturmodell_RAMI_4.0_und_die_Industrie_4.0-Komponente/pdf/Statusreport-Referenzmodelle-2015-v10.pdf
Verband der Automobilindustrie e. V. (Hg.). (2016). Anforderungen und Konzepte für die zukünftige Architektur von Softwaresystemen der Digitalen Fabrik.
Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e. V. (VDMA) (2015-03). Measurement instruction to determine the energy- and resource demand of machine tools for mass production. (VDMA, 34179). Berlin. Beuth Verlag.
Verein Deutscher Ingenieure e. V. (2005). Beschaffung, Betrieb und Instandhaltung von Produktionsmitteln unter Anwendung von Life Cycle Costing (LCC). (VDI, 2884).
Verein Deutscher Ingenieure e. V. (2008). Digitale Fabrik – Blatt 1: Grundlagen. (VDI, 4499).
Verein Deutscher Ingenieure e. V. (2014). Simulation von Logistik-, Materialflussund Produktionssystemen. (VDI, 3633).
Verein Deutscher Ingenieure e. V. (2016a). Fabrikplanung – Blatt 2: Morphologisches Modell der Fabrik zur Zielfestlegung in der Fabrikplanung. (VDI, 5200).
Verein Deutscher Ingenieure e. V. (2016b). Fertigungsmanagementsysteme – Blatt 1. (VDI, 5600). https://nolis.wob.vw.vwg:15233/show/?id=1067594&key=cbdmP1iU1DfGIh1LxR0
Vogel-Heuser, B., Bauernhansl, T. & Hompel, M. ten (Hg.). (2016). VDI Reference. Handbuch Industrie 4.0: Produktion, Automatisierung und Logistik (2. Aufl.). Springer Berlin.
Vogel-Heuser, B., Kegel, G. & Wucherer, K. (2013). Global Information Architecture for Industrial Automation. atp edition, 51(01), 108–115.
Volkswagen Aktiengesellschaft (Hg.). (2017a). Umwelterklärung 2017: Standort Salzgitter. https://www.emas.de/fileadmin/user_upload/umwelterklaerungen/reg/DE-111-00014_VWAG_Salzgitter.pdf
Volkswagen Aktiengesellschaft (Hg.). (2017b). Umwelterklärung 2017: Standtort Wolfsburg. https://www.emas.de/fileadmin/user_upload/umwelterklaerungen/reg/DE-151-00007_VWAG_Wolfsburg.pdf
Wagner, C., Grothoff, J., Epple, U., Drath, R., Malakuti, S., Grüner, S. & Hoffmeiser, M. (2017). The role of the Industry 4.0 Asset Administration Shell and the Digital Twin during the life cycle of a plant. In 2017 22nd IEEE International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation: September 12–15, 2017, Limassol, Cyprus. IEEE.
Weber, C., Wieland, M. & Reimann, P. (2018). Konzepte zur Datenverarbeitung in Referenzarchitekturen für Industrie 4.0. Datenbank-Spektrum, 275(Supplement C), 314. https://doi.org/10.1007/s13222-018-0275-z
Weck, M. (2013). Begriffe im Werkzeugmaschinenbau. In M. Weck & C. Brecher (Hg.), VDI-Buch: / Manfred Weck; Christian Brecher;. Maschinenarten und Anwendungsbereiche (6. Aufl., S. 15–23). Springer Vieweg. https://doi.org/10.1007/978-3-540-28085-9_2
Weidemann, D. & Drath, R. (2010). Einleitung. In R. Drath (Hg.), VDI-Buch. Datenaustausch in der Anlagenplanung mit AutomationML: Integration von CAEX, PLCopen XML und COLLADA (S. 1–44). Springer.
Wenzel, S., Jessen, U. & Bernhard, J. (2005). Classifications and conventions structure the handling of models within the Digital Factory. Computers in Industry, 56(4), 334–346. https://doi.org/10.1016/j.compind.2005.01.006
Westkämper, E. & Decker, M. (2006). Einführung in die Organisation der Produktion. Springer-Lehrbuch. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/3-540-30764-8
Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik WGP e. V. (Hg.). (2016). WGP-Standpunkt Industrie 4.0. https://www.ipa.fraunhofer.de/content/dam/ipa/de/documents/Presse/Presseinformationen/2016/Juni/WGP_Standpunkt_Industrie_40.pdf
Zäpfel, G. (2001). Grundzüge des Produktions- und Logistikmanagement (2. Aufl.). Internationale Standardlehrbücher der Wirtschafts- und Sozialwissenschaften. Oldenbourg.
Zein, A. (2012). Transition Towards Energy Efficient Machine Tools. Sustainable production, Life cycle engineering and management. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-32247-1
Zezulka, F., Marcon, P., Vesely, I. & Sajdl, O. (2016). Industry 4.0 – An Introduction in the phenomenon. IFAC-PapersOnLine, 49(25), 8–12. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2016.12.002
ZVEI – Zentralverband Elektrotechnik und Elektronikindustrie e. V. (Hg.). (2016). Welche Kriterien müssen Industrie-4.0-Produkte erfüllen? Leitfaden. Frankfurt am Main. https://www.zvei.org/fileadmin/user_upload/Presse_und_Medien/Publikationen/2016/November/Welche_Kriterien_muessen_Industrie-4.0-Produkte_erfuellen_/ZVEI-LF_Welche_Kriterien_muessen_I_4.0_Produkte_erfuellen_17.03.17.pdf
ZVEI – Zentralverband Elektrotechnik und Elektronikindustrie e. V. (Hg.). (2018). Kommunikation im Industrie 4.0 Umfeld: Welchen Herausforderungen hat sich die industrielle Kommunikation im Kontext von Digitalisierung und Industrie 4.0 zu stellen? Frankfurt am Main. https://www.zvei.org/fileadmin/user_upload/Presse_und_Medien/Publikationen/2018/April/Kommunikation_im_Industrie-4.0-Umfeld/Kommunikation_im_Industrie-4.0-Umfeld_Download-Neu.pdf
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Labbus, I. (2021). Planung und Betrieb energieeffizienter Komponentenproduktionen. In: Cyber-physische Produktionssysteme für die energieeffiziente Komponentenproduktion. AutoUni – Schriftenreihe, vol 152. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-32828-3_2
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