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Förderlicher Entwurf cyber-physischer Produktionssysteme

  • 2024
  • OriginalPaper
  • Chapter
Published in:
Authors
Leon Urbas
Florian Pelzer
Sebastian Lorenz
Thomas Herlitzius
Published in
Handbuch Industrie 4.0
Publisher
Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Durch Automatisierungs- und Modularisierungsstrategien steigern Cyber-Physische Produktionssysteme, Effektivität, Effizienz sowie Flexibilität und Adaptivität in der Produktion. Eine erhöhte Komplexität der Systeme ist die Folge. Aufgrund dieser Komplexitätssteigerung, sich häufig wandelnden Prozess- und Systemeigenschaften sowie einer zunehmenden Intransparenz der hochautomatisierten (Teil-)Systeme, reichen die aktuellen Kompetenzen der Operateure nicht mehr aus. Dennoch müssen sie in der Lage sein, kritische Situationen, in Kooperation mit dem technischen System erfolgreich zu bewältigen. Um diese Kooperation zu ermöglichen, ist ein förderliches Systemdesign notwendig, das auf den Menschen und seine Kompetenzen zugeschnitten ist. Ein solches Conducive Design verfolgt das Ziel, Operateure zu befähigen, angemessene Einschätzungen und Handlungen zu generieren und nahtlos in das CPPS einzufügen.
Dieser Artikel widmet sich der Analyse von Herausforderungen und Möglichkeiten der Berücksichtigung der Wirkungsweise einer Mensch-Maschine-Kooperation bei der Entwicklung und im Einsatz von CPPS in der Landwirtschaft und der Prozessindustrie. Dazu werden im ersten Abschnitt die Rolle von Modularisierungs- und Automatisierungsstrategien in diesen Domänen vergleichend beschrieben. Im zweiten Abschnitt werden Eigenschaften von CPPS, Anforderungen an modulare Plattformen sowie die Rolle des Menschen in diesen Systemen erläutert. Die Betrachtung der unterschiedlichen Ausprägungen dieser Strategien wird im dritten Abschnitt zeigen, dass Conducive Design unabhängig davon ein notwendiger Faktor für das Lösen der Herausforderungen ist. Im vierten Abschnitt werden daraus Konsequenzen für die Gestaltung der Mensch-Maschine-Interaktion abgeleitet. Abschließend werden die Ergebnisse zusammengefasst und die Anforderungen an das Conducive Design von CPPS hervorgehoben.
Gegenstand sind die Forschungsaktivitäten im Graduiertenkolleg 2323 Conducive Design of CPPS der Technischen Universität Dresden.

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Title
Förderlicher Entwurf cyber-physischer Produktionssysteme
Authors
Leon Urbas
Florian Pelzer
Sebastian Lorenz
Thomas Herlitzius
Copyright Year
2024
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Book
Handbuch Industrie 4.0

Print ISBN: 978-3-662-58527-6

Electronic ISBN: 978-3-662-58528-3

Copyright Year: 2024

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-58528-3_132
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