Unsere Forschung

Forschung

Beitrag für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft

In unserem Vorgehen fokussieren wir uns auf die aktuellsten Methoden und Technologien aus den Forschungsbereichen Industrie 4.0, Machine Learning und Data Mining und wollen diese bündeln und auf den Kontext der regionalen Produktion übertragen. Das Ziel ist es einen durchgängig digitalisierten Wertschöpfungsprozess zu etablieren, welcher die Produktentwicklung durch eine globale Online-Community, die Fertigung durch lokale Produzenten und die Individualisierung durch den Kunden hoch effizient integriert, um Anbahnungs- und Abstimmungskosten entlang der Wertkette zu minimieren.

Dr.-Ing. Pascal Krenz leitet dabei das Forschungskonsortium der verschiedenen Partner aus Hamburg. Er untersucht mit einem interdisziplinären Team am Laboratorium Fertigungstechnik Ansätze zur Digitalisierung der Produktion in urbanen Wertschöpfungsnetzwerken. Der Schwerpunkt liegt auf der Erforschung von selbstlernenden Systemen zur Planung und Steuerung von Produktionsprozessen in dezentral organisierten, dynamischen Produktionsverbünden. Der Verein HITeC (Hamburger Informatik Technologie Center) berät im Zuge der Technologiebewertung und -entwicklung im Bereich Machine Learning und künstliche Intelligenz. Die UNITY AG unterstützt im Rahmen der Strategie- und Geschäftsmodellentwicklung sowie der Realisierung und Implementierung des Entwicklung- und Planungssystem in lokalen Netzwerken.

Timeline Publikationen

Wir fokussieren uns auf folgende Themen und machen diese nutzbar.

November 2021
CARV – Aalborg, Dänemark
The phenomenon of local manufacturing:
An attempt at a differentiation of Distributed, Re-Distributed and Urban Manufacturing.
Towards Sustainable Customization: Bridging Smart Products and Manufacturing Systems. CARV MCPC 2021 2021. Lecture Notes

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Mai 2022
CPSL – Vancouver, Kanada
Cross-Company Routing Planning:
Determining Value Chains In A Dynamic Production Network Through A Decentralized Approach

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Mai 2022
CPSL – Vancouver, Kanada
Towards Smaller Value Creation Cycles:
Key Factors And Their Interdependencies For Local Manufacturing

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CARV / MCPC 2021

Mit unserem Beitrag zur CARV 2021 hoffen wir das grundsätzliche Verständnis zur Beschreibung des Phänomens der lokalen Produktion verbessert zu haben. Grundlage war eine Literaturrecherche zum Themenfeld der Lokalen Produktion, eine umfangreiche Liste der verwendeten Literatur können sie ebenfalls herunterladen (DOI: https://www.doi.org/10.17632/h74xrvc9z3.2 ). Der Beitrag zur CARV wurde im Rahmen eines Tagungsbandes beim Verlag Springer International Publishing publiziert. Eine Download der Veröffentlichung ist daher nur über den Verleger möglich.
Über CARV / MCPC 2021
Die 10th World Mass Customization and Personalization Konferenz (MCPC2021) fand dieses Jahr zeitgleich mit der 8th Changeable, Agile, Reconfigurable and Virtual Production Conference (CARV2021) in Aalborg Dänemark statt.
„The phenomenon of local manufacturing: An attempt at a differentiation of Distributed, Re-Distributed and Urban Manufacturing“
Abstract. The unpredictable occurrences of a pandemic and trade conflicts have recently demonstrated the fragility of global, industrial value chains. Local value creation structures have the potential to mitigate these issues by increasing resilience and meeting present ecological, economic and social challenges. However, the idea of localizing manufacturing encompasses various concepts of value creation that are often used without clearly differentiating them. This paper presents a meta-synthesis which evaluates study results on the topic of local manufactur- ing aiming to outline Distributed Manufacturing (DM), Re-Distributed Manufacturing (RDM) and Urban Manufacturing (UM).
Autoren:

Pascal
Krenz

Dominik
Saubke

Lisa
Stoltenberg

Julia
Markert

Tobias
Redlich

Key attributes are identified and used to characterize the concepts, also highlighting overlaps and differences be- tween them. This allows for a better understanding of local manufacturing and consolidates multiple descriptions of these concepts, thus enabling a more universal and unambiguous communication when referring to DM, RDM or UM. Keywords: Local Manufacturing, Distributed Manufacturing, Re-Distributed Manufacturing, Urban Manufacturing, Urban Production, Sustainability
Keywords: Local Manufacturing, Distributed Manufacturing, Re-Distributed Manufacturing, Urban Manufacturing, Urban Production, Sustainability

CPSL 2022 - Erster Beitrag

Mit diesem Beitrag zur CPSL 2022 hoffen wir einen Beitrag zum Verständnis und den Möglichkeiten des Einsatzes von künstlicher Intelligenz im Kontext der dezentralen Planung und Zusammensetzung von Wertketten leisten. Mit KI konnte in vielen Bereich bereits ein Effizienz-Sprung vollzogen werde. Welche Möglichkeiten im speziellen das „AI-Planning“ bei der Gestaltung von lokalen Produktionsstrukuren haben könnte, wird in diesem Artikel behandelt und konkrete Lösungs- und Implementierungsoptionen vorgestellt.
Über CPSL 2022
CONFERENCE ON PRODUCTION SYSTEMS AND LOGISTICS (CPSL) Ziel der Conference ist es, den Austausch über aktuelle Themen und Erkenntnisse zu Produktionssystemen und Logistik zu fördern und ein innovatives Umfeld für die Generierung von wissenschaftlichen Ideen zu schaffen. Zu diesem Zweck arbeitet die CPSL mit renommierten Forschungseinrichtungen, Verlagen und wissenschaftlichen Gesellschaften zusammen. Führende wissenschaftliche Experten werden eingeladen, ihre Forschungsergebnisse und Studien nach einem umfassenden Begutachtungsverfahren zu präsentieren und mit anderen Teilnehmern zu diskutieren. Die anschließende Verbreitung der begutachteten Papiere bietet einen breiten Rahmen und Unterstützung für die künftige Forschung. Die CPSL tagt im Jahr 2022 auf dem Campus der University of British Colombia (UBC) in Vancouver, Kanada.
„Cross-Company Routing Planning: Determining Value Chains In A Dynamic Production Network Through A Decentralized Approach“
Abstract. Demand-based, local production will gain relevance in the context of sustainability and circular economy. One way to implement local value creation is through establishing highly dynamic networks that consolidate the competencies of regional manufacturers. Consequently, the structure of the value chains needs to be determined ad hoc dependent on demand. This is a rather challenging task due to the dynamics within such networks and the flat hierarchies. Traditionally, value chains are defined and controlled in a centralized form by a lead firm or a separate stakeholder (e.g. Intermediary, Broker). However, to accommodate the dynamics of demand and the increasing complexity of products, we propose a decentralized form of coordination. The basic idea is to upscale Routing Planning, used in Process Planning, to a network level. Meaning instead of a centralized instance within a company defining the production steps, the stakeholders will collaboratively determine the cross-company Routing Plan, effectively building the value chain. Thus, the accumulated experience and knowledge of all stakeholders can be utilized to efficiently fulfil current customer demand, since the value chain will be executed by the same stakeholders that created it. But in order to coordinate the sequencing of operations by multiple stakeholders, suitable methods need to be implemented. We look at a strategy to facilitate such a collaboration between companies and demonstrate one possible technical implementation based on AI planning using Planning Domain Definition Language (PDDL).
Autoren:

Julia
Markert

Dominik
Saubke

Pascal
Krenz

Lothar
Hotz

Keywords: Production network; Process Planning; Collaborative planning; Value chain; AI planning

CPSL 2022 - Zweiter Beitrag

Mit diesem Beitrag zur CPSL 2022 verbessern wir das Verständnis von lokalen Wertschöpfungsstrukturen. Zur Aufdeckung der Schlüsselfaktoren wurde eine große Literaturstudie durchgeführt, die Quellen wurden anschließend kodiert und geclustert. So konnte eine Übersicht zu den wichtigsten Einflüssen geschaffen werden. Diese Einflussfaktoren wurden in ein umfangreiches Modell überführt und die Wirkzusammenhänge definiert. Dadurch konnten die Schlüsselfaktoren für ein lokales Produktionssystem identifiziert werden.
Über CPSL 2022
CONFERENCE ON PRODUCTION SYSTEMS AND LOGISTICS (CPSL) Ziel der Konferenz ist der Austausch im Themenfeld der Produktionssysteme und der Logistik. Die CPSL tagt im Jahr 2022 auf dem Campus der University of British Colombia (UBC) in Vancouver, Kanada.
„Towards Smaller Value Creation Cycles: Key Factors And Their Interdependencies For Local Manufacturing“
Abstract. The unpredictable occurrence of a global pandemic and trade conflicts have currently shown us the fragility of global, industrial value chains. In contrast to this, local value creation structures have numerous potentials to meet present ecological, economic and social challenges (e.g. increasing the resilience of the manufacturing sector, reducing CO2 emissions through smaller loops of value creation, empowering regional stakeholders). This paper presents a study on local manufacturing designed to achieve a better understanding of the internal systematic of value creation in a local context using a sensitivity analysis. By modelling the causal effects, the direct and indirect influences of internal and environmental factors of local production as well as their independencies can be shown. This in turn will enable scenario analyses that show possible developments for local production systems arising due to changing social, political and technological factors. In the future these options may aid in decision-making processes aiming at a sustainable circular economy.
Autoren:

Pascal
Krenz

Dominik
Saubke

Lisa
Stoltenberg

Julia
Markert

Tobias
Redlich

Keywords: Local Manufacturing; Distributed Manufacturing; Re-Distributed Manufacturing; Urban Manufacturing