Verfügbarkeit: Holistisches Informationsmanagement im Druckguss

Holistisches Informationsmanagement im Druckguss:

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Rix, Michael (VerfasserIn)
Format:	Abschlussarbeit Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Düren Shaker 2019
Schriftenreihe:	Berichte aus der Fertigungstechnik
Schlagworte:	Cyber-physisches System Druckguss Holismus Produktionssystem Informationsmanagement Industrie 4.0 Hochschulschrift
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	xix, 211 Seiten Illustrationen, Diagramme
ISBN:	9783844070552 3844070559

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS ABBILDUNGSVERZEICHNIS XIII TABELLENVERZEICHNIS XIX 1 EINLEITUNG 1 1.1 PROBLEMSTELLUNG UND ZIELE DER ARBEIT ..................................................................... 1 1.2 AUFBAU DER ARBEIT ..................................................................................................... 3 2 UNTERSUCHUNGSGEGENSTAND 5 2.1 UEBERSICHT ................................................................................................................ 5 2.2 DIGITALISIERUNG VON PROZESSEN UND PRODUKTEN ....................................................... 5 2.2.1 HOLISMUS IM KONTEXT DER PRODUKTIONSTECHNIK ........................................... 5 2.2.2 INTEGRATION VON BESTANDSSYSTEMEN ............................................................ 7 2.2.3 OFFENE QUALITAETSREGELKREISE UND HERSTELLUNG DER ANALYSEFAEHIGKEIT ........... 8 2.2.4 TECHNISCHE KYBERNETIK, CPS UND CPPS .................................................... 9 2.3 ANWENDUNGSFALL GIESSEREITECHNIKUM ..................................................................... 12 2.3.1 AUSWAHLKRITERIEN DES ANWENDUNGSFALLS ....................................................... 12 2.3.2 INFORMATIONSTECHNISCHE AUSGANGSSITUATION .............................................. 13 2.3.3 FERTIGUNGSPROZESS LEICHTMETALLDRUCKGUSS ................................................. 14 3 ANFORDERUNGSSPEZIFIKATION AN DAS HOLISTISCHE INFORMATIONSMANAGEMENT IM DRUCK GUSS 18 3.1 UEBERSICHT ................................................................................................................ 18 3.2 ANFORDERUNGSERHEBUNG ............................................................................................ 18 3.2.1 VORGEHENSMODELL ZUR ANFORDERUNGSERHEBUNG ........................................... 18 3.2.2 QUALITAETSKRITERIEN UND EINTEILUNG DER ANFORDERUNGEN ................................ 19 3.2.3 KERNFUNKTIONALITAETEN DES HOLISTISCHEN INFORMATIONSMANAGEMENTS ........... 20 3.3 NICHTFUNKTIONALE ANFORDERUNGEN .............................................................................. 21 3.3.1 ZUGAENGLICHKEIT ZU DATENQUELLEN UEBER OFFENE SCHNITTSTELLEN ....................... 22 3.3.2 STEUERUNG VON DATENSTROEMEN ..................................................................... 24 3.3.3 KONFIGURIERBARKEIT, BENUTZERVERWALTUNG UND DATENSICHERUNG .................... 25 3.3.4 UEBERTRAGBARKEIT UND SEMANTISCHE BESCHREIBUNG ..................................... 27 3.3.5 HERSTELLUNG DER BASISFUNKTIONALITAET FUER BUSINESS INTELLIGENCE UND DATA MI NING ............................................................................................................. 29 3.4 FUNKTIONALE ANFORDERUNGEN ................................................................................... 29 3.4.1 GANZHEITLICHE ERFASSUNG DER DATEN ............................................................ 29 3.4.2 KOMPATIBILITAET ZU BESTANDSSYSTEMEN .......................................................... 30 3.4.3 RUECKVERFOLGBARKEIT VON ENTITAETEN UND DATEN .............................................. 31 3.4.4 AUFBAU EINER STAMMDATENVERWALTUNG ....................................................... 32 3.4.5 EINBEZIEHUNG VON PLANUNGSFUNKTIONALITAETEN .............................................. 33 3.4.6 AUFBAU EINER BETRIEBSDATENERFASSUNG ....................................................... 35 3.4.7 BERICHTSWESEN - REPORTING & DASHBOARDING .............................................. 36 3.4.8 AUTOMATISIERTE ERFASSUNG VON BETRIEBSMITTELVERBRAEUCHEN ....................... 37 3.5 ZUSAMMENFASSUNG UND SYSTEMMODELL .................................................................. 38 4 STAND DER FORSCHUNG UND TECHNIK 40 4.1 UEBERSICHT ................................................................................................................. 40 4.2 VORHERIGE FORSCHUNGSVORHABEN .............................................................................. 41 4.2.1 DOMAENENSPEZIFISCHE FORSCHUNGSVORHABEN IM GIESSEREIUMFELD ............... 41 4.2.2 FERTIGUNGSBEZOGENE ENTWICKLUNGSANSAETZE .............................................. 42 4.2.3 GLOBALE ENTWICKLUNGSANSAETZE ...................................................................... 43 4.3 CYBER PHYSICAL SYSTEMS UND REPRAESENTATION ....................................................... 45 4.3.1 SYSTEMTHEORIE UND KYBERNETIK ................................................................... 45 4.3.2 DATEN UND INFORMATIONEN ........................................................................... 46 4.3.3 METADATENMODELLIERUNG UND REPRAESENTATIONSFORMEN VON CPS ............... 47 4.3.4 PROZESSMODELLIERUNG ANHAND VON AUSZEICHNUNGSSPRACHEN .................... 48 4.3.5 BPMN - BUSINESS PROCESS MODEL NOTATION .............................................. 50 4.4 INFORMATIONSMANAGEMENT UND INFORMATIONSEVALUATION ......................................... 51 4.4.1 GRUNDLAGEN DES INFORMATIONSMANAGEMENTS .............................................. 51 4.4.2 IDENTIFIKATOREN UND RUECKVERFOLGBARKEIT ....................................................... 52 4.4.3 GRUNDLAGEN DER DATENBANKEN ...................................................................... 53 4.4.4 HETEROGENITAET ................................................................................................ 54 4.5 FERTIGUNGSPROZESSE IM KONTEXT DER AUTOMATISIERUNGSTECHNIK ............................. 55 4.5.1 GRUNDLAGEN DER AUTOMATISIERUNG ................................................................ 55 4.5.2 STEUERN UND REGELN VON PROZESSEN .......................................................... 56 4.5.3 DYNAMISIERUNG STATISCHER AUTOMATISIERUNGSSYSTEME ................................ 58 4.6 KOMMUNIKATIONSTECHNOLOGIE .................................................................................... 59 4.6.1 ECHTZEITSYSTEME .......................................................................................... 59 4.6.2 NETZWERKE UND PROTOKOLLE ........................................................................... 60 4.6.3 OPC UNIFIED ARCHITECTURE ........................................................................... 62 4.7 ARCHITEKTUREN UND ENTWURFSMUSTER ......................................................................... 64 4.7.1 DATA WAREHOUSE .......................................................................................... 64 4.7.2 LAMBDA-ARCHITEKTUR .................................................................................... 66 4.7.3 SERVICEORIENTIERTE ARCHITEKTUREN UND ENTERPRISE SERVICE BUS ................. 67 4.7.4 REFERENZARCHITEKTUR INDUSTRIE 4.0 ................................................................ 68 4.7.5 ARIS - ARCHITEKTUR INTEGRIERTER INFORMATIONSSYSTEME ................................ 69 4.7.6 ENTWURFSMUSTER FUER VISUALISIERUNGEN .......................................................... 70 4.8 BUSINESS INTELLIGENCE UND KENNZAHLENSYSTEME .................................................... 71 4.8.1 GRUNDLAGEN UND DEFINITION ........................................................................... 71 II 4.8.2 GESAMTANLAGENEFFIZIENZ - OEE .................................................................. 72 4.8.3 TECHNOLOGIEREIFEGRADE ................................................................................. 74 4.9 ANALYSE UND DATA MINING ...................................................................................... 74 4.9.1 KNOWLEDGE DISCOVERY IN DATABASES - KDD .............................................. 75 4.9.2 CRISP-DM .................................................................................................. 75 4.9.3 MACHINE LEARNING UND EXPLORATIVE STATISTIK .............................................. 77 4.10 WISSEN UND SEMANTIK IM KONTEXT VON FERTIGUNGSINFORMATIONEN .......................... 77 4.10.1 WISSENSBEGRIFF UND WISSENSGENERIERUNG ................................................. 78 4.10.2 ONTOLOGIEN .................................................................................................. 79 4.10.3 SEMANTIC WEB UND GRAPHEN ..................................................................... 81 4.11 METHODEN ZUR EINFUEHRUNG VON INFORMATIONSSYSTEMEN ........................................... 81 4.11.1 CHANGE MANAGEMENT - AKZEPTANZ UND ROLL OUT VON NEUEN SYSTEMEN . . 82 4.11.2 VERGLEICH ETABLIERTER ENTWICKLUNGSMODELLE ................................................. 83 4.11.3 AGILE METHODEN - SC RUM UND DEVOPS .................................................... 85 4.12 ZWISCHENFAZIT ........................................................................................................... 87 5 ENTWURF DES ARCHITEKTURKONZEPTS 88 5.1 UEBERSICHT ................................................................................................................ 88 5.2 GROBENTWURF ............................................................................................................. 88 5.3 SYSTEMARCHITEKTUR ..................................................................... 89 5.3.1 PROTOTYPISCHE UMSETZUNG ........................................................................... 89 5.3.2 TESTSYSTEM .................................................................................................. 91 5.3.3 SERIENSYSTEM ............................................................................................... 93 5.4 SOFTWAREARCHITEKTUR .................................................................................................. 94 5.4.1 SCHICHTMODELL UND FEINKONZEPTIONIERUNG ................................................. 94 5.4.2 KOMPONENTENMODELL DER SOFTWAREARCHITEKTUR ........................................... 96 5.4.3 FEINAUSLEGUNG DER SERVICEKOMPONENTEN ................................................. 97 5.5 KOMMUNIKATIONSARCHITEKTUR ................................................................................... 99 5.5.1 FELDEBENE .................................................................................................. 99 5.5.2 LEITEBENE ....................................................................................................... 100 5.5.3 UNTERNEHMENSEBENE ................................................................................... 101 5.6 ZUSAMMENFASSUNG ..................................................................................................... 101 6 ENTWICKLUNG UND ANWENDUNG EINER METHODIK ZUR EINFUEHRUNG VON INFORMATIONS SYSTEMEN - HIP 103 6.1 UEBERSICHT ................................................................................................................... 103 6.2 INFORMATIONSMANAGEMENTZYKLUS .............................................................................. 104 6.2.1 ANFORDERUNGSANALYSE ................................................................................... 105 6.2.2 INFORMATIONSINTEGRATION ................................................................................ 105 6.2.3 INFORMATIONSEVALUATION ................................................................................... 107 6.2.4 INFORMATIONSBEREITSTELLUNG .............................................................................. 108 6.3 ZWISCHENFAZIT UND WEITERENTWICKLUNG DES INFORMATIONSMANAGEMENTZYKLUS .... 109 III 6.4 INTEGRATION .................................................................................................................... 110 6.4.1 AUFNAHME DES IST-PROZESSES ........................................................................ 110 6.4.2 VERIFIKATION DER INTEGRATIONSFAEHIGKEIT UND DES TECHNOLOGIEREIFEGRADES ... 111 6.4.3 TECHNOLOGIESUBSTITUTION UND AUFWERTUNG VON BESTANDSSYSTEMEN ............ 113 6.5 KONSOLIDIERUNG ........................................................................................................... 114 6.5.1 ABSICHERUNG DER KONSOLIDIERUNGSFAEHIGKEIT VON ENTITAETEN DURCH EINDEUTIGE IDENTIFIKATOREN ................................................................................................ 114 6.5.2 GENERISCHE ABLEITUNG VON STAMMDATENSAETZEN UND INFORMATIONSMODELLEN 117 6.5.3 GENERISCHE DETEKTION VON AENDERUNGEN IM INFORMATIONSMODELL ................. 119 6.6 ANALYSE ....................................................................................................................... 119 6.6.1 ANFORDERUNGSERHEBUNG VON FRAGESTELLUNG DER ANALYSE ................................ 120 6.6.2 ERWEITERUNG DES CRISP-DM ........................................................................ 122 6.6.3 MODELLBILDUNG UND AUSWAHL VON ANALYTISCHEN METHODEN ............................. 123 6.6.4 REKURSIVE OPTIMIERUNG DER ANALYSEMODELLE ................................................. 124 6.7 VISUALISIERUNG .............................................................................................................. 125 6.7.1 PROPRIETAERE UND LOKALE ANSAETZE ZUR DARSTELLUNG VON INFORMATIONEN .... 125 6.7.2 WEBBASIERTE UND OFFENE LOESUNGEN ZUR DARSTELLUNG VON INFORMATIONEN ..126 6.7.3 KONTINUIERLICHE WEITERENTWICKLUNG VON VISUALISIERUNGEN ............................. 127 6.8 EINFUEHRUNG VON INFORMATIONSSYSTEMEN ..................................................................... 128 6.8.1 ITERATIVE ANWENDUNG DES INFORMATIONSMANAGEMENTZYKLUS .......................... 128 6.8.2 ANWENDUNG VON AGILEN METHODEN ZUR BESCHLEUNIGTEN UMSETZUNG VON SYSTEMMODULEN ....................................................................................... 129 6.8.3 NACHHALTIGE VORHALTUNG VON SYSTEMMODULEN FUER DOMAENENFREMDE FERTI GUNGSBEREICHE .................................................................................... 130 6.8.4 AUFBAU EINES LIFE CYCLE MANAGEMENTS NACH ROLLOUT UND LIVE-SCHALTUNG DES PRODUKTIVSYSTEMS .................................................................................... 131 6.9 ZUSAMMENFASSUNG ..................................................................................................... 132 7 EVALUATION UND VALIDIERUNG DER METHODE ZUR EINFUEHRUNG VON INFORMATIONSSYSTE MEN 133 7.1 UEBERSICHT .................................................................................................................... 133 7.2 INTEGRATION VON DATEN UND INFORMATIONEN ................................................................... 133 7.2.1 ANBINDUNG DATENQUELLEN .............................................................................. 133 7.2.2 EINFUEHRUNG VON OPC UA ALS KOMMUNIKATIONSSTANDARD ................................ 135 7.2.3 LOKALE DATENBANKINSTANZEN ALS REDUNDANTE SPEICHER ................................ 136 7.2.4 BEWERTUNG DER INTEGRATIONSFAEHIGKEIT ANHAND DES IRL ................................... 137 7.3 KONSOLIDIERUNG ........................................................................................................... 138 7.3.1 EINDEUTIGKEIT VON DATEN ................................................................................. 138 7.3.2 ETL - AUFWANDSMINIMIERUNG UND SPEICHERSTRATEGIEN ................................... 139 7.3.3 SYSTEMMODELLE IN AUSZEICHNUNGSSPRACHEN UND ONTOLOGIEN ....................... 140 7.3.4 SICHERUNG DER ESB-FAEHIGKEIT MIT MESSAGE-BASIERTEN SCHNITTSTELLEN .... 143 IV 7.4 ANALYSE UND VISUALISIERUNGEN ................................................................................... 144 7.4.1 RESPONSIVE DESIGN UND ENDGERAETUNABHAENGIGE VISUALISIERUNGEN ........... 144 7.4.2 UEBERSICHT DER ERSTELLEN APPLIKATIONEN ............................................................ 146 7.4.3 PLANUNGSFUNKTIONALITAETEN UND AUFTRAGSMANAGEMENT .................................. 147 7.4.4 UMSETZUNG DER STAMMDATENVERWALTUNG ....................................................... 149 7.4.5 BERICHTSWESEN - REPORTING ........................................................................... 150 7.4.6 ECHTZEITVISUALISIERUNG - DASHBOARDING ......................................................... 153 7.4.7 BETRIEBSDATENERFASSUNG - BDE ..................................................................... 155 7.5 PROTOTYPEN ................................................................................................................ 158 7.5.1 ANALYSE VON SCHWELLWERTEN MIT KURVENSCHAREN ........................................... 158 7.5.2 TPM-APPLIKATION ............................................................................................ 159 7.5.3 MACHINE LEARNING UND EXPLORATIVE STATISTIK ................................................. 161 7.6 ZUSAMMENFASSUNG ..................................................................................................... 163 8 UEBERTRAGBARKEIT 165 8.1 UEBERSICHT ................................................................................................................... 165 8.2 ALLGEMEINE ANWENDBARKEIT DER ENTSTANDENEN METHODIK ........................................ 165 8.2.1 VERKNUEPFUNG VON UNTERSCHIEDLICHEN MODELLPERSPEKTIVEN ............................. 165 8.2.2 PROZESSSTANDARDISIERUNG UND ERWEITERUNG DER METHODE HIP ....................... 167 8.2.3 RUECKVERFOLGUNG VON ENTITAETEN ALS ZENTRALER ASPEKT ERFOLGREICHEN INFORMA TIONSMANAGEMENTS ............................................................................. 168 8.2.4 LIFECYCLEBETRACHTUNG VON INFORMATIONSMODELLEN ........................................... 168 8.3 ANWENDBARKEIT DER METHODIK IN DOMAENENFREMDEN FERTIGUNGSBEREICHEN .............. 169 8.3.1 VERKNUEPFUNG DER PROZESSMODELLE IN DER PROZESSKETTE BLECH ....................... 169 8.3.2 WIEDER- UND WEITERVERWENDUNG VON KOMPONENTEN AUS FEGUSS IM TECH NIKUMSUMFELD ...................................................................................... 170 9 AUSBLICK UND KRITISCHE WUERDIGUNG 171 10 ZUSAMMENFASSUNG 175 LITERATURVERZEICHNIS 177 ANHANG 193 A UNTERSUCHUNGSGEGENSTAND 194 A. 1 ANWENDUNGSFALL DRUCKGUSS ...................................................................................... 194 B STAND DER TECHNIK 197 B. 1 CIM UND INDUSTRIE 4.0 ............................................................................................... 197 B.2 PROTOKOLLE, MODELLBESCHREIBUNGEN UND REFERENZMODELLE ........................................ 198 B.3 EVOLUTION DER SOA ..................................................................................................... 199 V C ENTWICKLUNG UND ANWENDUNG EINER METHODIK ZUR EINFUEHRUNG VON INFORMATIONS SYSTEMEN 200 0.1 TECHNOLOGY READINESS LEVEL ................................................................................... 200 0.2 BERECHNUNG DER NOTWENDIGEN DATENTYPS FUER EINEN EINDEUTIGEN IDENTIFIKATOR ... 201 O.3 VORGABE DATA MATRIX CODE DM0 ............................................................................. 202 0.4 KLASSENDIAGRAMM FUER DRUCKGUSS ............................................................................. 202 0.5 ADRESSIERUNG DATENBAUSTEIN BETRIEBSDATENERFASSUNG DGM2000 ........................ 205 0.6 STAMMDATEN IN FEGUSS ......................................................................................... 205 0.7 TPM-APPLIKATION ....................................................................................................... 207 D PROTOTYPISCHE UMSETZUNG VON PRAEDIKTIVEN KOMPONENTEN 208 D.1 KLASSIFIKATIONSVERFAHREN DES MASCHINELLEN LERNENS ................................................ 208 D.2 KURZBESCHREIBUNG DER ERPROBTEN ANALYSEALGORITHMEN SVM UND RANDOM FOREST . 209 D.3 ERGEBNISSE DES MASCHINELLEN LERNENS ..................................................................... 210 VI
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