Forschung

Der International Data Space ist ein virtueller Datenraum, der den sicheren Austausch und die einfache Verknüpfung von Daten in Geschäftsökosystemen erleichtert. Neben der Wahrung der Dateneigentümerschaft bildet der International Data Space die Basis für smarte Services und innovative Geschäftsprozesse. Die Abteilung unterstützt Unternehmen bei der Implementierung der IDS-Referenzarchitektur und koordiniert die Entwicklung der IDS Integration Toolbox, einer Sammlung der wichtigsten Softwarepakete, um die Integration von IDS-Komponenten in bestehende Systeme zu erleichtern.

Ziel von Automodal war die Automatisierung von Containerterminals in Binnenhäfen. In Binnenhäfen sind Containerterminals offene Bereiche, in denen sich Mitarbeiter frei bewegen. Daher ist für die Automatisierung die Überwachung der Arbeitsbereiche ein wichtiger Baustein. Die Überwachung wurde durch optische Sensoren realisiert. Die Aufgabe unserer Abteilung lag in der Auswahl und Anbindung von geeigneten Sensoren und der Auswertung der Daten mit Machine Learning zur Erkennung von Personen im Arbeitsbereich.

Im  Forschungsprojekt DE4L (Data Economy 4 Advanced Logistics) wurden Kurier-, Express- und Paketdienstleister mit Sensoren ausgestattet. Hiermit sollten aus den Sensordaten wertvolle und hochwertige Informationen u.a. zu Umweltbelastungen, Lautstärke, Erschütterung, Ortsbezogenheit (GPS) und überdies 3D-Videomaterial generiert werden.

Ziel war es, eine prototypische Entwicklung einer Plattform zum Datenaustausch und Handel für ein smartes Ökosystem von datenbasierten Logistikdienstleistungen zu entwickeln.

Für die sichere und standardisierte Kommunikation der Daten sorgt der Einsatz von IDS-Konnektoren (IDS: International Data Space).

Das EU-Forschungsprojekt »End-to-end Security of the Digital Single Market’s E-commerce and Delivery Service« kurz: ENSUREC befasste sich mit den Gefahren, die der moderne Onlinehandel aktuell beherbergt. Das Projekt fokussiert die End-to-End-Sicherheit des E-Commerce- und Liefer-Service-Ökosystems eines digitalen Binnenmarkts. Auf technischer Ebene wurde in ENSURESEC eine Plattform von Sicherheitswerkzeugen entwickelt, die in die bestehende komplexe Infrastruktur der Unternehmen integriert werden sollte und sie vor möglichen physischen und cyber-physischen Angriffen schützen sollte. Darüber hinaus startete e im Rahmen des Projektes eine Kampagne mit Schulungen, die das Bewusstsein von potentiellen Risiken und Bedrohungen fördern, sowie das Vertrauen in moderne digitale Systeme steigern sollte.

Das Projekt, an dem unter anderem die Universität Rostock, Materna SE, DSW21, HPA sowie weitere Unternehmen und Forschungseinrichten aus beteiligt waren, fokussierte sich auf die Entwicklung innovativer Internet-der-Dinge-Lösungen innerhalb der Prozessabläufe der Binnen- und Seehäfen.

Für die Verladung von Gütern im Hafenbereich sind signifikante Wachstumsraten prognostiziert worden, dies macht eine Optimierung der damit verbundenen Prozesse erforderlich. Genau hier setzte I2PANEMA an, in dem eine IT-unterstützte Lösung entwickelt werden sollte, um die Effizienz durch Maßnahmen zur Verkehrssteuerung und die Verbesserung der ökologischen Einflussfaktoren zu steigern.

ICT-Biochain ( ICT tools in efficient biomass supply chains for substainable chemical production) verfolgte das Ziel, eine Plattform zu schaffen, auf der sich Nutzer aus der BIOCHAIN-Domäne (z.B. Forst- und Landwirtschaft) über den Stand der Technik im Bereich ICT (information and communications technology) informieren können. Zusätzlich konnten sich Nutzer über Biomasse-Daten bestimmter Regionen, etwa Andalusien und Süd-Ost-Irland, informieren. Unsere Abteilung erstellte die Software-Architektur und einen Prototypen für diese Plattform. Zu dieser Software-Architektur gehörtw ein Metadatenmodell für die ICT-Lösungen und Biomasse-Daten. Weitere Teile sind: Anforderungserhebung, Mockups und Tool-Evaluierung.

Mit der »Social Networked Industry« wollte das Fraunhofer IML dem Bild einer menschenleeren Fabrik durch immer autonomer agierende Systeme entgegenwirken und den Fokus auf den Menschen richten. Es ging um die Konzeption neuer hybrider Dienstleistungen unter dem Einfluss einer »Social Networked Industry«. Im Fokus stand dabei die ganzheitliche Betrachtung der Neuerungen durch Industrie 4.0. Neben der Technologie sollten soziale Faktoren, wie Qualifikation und Akzeptanz, aber auch organisatorische Aspekte, wie Kommunikation und Hierarchie, untersucht werden.  

Mit dem Blick auf die Zukunftsvision »Silicon Economy« (digitale Plattformökonomie) wurde das Loadrunner Projekt ins Leben gerufen. Der »LoadRunner« kann sich hochdynamisch mit bis zu 10 m/s im Schwarm organisieren und sich bei Bedarf sogar für Transportaufträge zusammenkoppeln. Dank künstlicher Intelligenz ist er in der Lage, selbstständig Aufträge anzunehmen und zu verhandeln.

Das Kompetenzzentrum Maschinelles Lernen Rhein-Ruhr hatte das Ziel, Technologien des Maschinellen Lernens in Deutschland auf ein weltweit führendes Niveau zu bringen. Die Abteilung befasste sich in dem Projekt mit Maschinellem Lernen unter Ressourcenbeschränkung. Ziel war das Ausführen von Verfahren des Maschinellen Lernens auf eingeschränkten Systemen. Ferner war das Ziel der Transfer der im Projekt erarbeiteten Lösungen in die Industrie und der Aufbau von Demonstratoren am Institut, um die neuen Möglichkeiten interessierten Unternehmen vorzustellen.

Die Corona-Pandemie hat auch den öffentlichen Personennahverkehr auf die Probe gestellt: Um eine sichere und kontaktarme Mobilität garantieren zu können, brachte das Team aus der Abteilung Software & Information Engineering die notwendige Logisitk-Expertise ein. Für den Landkreis Passau wurden mehrere Datensätze zu verschiedenen Buslinien analysiert. Die Evaluation verschiedener KI-Modelle, wie Zeitreihenanalysen sollten Vorhersagen ermöglichen, die das Fahrgastaufkommen auf verschiedenen Linien beschreiben. Stoßzeiten sollten somit, effizienter, sicherer und Corona-Konform geplant werden können. 

Das Forschungsprojekt PlatonaM hatte die sichere und rechtskonforme Nutzbarmachung von Maschinendaten zum Ziel, welche auf Basis eines innovativen Plattform-Ökosystems erfolgen sollte. Auf diese Art und Weise sollten die Datenschnittstellen reduziert, bisher verborgene Zusammenhänge aufgedeckt und die Prognose und Priorisierung von Instandhaltungsmaßnahmen verbessert werden. Das Projekt wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen der Förderlinie »Smarte Datenwirtschaft« gefördert und lief bis Ende 2021.

Um die internationale Wettbewerbsfähigkeit sicherzustellen, müssen fortschrittliche Zukunftstechnologien und nachhaltige Produktionssysteme kontinuierlich weiterentwickelt werden. Das Projekt »E³-Produktion« vereinte hierzu drei Teilbereiche, die eine maximale Wertschöpfung bei minimalem Ressourceneinsatz erreichen sollten. Im Rahmen von E³-Produktion wurde ein Konzept für die Verbindung der Cloudplattformen »Logistics Mall« und »Virtual Fort Knox« erstellt und prototypisch umgesetzt. Zusätzlich wurde die Anbindung des Shopfloors an die »Logistics Mall« verstetigt.

In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer CML entwickeln elf Partnern das innovative Risikomanagement-System MITIGATE, das Risikoszenarien für den maritimen Sektor nachbilden sollte. Dazu wurden alle Risiken der Supply Chain berücksichtigt und potentielle Auswirkungen analysiert. Die Schwerpunkte unserer Forschungsarbeiten lagen in der Datenanalyse mit Big Data. Zur Erkennung von Cyber-Bedrohungen wurden Social Media Daten zusätzlich integriert und bei der Risikoanalyse involviert.

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung beauftragte Projekt »PREsTiGE« zielte darauf ab, die Zusammenarbeit kooperierender Unternehmen zu ermöglichen und gleichzeitig sensible Geschäftsgeheimnisse zu schützen. Hierzu wurden die Potentiale des Cloud Computings mit höchsten Anforderungen an den Datenschutz und die Sicherheit verknüpft.

Ziel des interdisziplinären Verbundprojektes »SMART FACE« war die Entwicklung dezentraler, hochflexibler Materialflusseinheiten, die den Anforderungen der Kleinstserienfertigung gerecht werden. Mit Hilfe von Cyber-Physical Systems (CPS) wurden eine schlanke Produktionsplanung und wandlungsfähige Fertigungsstrukturen implementiert. In diesem Projekt haben wir die Anbindung des Shopfloors an die Cloud-Plattform »Logistics Mall« vorgenommen.

Im EU-geförderte Projekt »Transforming Transport« wurden innovative, effizienzsteigernde und nachhaltige Transportmodelle erarbeitet. 47 führende Transport-, Logistik- und Informationstechnologie-Experten aus 9 Ländern präsentierten Forschungsergebnisse zu einschlägig verbesserten Datenwerten, die in der Mobilität und Logistik zukünftig erreicht werden können. Beteiligt war die Abteilung bei der Realisierung einer Big Data Infrastruktur für den Anwendungsfall »dynamische Supply Chain Networks«. Für die Integration von Datenquellen kam ebenfalls die Expertise aus dem Industrial Data Space für den sicheren Datenaustausch zum Einsatz.  

Im Projekt DREAM (Distributed Renewable resources Exploitation in electric grids through Advanced heterarchical Management) wurden neue Steuerungsverfahren für die Verwaltung von Energienetzen erforscht und getestet. Wir haben das  EU-Projekt durch unsere Logistik-Expertise unterstützt und die wirtschaftliche Relevanz der Lösungsansätze sichergestellt

Täglich werden große Mengen frischer Lebensmittel weltweit per Luftfracht verteilt. Um den immer höheren Anforderungen an die damit verbundenen logistischen Prozesse gerecht zu werden, wurden im DyCoNet Projekt die Vernetzung von Luftfrachtcontainern erarbeitet. Logistikdaten, die per GSM/UMTS und GPS übermittelt werden, sollten zu einem autonomen Materialfluss beitragen.

Mit der zunehmenden Volatilität der Märkte wachsen auch die Anforderungen an die Flexibilität der logistischen Umschlagszentren. Die Effektivität der Distributionslager ist allerdings auch standortabhängig. Um eine geografische Festlegung zu umgehen, haben Forschende im Verbundprojekt »Hub2Move« Konzepte für bewegliche Hubs entwickelt, die flexibel auf- und abgebaut werden können.

Die »Logistics Mall« war der Entwurf einer Cloud-Plattform, in dem Software-Anbieter und -Anwender sowie Logistik-Dienstleister zusammenkommen. Durch die Bereitstellung von Logistiklösungen als Software as a Service (SaaS) wurde das Kosten-Nutzen-Verhältnis beider Seiten verbessert und einzelne Tools konnten individuell und anbieter-unabhängig zusammengestellt werden. Wir waren für die Entwicklung des Marktplatzes und des Geschäftsobjektsmodell verantwortlich.