Die Vorliegende Masterarbeit befasst mit den Analogien der vernetzten Fabrik und der vernetzten Mobilität. Vor dem Hintergrund der steigenden Anforderungen und individualisierten Mobilität werden nach neuen Mobilitätslösungen gesucht. Automobilhersteller, die einst sich im Bereich der Entwicklung und Produktion von Automobilen konzentriert haben, werden immer mehr zu Mobilitätsdienstleistern.
Die Kompetenzen der Automobilhersteller im Bereich vernetzter Fabrik sollen in dieser Arbeit auf die vernetzte Mobilität transferiert werden. Dabei werden Manufacturing-Execution- und Cyber-Physical-Systems als Grundlage für die Verarbeitung von Echtzeitdaten definiert, welches die Voraussetzung für Vernetzung ist. Aus dieser Grundlage heraus wird ein generisches Ebenenmodell entwickelt, das mittels Experteninterviews validiert wird. Dieses Modell zeigt die Analogien zwischen vernetzter Fabrik und vernetzter Mobilität auf.
Aus der qualitativen und empirischen Untersuchung geht hervor, dass im Betrachtungsfeld von Echtzeitdatenmanagement Analogien zwischen der vernetzten Fabrik und vernetzten Mobilität existieren. Dabei haben sich technische Analogien innerhalb der einzelnen Ebenen herausgestellt, während hinsichtlich der Rahmenbedingungen durchaus Diskrepanzen vorhanden sind.
Inhaltsverzeichnis
1.Einleitung
1.1. Problemdefinition und Motivation
1.2. Ziel der Arbeit
1.3. Vorgehensweise und Methodik
2.Begriffliche Abgrenzung und Beschreibung des Betrachtungsgegenstandes
2.1. Vernetzte Mobilität und deren Anforderungen
2.1.1. Digitale Transformation in der Mobilität
2.1.2. Entwicklung des Vernetzungsgrades von Automobilen
2.1.3. Vernetzung als Grad der Intelligenz
2.1.4. Systemanforderungen an die vernetzte Mobilität
2.2. Prinzipien von Manufacturing-Execution-Systems
2.2.1. Einführung in den Aufbau von Unternehmen
2.2.2. Theoretische Grundlagen
2.2.3. Cyber-Physical-Systems
2.2.4. MES und CPS als Enabler für Echtzeitdatenmanagement
3.Technologietransfer und Modellentwicklung zur Darstellung der MES-Prinzipien in der vernetzten Mobilität
3.1. Mobilität 4.0
3.2. Ebenenmodell zur vernetzten Mobilität
3.2.1. Ebene 1: Das Auto der Zukunft als CPS
3.2.2. Ebene 2: Analogie aus der MES-Definition aus der Fertigung
3.2.3. Ebene 3: Die Leitstand-Ebene
3.2.4. Die Rolle der Cloud
3.3. Generisches Modell – Anwendbarkeit MES in der vernetzten Mobilität
3.3.1. Grundlagen der Modellentwicklung
3.3.2. Modellerzeugung
4.Methodenauswahl und Validierung des generischen Modells
4.1. Methodenauswahl
4.2. Wissensformen und Anwendung auf das Themengebiet
4.3. Auswahl der Experten
4.4. Ziel der Befragung
4.5. Erstellung des Interviewleitfadens
4.6. Qualitative Inhaltsanalyse – Transkription der Interviews
4.7. Bewertung der Analogien zwischen den Ebenen-Modellen
4.7.1. Eindrücke und Erkenntnisse zur MES und CPS
4.7.2. Eindrücke und Erkenntnisse zur vernetzten Mobilität
4.7.3. Eindrücke und Erkenntnisse zum Generischen Ebenenmodell und Analogien zur Referenzarchitektur
5.Fazit und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, Analogien zwischen der vernetzten Fabrik und der vernetzten Mobilität zu identifizieren und auf Basis von Manufacturing-Execution-Systems (MES) ein generisches Ebenenmodell für die vernetzte Mobilität zu entwickeln. Die zentrale Forschungsfrage lautet, inwieweit Automobilhersteller ihre Erfahrungen im Bereich des Echtzeitdatenmanagements aus der Fertigung auf die vernetzte Mobilität übertragen können, um die Komplexität dieser neuen Mobilitätsformen zu bewältigen.
- Analyse der Konzepte "vernetzte Fabrik" und "vernetzte Mobilität".
- Untersuchung von MES und Cyber-Physical-Systems (CPS) als Enabler für Echtzeitdatenmanagement.
- Entwicklung eines validierten Ebenenmodells zur Strukturierung der vernetzten Mobilität.
- Empirische Validierung durch qualitative Experteninterviews mit Branchenvertretern.
- Transfer von Fertigungsmethodiken auf den Bereich der vernetzten Mobilität.
Auszug aus dem Buch
2.1.2. Entwicklung des Vernetzungsgrades von Automobilen
Die digitale Transformation bringt also einige Veränderungen im Alltag, aber auch insbesondere auf dem Gebiet der Mobilität. Dieses Kapitel soll aufzeigen, wie Veränderung in Bereich der Mobilität aussieht und wohin die Reise gehen soll. Hierbei hilft die internationale Norm SAE J3016. Diese Norm klassifiziert und definiert im Allgemeinen Begriffe für straßengebundene Kraftfahrzeuge in Bezug zum autonomen Fahren. (SAE International, 2016, S. 1) Diese Norm unterteilt die Vision des autonomen/vernetzten Fahrens in sechs Stufen. In diesem Stufenmodell werden aufgezeigt, wie zum einen durch die Technologieerweiterung Kraftfahrzeuge ihren autonomen Charakter erhalten und zum anderen der Anteil des Einflusses des Fahrers auf das Fahrzeug und dessen Umgebung sinkt.
SAE beginnt mit Level 0. In diesem Level ist der Fahrer der alleinige Bediener und der Entscheider über das Fahrzeug und dessen Verhalten und Bewegung. Darunter fällt sowohl die Längsführung, also das Gas Geben und Bremsen, und die Querführung, also die Lenkung des Fahrzeugs. Man nennt diese Ebene auch „driver only“, was bedeutet, dass es in dieser Ebene kein aktiv eingreifendes Fahrzeugsystem existiert. (SAE International, 2016, S. 1)
Bei Level 1 nimmt zum ersten Mal der Unterstützungsanteil durch Assistenzsysteme zu. Denn das System kann eine der beiden oben genannten Führungen, also Längsführung oder Querführung übernehmen, wobei der Fahrer dauerhaft die jeweils andere ausführt. Ein Beispiel dazu wäre die Sicherung der Stabilität des Fahrzeugs durch das elektronische Stabilitätsprogramm ESP. (SAE International, 2016, S. 1)
Zusammenfassung der Kapitel
1.Einleitung: Dieses Kapitel definiert die Zielsetzung der Arbeit, die sich mit der Übertragung von Erfahrungen aus der vernetzten Fabrik auf die vernetzte Mobilität befasst, und erläutert die methodische Vorgehensweise.
2.Begriffliche Abgrenzung und Beschreibung des Betrachtungsgegenstandes: Es werden die Grundlagen der vernetzten Mobilität sowie die Prinzipien von Manufacturing-Execution-Systems (MES) und Cyber-Physical-Systems (CPS) als Basis für das Echtzeitdatenmanagement erläutert.
3.Technologietransfer und Modellentwicklung zur Darstellung der MES-Prinzipien in der vernetzten Mobilität: Hier wird der Transfer der theoretischen Erkenntnisse vollzogen, die Mobilität 4.0 definiert und ein generisches Ebenenmodell für die vernetzte Mobilität entwickelt.
4.Methodenauswahl und Validierung des generischen Modells: Dieses Kapitel beschreibt das qualitative Forschungsdesign der Experteninterviews zur Validierung des Modells sowie die anschließende Zusammenfassung und Bewertung der gewonnenen Erkenntnisse.
5.Fazit und Ausblick: Hier werden die Ergebnisse der Arbeit zusammengeführt, die Bestätigung der Analogien diskutiert und die Herausforderungen für die praktische Umsetzung der vernetzten Mobilität reflektiert.
Schlüsselwörter
Vernetzte Mobilität, Vernetzte Fabrik, Manufacturing-Execution-Systems, MES, Cyber-Physical-Systems, CPS, Echtzeitdatenmanagement, Ebenenmodell, Digitalisierung, Industrie 4.0, Mobilität 4.0, Datenveredelung, Experteninterviews, Systemarchitektur, Prozesswissen
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Masterarbeit befasst sich mit der Untersuchung von Analogien zwischen der "vernetzten Fabrik" und der "vernetzten Mobilität". Ziel ist es, Wissen aus dem Bereich Manufacturing-Execution-Systems (MES) und dem Echtzeitdatenmanagement der Fertigung auf den Bereich der vernetzten Mobilität zu übertragen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Die Arbeit fokussiert sich auf die Themenbereiche Manufacturing-Execution-Systems (MES), Cyber-Physical-Systems (CPS), Industrie 4.0 sowie die Anforderungen an die vernetzte Mobilität und deren Strukturierung mittels Ebenenmodellen.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Die zentrale Forschungsfrage untersucht, inwieweit Automobilhersteller ihre Erfahrungen hinsichtlich des Echtzeitdatenmanagements aus der vernetzten Fabrik in die vernetzte Mobilität übertragen können und inwieweit technische Analogien zwischen beiden Welten existieren.
Welche wissenschaftliche Methode verwendet der Autor?
Der Autor wählt ein qualitatives Forschungsdesign, bestehend aus einer Literaturanalyse zur Erarbeitung theoretischer Grundlagen und einer Modellentwicklung, die anschließend mittels leitfadengestützter Experteninterviews validiert wird.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretische Aufbereitung von MES und CPS, die Entwicklung eines generischen Ebenenmodells für die vernetzte Mobilität und die anschließende empirische Validierung dieses Modells durch Interviews mit Experten aus der Automobilindustrie.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind unter anderem Vernetzte Mobilität, Manufacturing-Execution-Systems (MES), Cyber-Physical-Systems (CPS), Ebenenmodell und Echtzeitdatenmanagement.
Was ist gemäß der Experteninterviews die größte Herausforderung bei der vernetzten Mobilität?
Die Experten identifizieren insbesondere die sensorische Erfassung des Umfelds unter unvorhersehbaren Rahmenbedingungen und die daraus resultierende Notwendigkeit, schnellstmöglich korrekte Entscheidungen zu treffen und dabei eine Vielzahl an komplexen Variablen zu berücksichtigen.
Wie unterscheidet sich die vernetzte Fabrik von der vernetzten Mobilität laut den Ergebnissen?
Ein wesentlicher Unterschied liegt in den Systemgrenzen: Während vernetzte Fabriken oft laborähnliche Rahmenbedingungen aufweisen, ist die vernetzte Mobilität durch ungleich mehr Variablen, hochkomplexe Systeme sowie weitaus kritischere Anforderungen an Sicherheit (Safety) und Security geprägt.
- Arbeit zitieren
- Nuri Köse (Autor:in), 2020, Technologietransfer über die Anwendung Manufacturing-Execution- und Cyber-Physical-Systems in der vernetzten Mobilität, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1329018
