Die Arbeit beschäftigt sich mit der Thematik der Modellierung von Reaktionsmechanismen instrumentierter Gegenstände in der Produktion. Ziel der Arbeit ist es, gängige Modellierungsmethoden für Geschäftsprozesse darzustellen und anhand einer Literaturanalyse zu untersuchen, inwieweit diese für die Modellierung von Prozessen im innovativen Kontext der Industrie 4.0 geeignet sind.
Zunächst werden die grundlegenden Definitionen vom Industrie 4.0 - Konzept und dessen Komponenten vorgestellt. Anschließend werden die Grundlagen des Supply Chain Management erläutert und im Kontext von Industrie 4.0 vorgestellt. Des Weiteren wird auf die Modellierungsmöglichkeiten von Geschäftsprozessen eingegangen und es werden zwei gängige Sprachen für Prozessmodellierung erläutert und verglichen. Danach folgt eine State-of-the-Art Analyse von Literaturquellen, die sich mit der Modellierung von Geschäftsprozessen im Industrie 4.0-Kontext befassen. Abschließend wird ein Prozessmodell unter Einbeziehung vernetzter Informations- und Kommunikationstechnologien anhand eines Praxisbeispiels erläutert.
In Hinsicht auf aktuelle Entwicklungen, die den Wirtschafts- und Unternehmensbereich stark beeinflussen, setzen sich Zukunftskonzepte wie intelligente Fabrik (smart factory) beziehungsweise Industrie 4.0. durch. Die Anwendung dieser Technologien und die Erhöhung des digitalen Vernetzungsgrades in Produktionsprozessen gehen vor allem mit einem Anstieg an Informationsaustausch und Analyse einher, der enorm zur Flexibilität, Transparenz und Effizienz des gesamten Prozessverlaufs beiträgt. Diese Veränderungen fordern die Entstehung neuer Abläufe und Geschäftsmodelle an. Es stellt sich dementsprechend die Frage, inwieweit sich diese Geschäftsmodelle durch bestehende Modellierungsmethoden darstellen lassen.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Grundlagen
2.1. Begriffsdefinitionen
2.2. Supply Chain Management im Kontext von Industrie 4.0
2.3. Geschäftsprozess-und Workflow-Modelle
2.3.1 Business Process Model and Notation
2.3.2 UML Aktivitätsdiagramm
2.3.3 Modellierungsmethoden im Vergleich
3. Modellierung von Produktionsprozessen im Kontext von Industrie 4.0 - eine State-of-the-Art Analyse
3.1 Methodisches Vorgehen
3.2 Modellierung im Kontext von Industrie 4.0
3.2.1 BPMN
3.2.2 UML
4. ShowCase
5. Fazit
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht, wie Komponenten und Geschäftsprozesse im Kontext von Industrie 4.0 durch bestehende Modellierungssprachen, insbesondere BPMN und UML, dargestellt werden können, und analysiert deren Eignung sowie bestehende Defizite bei der Abbildung cyber-physischer Systeme.
- Industrie 4.0 und die Integration Cyber-Physischer Systeme (CPS)
- Methoden der Geschäftsprozessmodellierung (BPMN vs. UML)
- State-of-the-Art Analyse zur Modellierung innovativer Produktionskontexte
- Fallbeispiele (ShowCase) aus der industriellen Praxis
- Identifikation von Defiziten aktueller Modellierungsansätze
Auszug aus dem Buch
3.2.1 BPMN
Die Modellierung von Prozessen, die die Analyse komplexer Vorgänge ermöglichen, stellt eine große Herausforderung für die Organisation dar. Business Process Modeling Notation (BPMN) - ein Standard für die Geschäftsprozess-Spezifikation, erweist sich als geeignet, um relevante Abläufe von Aktivitäten im Industrie 4.0-Kontext abzubilden.
Bei BPMN fehlt jedoch derzeit die Möglichkeit, IoT-Geräte und CPS als tatsächliche Ressourcen zu definieren. Die Standard-BPMN-Ressourcendefinition ist abstrakt, da sie nur den Ressourcenbegriff definiert, ohne seine Details zu spezifizieren. Es wird die reale Ressource berücksichtigt, die eine Aufgabe ausführt (vgl. Bocciarelli, 2017).
Mehrere Modellierungsaspekte, die Ähnlichkeiten mit der CPS-Domäne aufweisen, werden auf dem Gebiet des IoT untersucht. Typische Unternehmenslösungen wie ERP-Systeme könnten von der Integration in das IoT profitieren, wenn geschäftsprozessbezogene Geräte wie RFID, Sensoren und Aktoren die Verantwortung direkt als Prozessressourcen für einzelne Prozessaufgaben übernehmen. Im Prozessverlauf zeichnen sich IoT-Geräte dadurch aus, dass sie auf eine ähnliche Weise wie ihre Nutzer mit ihrer physischen Umgebung interagieren können. Darüber hinaus erwerben sie die Fähigkeit, nichtstandardisierte Softwarekomponenten durch Dienste zu kommunizieren, die durch web-ähnliche Standards von außen zugänglich sind. Die direkte Integration von intelligenten Geräten führt einerseits zu einer Veränderung bestehender und andererseits zur Entstehung völlig neuer Geschäftsprozesse (vgl. Meyer, 2013).
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Beschreibt die Relevanz der Digitalisierung für Unternehmen und definiert das Ziel der Arbeit, gängige Modellierungsmethoden im Kontext von Industrie 4.0 zu untersuchen.
2. Grundlagen: Erläutert das Konzept Industrie 4.0, Supply Chain Management sowie die Modellierungssprachen BPMN und UML.
3. Modellierung von Produktionsprozessen im Kontext von Industrie 4.0 - eine State-of-the-Art Analyse: Analysiert den aktuellen Stand der Literatur hinsichtlich der Modellierung von Prozessen im Industrie 4.0-Umfeld und vergleicht die Ansätze von BPMN und UML.
4. ShowCase: Präsentiert ein Praxisbeispiel aus der Kooperation mit Siemens AG zur Automatisierung von Wartungsprozessen mittels BPMN.
5. Fazit: Fasst die Ergebnisse zusammen und stellt fest, dass bestehende Modellierungssprachen noch nicht alle Aspekte von CPS vollständig abdecken und weitere Erweiterungen notwendig sind.
Schlüsselwörter
Industrie 4.0, Modellierung, Geschäftsprozesse, BPMN, UML, Cyber-Physische Systeme, CPS, Internet der Dinge, IoT, Smart Factory, Produktionsplanung, Wartungsprozesse, Prozessmodellierung, Automatisierung, Softwarekomponenten.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Bachelorarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht die Eignung bestehender Modellierungsmethoden für Geschäftsprozesse im innovativen Umfeld von Industrie 4.0.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die zentralen Themen sind Industrie 4.0, Cyber-Physische Systeme (CPS), das Internet der Dinge (IoT) sowie der Vergleich und die Anwendung von Modellierungssprachen wie BPMN und UML.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, den aktuellen Stand der Modellierungsmöglichkeiten für Industrie 4.0-Prozesse aufzuzeigen, Defizite bei der Anwendung von BPMN und UML zu identifizieren und mögliche Lösungsansätze zu diskutieren.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird eine systematische Literaturanalyse durchgeführt, ergänzt durch eine State-of-the-Art Analyse und die Betrachtung von Fallbeispielen (ShowCase).
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil werden theoretische Grundlagen (Industrie 4.0, SCM, Modellierungssprachen) erörtert, eine Literaturanalyse zur Modellierung im Industrie 4.0-Kontext durchgeführt und spezifische BPMN- sowie UML-Ansätze detailliert analysiert.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Charakteristische Begriffe sind Industrie 4.0, CPS, Modellierung, BPMN, UML, Internet der Dinge und Prozessoptimierung.
Wie wird BPMN im Kontext von CPS kritisiert?
Die Arbeit stellt fest, dass Standard-BPMN Schwierigkeiten hat, IoT-Geräte und CPS als Ressourcen präzise zu definieren und die Interaktion zwischen physischer und virtueller Ebene abzubilden.
Was ist das Ergebnis der BPMN4CPS-Betrachtung?
Die Arbeit beschreibt, dass Erweiterungen wie BPMN4CPS notwendig sind, um die Kommunikation zwischen physischen Prozessen, Cyber-Prozessen und einem zentralen Controller in einem 3-Pool-Modell abzubilden.
- Citation du texte
- Pavel Stoyanov (Auteur), 2017, Industrie 4.0. Modellierung von Reaktionsmechanismen instrumentierter Gegenstände in der Produktion, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/540526
