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Die Steuerung von digitalen Zwillingen mit Workflow-Management-Systemen am Beispiel einer virtuellen Fertigungslinie
Lorenz Pircher
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Informatik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Wirtschaftsinformatik
Betreuer*in
Maria Leitner
DOI
10.25365/thesis.73933
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-27409.41812.605748-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Digitale Zwillinge gelten als essenziell für die Realisierung der Industrie 4.0 und werden von vielen Experten als Schlüsseltechnologie dieser angesehen. Sie ermöglichen das Abrufen von Echtzeitdaten, die digitale Planung von Diensten oder Produktionen, die Durchführung virtueller Experimente und Simulationen sowie Prozessoptimierungen. Aufgrund fehlender Standards, Frameworks, Regulierungen und weiterer Herausforderungen befindet sich das Konzept der digitalen Zwillinge jedoch noch in der Startphase und bleibt ein größtenteils theoretisches Konzept. Hierbei können Parallelen zu Workflow Systemen, mittels Softwaresystem vollständig oder zum Teil automatisierte Prozesse, gezogen werden, da der Einsatz von Geschäftsprozessmanagement ebenso Prozessoptimierungen, wie mögliche Kostensenkungen, Verkürzungen der Durchführungszeiten sowie Verringerungen der Fehlerquote mit sich bringen kann. Diese Abschlussarbeit zielt darauf ab, zu untersuchen, wie digitale Zwillinge und Workflow-Management-Systeme (WfMS) gemeinsam genutzt und miteinander vernetzt werden können. Die Methodik umfasst eine umfangreiche Literaturrecherche zu den Hintergrundinformationen beider Technologien, wobei insbesondere Anwendungsbereiche beleuchtet werden, in denen sich jene Technologien ergänzen. Darüber hinaus wird ein Konzept sowie ein Implementierungsansatz vorgestellt, welche die Durchführung zweier konkreter Anwendungsfälle einer Fertigungsanlage ermöglichen. Jene Implementierung erlaubt es, einen prozessbasierten digitalen Zwilling mithilfe eines WfMS zu steuern. Dieser digitale Zwilling kann unter anderem 3D-Simulationen durchführen sowie Echtzeitdaten in Form eines Dashboards aufbereiten. Zudem wird eine Web-Anwendung entwickelt, welche Benutzern eine intuitive Schnittstelle bietet, um Simulationen zu definieren, zu verwalten und auszuführen. Diese Simulationen werden vom WfMS gesteuert, welches wiederum den digitalen Zwilling kontrolliert. Das vorgestellte Konzept ermöglicht eine verbesserte Zusammenarbeit, auch für Nicht-Experten, da die zugrundeliegenden Prozesse des digitalen Zwillings in einer allgemein verständlichen Notation vorliegen und einfach angepasst werden können.
Abstract
(Englisch)
Digital twins are considered to be essential for the realization of Industry 4.0 and are regarded by many experts as a key technology for this. They enable the retrieval of real-time data, the digital planning of services or productions, the execution of virtual experiments and simulations as well as process optimizations. However, due to a lack of standards, frameworks, regulations and other challenges, the concept of digital twins is still in the start-up phase and remains a largely theoretical concept. Parallels can be drawn to workflow systems, which are processes that are either fully or partially automated by a software system, given that the implementation of business process management can also yield process optimizations, including potential cost reductions, shorter execution times and reduced error rates. This thesis aims to investigate how digital twins and Workflow Management Systems (WfMS) can be combined and interconnected. The methodology includes an extensive literature review on the background of both technologies, highlighting in particular application areas where those technologies complement each other. Furthermore, a concept as well as an implementation approach is presented, which allows the realization of two concrete use cases of a manufacturing plant. This implementation allows to control a process-based digital twin with the help of a WfMS. Among other things, this digital twin can perform 3D-simulations and prepare real-time data in the form of a dashboard. In addition, a web application of the digital twin provides users with an intuitive interface to define, manage and run simulations. These simulations are controlled by the WfMS, which in turn controls the digital twin. The presented concept enables an improved collaboration, even for non-experts, as the underlying processes of the digital twin are available in a generally understandable notation and can be easily adapted.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Digitaler Zwilling Industrie 4.0 Prozessautomatisierung Internet der Dinge Workflow System Smart Manufacturing Smart Factory
Schlagwörter
(Englisch)
Digital Twin Industry 4.0 Process Automation Internet of Things Workflow System Smart Manufacturing Smart Factory
Autor*innen
Lorenz Pircher
Haupttitel (Deutsch)
Die Steuerung von digitalen Zwillingen mit Workflow-Management-Systemen am Beispiel einer virtuellen Fertigungslinie
Paralleltitel (Englisch)
The control of digital twins with workflow management systems on the example of a virtual production line
Publikationsjahr
2023
Umfangsangabe
xv, 127 Seiten : Illustrationen
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Erich Schikuta
AC Nummer
AC16912533
Utheses ID
67523
Studienkennzahl
UA | 066 | 926 | |