2019/20 BIBA - Bremer Institut für ...

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2019/20 BIBA - Bremer Institut für ...
2019/20
JAHRESBERICHT
A   N   N   U   A   L
R   E   P   O   R   T
2019/20 BIBA - Bremer Institut für ...
V O R W O R T I P R E FA C E

                          Vorwort | Preface                                                1                                                    Die COVID-19-Pandemie hat uns alle                 The COVID-19 pandemic has had a
                                                                                                                                            schwer getroffen – im Privat- wie im Berufs­      significant impact on our professional and
                          Porträt | Portrait                                               2                                                leben. Bei all ihren teils dramatischen Auswir-   private lives alike. Given the sometimes
                                                                                                                                            kungen dürfen wir uns im BIBA sehr glücklich      dramatic consequences it has led to, we here
                          Organisationsstruktur | Organisational Structure                 4                                                schätzen, dass wir auch unter diesen schwie-      at BIBA consider ourselves very fortunate to
                                                                                                                                            rigen Rahmenbedingungen unsere Arbeit             have been able to continue our work with
                          Infrastruktur | Infrastructure                                   8
                                                                                                                                            mit verhältnismäßig kleinen Einschränkun-         relatively few restrictions despite the difficult
                                                                                                                                            gen weiter erfolgreich fortführen konnten.        circumstances.
                          Künstliche Intelligenz | Artificial Intelligence                 10

                                                                                                                                            Es ist eine große Herausforderung, doch auch      We have been faced with a huge challenge –
                          Mensch-Technik-Interaktion | Human-Technology Interaction        12
                                                                                                                                            dank der fortgeschrittenen Digitalisierung in     but the progress we have seen in workplace
                          Europäische Verbundforschung | European Collaborative Research   14                                               unserer Arbeitswelt konnten wir sie bewälti-      digitisation has provided one of the tools we
                                                                                                                                            gen. Der Wert und die Bedeutung dieses            are using to conquer it. There is barely any-
                          Transfer                                                         16                                               technologischen Fortschrittes sind nun nahe-      one out there who has not been touched by
                                                                                                                                            zu allen bewusst geworden.                        the value and significance of advancements
                          Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum                                 20                                                                                                 in digital technology.
                                                                                                                                            Die digitale Transformation durchdringt unse-
                          Konferenzen | Conferences                                        26                                               re sämtlichen Forschungs-, Entwicklungs- und      The digital transformation is penetrating
                                                                                                                                            Transferarbeiten. Seit seiner Gründung hat        every aspect of our work in research, devel-
                          Projekte | Projects                                              28                                               das BIBA dabei neben technischen Lösungen         opment and transfer. Since its founding, BIBA
                                                                                                                                            stets auch den Menschen in seinem Zusam-          has focused not only on technical solutions,
                          Lehre | Teaching                                                 44                                               menwirken mit der Technik im Blick.               but also on the way in which people interact
                                                                                                                                                                                              with technology.
                          Dissertationen | Dissertations                                   48
                                                                                                                                            Die Künstliche Intelligenz eröffnet hier viele
                                                                                                                                            neue, gute Optionen. Die Arbeit soll nicht        Artificial intelligence is opening up a whole
                          Ausgezeichnet | Awarded                                          54
                                                                                                                                            weniger werden, sondern sicherer, leichter        host of exciting new possibilities whose aim
                                                                                                                                            und besser. Entsprechend zählt die                is not to get rid of jobs, but to create safer,
                          Wissenschaftskommunikation | Science Communication               56
                                                                                                Institutsleitung I Institute Directors:     Mensch-Maschine-Interaktion zu einem              easier and better ways of working. Staying on
                          International                                                    58   Prof. Dr.-Ing. habil. Klaus-Dieter Thoben   unserer wichtigsten Themen. Ebenso wie die        this theme, interaction between humans and
                                                                                                Prof. Dr.-Ing. Michael Freitag              Sicherheit, die Individualität und die Privat-    technology is one of our most important
                          Mitgliedschaften | Memberships                                   62   Dipl.-Betriebsw. Olaf Simon                 sphäre des arbeitenden Menschen.                  areas of focus – as are security and the indi-
                                                                                                                                                                                              viduality and privacy of working people.
                          Engagement                                                       64                                               Unser Dank gilt den Mitarbeiterinnen und
                                                                                                                                            Mitarbeitern des BIBA sowie der Fachgebiete       For the ability to continue our work during
                          Abschlussarbeiten | Theses                                       66                                               PSPS und BIK am Fachbereich Produktions-          the pandemic, we would foremost like to
                                                                                                                                            technik der Universität Bremen. Sie haben         thank the staff at BIBA and the PSPS and BIK
                          Virtuelles BIBA | Virtual BIBA                                   68                                               sich besonders im vergangenen Jahr ganz           departments within the faculty of Production
                                                                                                                                            außerordentlich flexibel, ideenreich und          Engineering at the University of Bremen.
                          Publikationen | Publications                                     69                                               einsatzfreudig für das BIBA und unsere For-       Over the past year, they have excelled them-
                                                                                                                                            schung stark gemacht.                             selves in the outstanding flexibility, plethora
                          Film                                                             75                                                                                                 of ideas and enthusiasm they have shown in
                                                                                                                                            Auch unseren Partnern und Kunden danken           their work with BIBA and our research.
                          Karriere | Career                                                76
                                                                                                                                            wir herzlich für ihr Vertrauen in uns, für ihre
                                                                                                                                            Kreativität, ihr Engagement, ihre Zuverlässig-    We also want to extend our sincere thanks to
                          Impressum | Imprint
                                                                                                                                            keit. Wir wissen, dass viele von Ihnen arg zu     our partners and customers for continuing to
                                                                                                                                            kämpfen haben. Lassen Sie uns positiv den-        place their trust in us, and for their creativity,
                                                                                                                                            ken und agieren: Gemeinsam werden wir             dedication and reliability – we know that
                                                                                                                                            weiterhin Zukunftsarbeit leisten können.          many of you have been facing tough times.
                                                                                                                                                                                              Let’s keep up our positive mindset and ac-
Bremer Institut für
Produktion und                                                                                                                                                                                tions, and together we’ll continue to achieve
Logistik GmbH                                                                                                                                                                                 great things.

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                                                                                                     JAHR E SBER I CH T | ANNUAL R EPO R T               B I B A 2 019 / 2 0                                                                   1
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2019/20 BIBA - Bremer Institut für ...
B I B A - P O R T R ÄT | B I B A P O R T R A I T

                                                                                                                                                                       Prof. Dr.-Ing. Klaus-Dieter Thoben) des Fachbereiches                                range of projects at all levels. Behind such projects and
                                                                                                                                                                       Produktionstechnik – Maschinenbau und Verfahrenstech-                                research undertakings are around 150 BIBA employees
                                                                                                                                                                       nik der Universität Bremen verknüpft.                                                from a variety of disciplines, whose specialisms span the
                                                                                                                                                                                                                                                            areas of production engineering, industrial engineering
                                                                                                                                                                       Über diese Verbindung und auch über die Zusammenar-                                  and computer science as well as associated disciplines.
                                                                                                                                                                       beit mit der International Graduate School for Dynamics in
                                                                                                                                                                       Logistics (IGS) und dem Demonstrations- und Anwen­                                   Inspiration from links with the University of Bremen
                                                                                                                                                                       dungszentrum LogDynamics Lab erhält das BIBA vielfäl-                                Global economic change presents a challenge to the fields
                                                                                                                                                                       tige Impulse. Beide sind im BIBA angesiedelt und Teil des                            of research and industry. Processes are becoming ever
                                                                                                                                                                       Forschungsverbundes Bremen Research Cluster for                                      more complex and dynamic, and production and logistics
                                                                                                                                                                       Dynamics in Logistics (LogDynamics) der Uni Bremen,                                  are integrated into cooperative, global, interorganisa­tional
                                                                                                                                                                       dem auch das BIBA angehört.                                                          networks. Consequently, dynamism and collaboration
                                                                                                                                                                                                                                                            characterise not only the scientific content, but also the
                                                                                                                                                                            Since its founding in 1981 as the first affiliated insti-                       research methods employed at BIBA. As part of this
                                                                                                                                                                       tute of the University of Bremen, BIBA has marked itself                             approach, the institute maintains a policy of intensive
                                                                                                                                                                       out by virtue of its multidisciplinary, cross-institutional                          dialogue and transfer which incorporates both interna-
                                                                                                                                                                       and application-focused observations in the field of pro-                            tional corporations and small and medium-sized enter-
                                                                                                                                                                       duction engineering. Its research, development and trans-                            prises in the region.
                                                                                                                                                                       fer practices cover both processes and products in the key
Das BIBA: Das preisgekrönte Gebäude auf dem Bremer Uni-Campus wurde von dem Stararchitekten Oswald Mathias Ungers entworfen. Hier arbeiten rund                        areas of production and logistics. Working on this basis,                            BIBA has strong ties, in terms of both organisation and
150 Menschen. (Foto: Heiko Duin/BIBA) | BIBA: The award-winning building on the campus of the University of Bremen was designed by star architect Oswald Mathias
Ungers. It is the place of work for around 150 people. (Image: Heiko Duin/BIBA)                                                                                        over the years it has built up a unique profile and estab-                           content, with the departments of Planning and Control of
                                                                                                                                                                       lished itself as an interface between science and industry.                          Production and Logistics Systems (PSPS, Prof. Dr.-Ing.
                                                                                                                                                                                                                                                            Michael Freitag) and Integrated Product Development

Partner in Wissenschaft und Wirtschaft
                                                                                                                                                                       BIBA bundles its expertise and activities into several fields:                       (BIK, Prof. Dr.-Ing. Klaus-Dieter Thoben) within the faculty
                                                                                                                                                                       digital solutions in value creation networks, product life-                          of Production Engineering – Mechanical Engineering and

A partner to science and industry
                                                                                                                                                                       cycle digitalisation, interaction between humans and                                 Process Engineering at the University of Bremen.
                                                                                                                                                                       technology, integrated product and process develop-
                                                                                                                                                                       ment, system development and planning, process optimi-                               These links, as well as the collaboration with the Interna-
Mit unverwechselbarem Profil: Forschen und Entwickeln für Produktion und Logistik                                                                                      sation and control, plus robotics and automation.                                    tional Graduate School for Dynamics in Logistics (IGS) and
                                                                                                                                                                                                                                                            the LogDynamics Lab demonstration and application
A unique profile: Research and development in production and logistics                                                                                                 Multidisciplinary and cross-institutional                                            centre, have proven to be valuable sources of inspiration
                                                                                                                                                                       BIBA is involved in fundamental and application-oriented                             for BIBA. Both are located at BIBA and are part of the Bre-
                                                                                                                                                                       research, and undertakes commissioned research for                                   men Research Cluster for Dynamics in Logistics
     Seit seiner Gründung 1981 als erstes An-Institut der                         und europäischen Forschungsverbünden. Es initiiert Vor-                              industrial partners. The institute participates in national                          (LogDynamics) of the University of Bremen, of which BIBA
Universität Bremen hat sich das BIBA durch seine disziplin-                       haben verschiedenster Art auf allen Ebenen. Dahinter                                 and European research associations, and initiates a diverse                          is also a member.
und institutionenübergreifenden sowie anwendungsori-                              stehen im BIBA rund 150 Menschen unterschiedlicher
entierten Betrachtungen im Bereich der Produktionstech-                           Fachrichtungen. Ihre Schwerpunkte liegen überwiegend
nik ausgezeichnet. In Forschung, Entwicklung und                                  in der Produktionstechnik, im Wirtschaftsingenieurwesen
Transfer verknüpft es die Schwerpunkte Produktion und                             und der Informatik sowie in angrenzenden Disziplinen.
Logistik mit der Sicht sowohl auf die Prozesse als auch auf
die Produkte. So bildete es über die Jahre ein unverwech-                         Impulse auch durch den Verbund mit der Uni Bremen
selbares Profil aus und etablierte sich als Schnittstelle                         Der weltwirtschaftliche Wandel fordert Forschung und
zwischen Wissenschaft und Wirtschaft.                                             Industrie. Prozesse werden stetig komplexer und dynami­
                                                                                  scher, Produktion und Logistik sind eingebunden in ko­
Die Kompetenzen und Aktivitäten des BIBA sind gebün-                              operative, globale interorganisatorische Netze. Entspre­
delt in die Felder Digitale Lösungen in Wertschöpfungs-                           chend bestimmen Dynamik und Kollaboration nicht nur
netzwerken, Digitalisierung des Produktlebenszyklus,                              die wissenschaftlichen Inhalte, sondern auch die
Mensch-Technik-Interaktion, Integrierte Produkt- und                              Forschungsweise im BIBA. Dabei pflegt das Institut einen
Prozessentwicklung, Systementwicklung und -planung,                               intensiven Dialog und Transfer, der internationale Groß­
Prozessoptimierung und -steuerung sowie Robotik und                               unternehmen ebenso einbezieht wie kleine und mittlere
Automatisierung.                                                                  Unternehmen in der Region.

Disziplinen- und institutionenübergreifend                                        Organisatorisch sowie inhaltlich ist das BIBA eng mit den
Das BIBA engagiert sich in der Grundlagenforschung und                            Fachgebieten Planung und Steuerung produktionstech-
der anwendungsorientierten Forschung, arbeitet in der                             nischer und logistischer Systeme (PSPS, Prof. Dr.-Ing.                               Die BIBA-Forschungshalle bietet einerseits den Raum für wissenschaftliche Arbeit und andererseits eine perfekte Infrastruktur für Workshops mit der Wirtschaft.
                                                                                                                                                                       (Foto: Jan Meier) | The BIBA Shop Floor Lab offers on the one hand the space for scientific work and on the other hand a perfect infrastructure for workshops with
industriellen Auftragsforschung ebenso wie in nationalen                          Michael Freitag) und Integrierte Produktentwicklung (BIK,                            industrial partners. (Image: Jan Meier)

2                                                                                        JAHR E SBER I CH T | ANNUAL R EPO R T                   B I B A 2 019 / 2 0   JAHR E SBER I CH T | ANNUAL R EPO R T                 B I B A 2 019 / 2 0                                                                                            3
2019/20 BIBA - Bremer Institut für ...
O R G A N I S AT I O N S S T R U K T U R | O R G A N I S AT I O N A L S T R U C T U R E

                                                                                                                                                                            Ziel ist ein produktindividuelles Ende-zu-Ende-Manage-                             me aufzubauen. Ihren vollen Nutzen können diese Syste-
                                                                                                                                                                            ment sämtlicher Informationen und Prozesse in den Le-                              me erst dann entfalten, wenn die logistische Planung und
                                                                                                                                                                            benszyklen sowohl herkömmlicher als auch erweiterter                               Steuerung zugleich verstärkt dezentral und dynamisch
                                                                                                                                                                            Produkte. Die Abteilung Collaborative Business in Unter-                           gestaltet werden. Hier greifen die Forschungen des
                                                                                                                                                                            nehmensnetzwerken gestaltet Lösungen für die interor-                              BIBA-Bereiches IPS mit den Schwerpunkten Erforschung,
                                                                                                                                                                            ganisatorische Kooperation von Produkten und Dienstleis-                           Entwicklung und Anwendung innovativer Industrie-4.0-
                                                                                                                                                                            tungen in Unternehmen. Themenschwerpunkte sind                                     Technologien, Automatisierung produktionstechnischer
                                                                                                                                                                            kooperative Organisationsstrukturen sowie kooperatives                             und logistischer Prozesse und Entwicklung von leistungs-
                                                                                                                                                                            Innovations-, Risiko- und Qualitätsmanagement in ver-                              fähigen, praxistauglichen, dezentralen, dynamischen
                                                                                                                                                                            netzten Organisationen aus Produktion und Logistik. Die                            Planungs- und Steuerungsverfahren.
                                                                                                                                                                            Abteilung Integrierte Produkt- und Prozessentwicklung
                                                                                                                                                                            befasst sich mit IuK-technischen Lösungen zur Unterstüt-                           Der Bereich unterteilt sich in drei Abteilungen. Die Abtei-
                                                                                                                                                                            zung des Produktentwicklungsprozesses. Im Mittelpunkt                              lung Systemgestaltung und Planung forscht zur Gestal-
                                                                                                                                                                            steht die Entwicklung wissensbasierter Systeme und des                             tung effizienter Produktions- und Logistiknetzwerke. Ein
                                                                                                                                                                            Managements komplexer Produkte während ihres gesam-                                Schwerpunkt liegt dabei in der Entwicklung von Metho-
                                                                                                                                                                            ten Lebenszyklus.                                                                  den für die datenbasierte Planung und autonome Steue-
                                                                                                                                                                                                                                                               rung in Produktion und Logistik. Die Abteilung Data Ana-
                                                                                                                                                                            Institut für integrierte Produktentwicklung (BIK)                                  lytics und Prozessoptimierung beschäftigt sich mit dem
                                                                                                                                                                            Die thematischen Schwerpunkte des mit dem BIBA-Be-                                 Einsatz von Methoden und Algorithmen der künstlichen
In der BIBA-Forschungshalle kommen viele Disziplinen zusammen. (Foto: Jan Meier) | In the BIBA Shop Floor Lab, diverse disciplines come together. (Image: Jan Meier)        reich IKAP verbundenen BIK liegen in der Produktentwick-                           Intelligenz zur Analyse großer Datenmengen aus Ferti-
                                                                                                                                                                            lung für Automatisierung und Leichtbau, der Entwicklung                            gung, Montage, Logistik und Instandhaltung. Die Abtei-
                                                                                                                                                                            von energie- und ressourceneffizienten Produktionspro-                             lung Robotik und Automatisierung bearbeitet Projekte mit
                                                                                                                                                                            zessen, der rechnergestützten Produktentwicklung sowie                             dem Fokus auf der Konzipierung und Entwicklung von

Forschen in besonderer Konstellation
                                                                                                                                                                            der Schwingungs- und Akustikanalyse in Produktentwick-                             intelligenten und flexiblen Automatisierungslösungen für
                                                                                                                                                                            lung und Betrieb.                                                                  produktionstechnische und logistische Prozesse.

Research in a special constellation                                                                                                                                         Intelligente Produktions- und Logistiksysteme (IPS)
                                                                                                                                                                            Industrie-4.0-Technologien und cyber-physische Systeme
                                                                                                                                                                                                                                                               Planung und Steuerung produktionstechnischer
                                                                                                                                                                                                                                                               und logistischer Systeme (PSPS)
                                                                                                                                                                            sowie die hiermit verbundenen Möglichkeiten für roboter-                           Im mit dem BIBA-Bereich IPS verbundenen Fachgebiet
Aufbau und Verbindungen des BIBA fördern Interdisziplinarität, Synergien und Transfer
                                                                                                                                                                            gestützte Automatisierungslösungen sind wesentliche                                PSPS werden auf Grundlage interdisziplinärer Ansätze
Structure and connections of the BIBA promote interdisciplinarity, synergies and transfer                                                                                   Veränderungstreiber für Produktions- und Logistiksyste-                            Planungs- und Steuerungskonzepte sowie -methoden
                                                                                                                                                                            me. Bedingt durch den intensiven globalen Wettbewerb                               entwickelt. Die Forschungen sowohl zu technologischen
                                                                                                                                                                            sehen sich Unternehmen verstärkt der Notwendigkeit zur                             als auch zu kommunikations- und sozio-technischen Sys-
     Von der Grundlagenforschung über anwendungsna-                                  tiksysteme (IPS) sowie das Fachgebiet Planung und Steue-                               Nutzung dieser Technologien ausgesetzt, um adaptive,                               temen erfolgen mit dem Blick auf die gesamte Wertschöp-
he Projekte bis zu industrieller Auftragsforschung und                               rung produktionstechnischer und logistischer Systeme                                   flexible und dynamische Produktions- und Logistiksyste-                            fungskette.
dem Arbeiten in weltumspannenden Kooperationen: Die                                  (PSPS) am Uni-Fachbereich Produktionstechnik.
Bandbreite der BIBA-Aktivitäten ist groß und umfasst ein
breites Forschungsspektrum auf dem Feld der Produktion                               Informations- und kommunikationstechnische                                                                                                                                                Netzwerke
                                                                                                                                                                                                                                                                                    Netzwerke
und Logistik. Möglich wird diese Vielfalt durch die Struktur                         Anwendungen in der Produktion (IKAP)
des BIBA mit seinen engen Verknüpfungen zum Fachbe-                                  Der BIBA-Bereich IKAP konzipiert, entwickelt und realisiert
reich Produktionstechnik – Maschinenbau und Verfahrens­                              Methoden und Werkzeuge zur Unterstützung kooperati-
technik der Universität Bremen. Der Erfolg des BIBA grün-                            ver, intra- und interorganisatorischer Unternehmensnetz-                                                                             Logistiksysteme
det unter anderem in dieser besonderen Konstellation, die                            werke. Die Forschungen konzentrieren sich dabei auf die
sowohl in der Forschung als auch in der Lehre stets zu                               Gestaltung von effizienten und effektiven kollaborativen
                                                                                                                                                                                                                            Prozess- und                 Produktion               Nutzung und
neuen Impulsen und interdisziplinären Zusammenarbei-                                 Entwicklungs- und Produktionsprozessen durch die An-                                                     Produktentwicklung                                                                                               Recycling
                                                                                                                                                                                                                            Fabrikplanung                und Logistik             Instandhaltung
ten führt sowie einen hohen Praxisbezug gewährleistet.                               wendung innovativer Informationstechnologien. Im Fokus
                                                                                     liegt das kooperative unternehmerische Handeln in ver-                                                       Markt                                                                                                         Markt
Prof. Dr.-Ing. habil. Klaus-Dieter Thoben leitet den BIBA-                           teilten Entwicklungs- und Produktionsprozessen und die                                                                                                              Produktionssysteme
Forschungsbereich Informations- und kommunikations-                                  dem Produktionsprozess nachgelagerten Phasen des
technische Anwendungen in der Produktion (IKAP) und                                  Produktlebenszyklus wie die Nutzung von Produkten und
das Fachgebiet Integrierte Produktentwicklung mit dem                                deren Wieder- oder Weiterverwendung.
                                                                                                                                                                                                                                             Robotik und
Institut für integrierte Produktentwicklung (BIK) des Uni-                                                                                                                                                                                   technische Logistik
Fachbereiches Produktionstechnik.                                                    IKAP unterteilt sich in drei Abteilungen. Die Abteilung
                                                                                     Intelligente Informations- und Kommunikationsumgebun-                                  Das BIBA konzipiert, entwickelt und realisiert Methoden und Werkzeuge zur Planung und Steuerung logistischer Prozesse, zur Koordination von Produktentwicklung
                                                                                                                                                                            und Produktion in Unternehmensnetzwerken und für eine durchgängige Informationsverfügbarkeit im gesamten Produktlebenszyklus. (Grafik: BIBA) |
Prof. Dr.-Ing. Michael Freitag verantwortet den BIBA-                                gen für die kooperative Produktion befasst sich mit dem                                BIBA designs, develops and implements methods and tools to plan and control logistics processes, coordinate product development and production in company
Forschungsbereich Intelligente Produktions- und Logis-                               Einsatz neuer IuK-Technologien im Produktlebenszyklus.                                 networks, and ensures that information is fully available throughout the entire product lifecycle. (Image: BIBA)

4                                                                                           JAHR E SBER I CH T | ANNUAL R EPO R T                     B I B A 2 019 / 2 0   JAHR E SBER I CH T | ANNUAL R EPO R T                B I B A 2 019 / 2 0                                                                                         5
2019/20 BIBA - Bremer Institut für ...
O R G A N I S AT I O N S S T R U K T U R | O R G A N I S AT I O N A L S T R U C T U R E

                                                                                                                                                                               vibrations and acoustics in product development and                                    IPS is divided into three departments. The department
                                                                                                                                                                               operation.                                                                             System Design and Planning carries out research with the
                                                                                                                                                                                                                                                                      aim of designing efficient production and logistics net-
                                                                                                                                                                               Intelligent Production and Logistics Systems (IPS)                                     works. This focuses on developing methods for data-driv-
                                                                                                                                                                               Industry 4.0 technologies and cyber-physical systems as                                en planning and autonomous control in production and
                                                                                                                                                                               well as the associated opportunities for robot-assisted                                logistics. The department Data Analytics and Process
                                                                                                                                                                               automation solutions are key driving forces for change in                              Optimisation is involved in the use of methods and algo-
                                                                                                                                                                               production and logistics systems. Given the intensive,                                 rithms from artificial intelligence for analysing large quan-
                                                                                                                                                                               global competition, companies see themselves increas-                                  tities of data from manufacturing, assembly, logistics and
                                                                                                                                                                               ingly confronted with the necessity of using these tech-                               maintenance. The department Robotics and Automation
                                                                                                                                                                               nologies in order to establish flexible and dynamic pro-                               works on projects that focus on designing a concept and
                                                                                                                                                                               duction and logistics systems. These systems can only                                  developing intelligent and flexible automation solutions
                                                                                                                                                                               reveal their full benefits if logistical planning and control                          for production engineering and logistical processes.
                                                                                                                                                                               are both designed in a more decentralised and dynamic
                                                                                                                                                                               way. This is where BIBA’s research in the IPS division comes                           Planning and Control of Production and Logistics
                                                                                                                                                                               into play, with a focus on exploration, development, and                               Systems (PSPS)
                                                                                                                                                                               application of innovative ICT, the automation of produc-                               In association with BIBA’s IPS division, PSPS develops plan-
                                                                                                                                                                               tion and logistical processes and the development of                                   ning and control concepts and methods based on inter-
                                                                                                                                                                               efficient, practical, decentralized and dynamic planning                               disciplinary approaches. Research is carried out into tech-
Logistikforschung und Digitalisierung zum Anfassen – Vorführung in der BIBA Forschungshalle. (Foto: Tine Casper) | Logistics research and digitalisation at your               and control processes.                                                                 nological, IT and socio-technological systems, taking into
fingertips – demonstration in the BIBA Shop Floor Lab. (Image: Tine Casper)
                                                                                                                                                                                                                                                                      account the entire value chain and focussing on both
                                                                                                                                                                                                                                                                      single companies and production networks.

    From fundamental research to application-oriented                                  collaborative development and production processes by
industrial projects and global collaborations: BIBA takes                              applying innovative information technology. The focus is
part in a wide range of activities and its research into                               on company collaboration in distributed development
production and logistics also covers a vast spectrum. This                             and production processes, as well as on the product lifecy-
diversity is made possible by BIBA’s structure, with its close                         cle phases downstream of the production process, such as
connections to the faculty of Production Technology –                                  using, recycling or re-using products.                                                                               Methoden                                                                                 Technologien
Mechanical Engineering and Process Engineering at the
University of Bremen. This special set-up is one of the                                This division of BIBA is divided into three departments.                                                        Managementmethoden                                                                    Digitalisierung und Industrie 4.0
reasons for BIBA’s success, as it constantly results in new                            The department for Intelligent ICT for Co-operative Pro-                                                                                                                                   Cyber-physische Systeme und Internet der Dinge
                                                                                                                                                                                             Techniken der Modellierung und Model
sources of inspiration and inter-disciplinary collaboration                            duction is involved in using new information and commu-                                                          Transformation                                                                        Robotik und Automatisierung
both in research as well as in teaching, and guarantees a                              nication technologies in the production life cycle. The aim
                                                                                                                                                                                                Planung- und Steuerungsmethoden                                                              Sensoren und Sensornetzwerke
high practical relevance.                                                              is to achieve end-to-end management of all information
                                                                                                                                                                                                  Datenanalyse und maschinelles
                                                                                       and processes in the life cycles of an individual product,                                                            Lernen
Prof. Dr.-Ing. habil. Klaus-Dieter Thoben leads the BIBA                               whether this is a conventional or extended product. The
research division of the Application of Information and                                department Collaborative Business in Enterprise Networks
Communication Technologies in Production (IKAP) and                                    designs solutions for the inter-organisational co-operation                                                                                                   Anwendungsfelder
the group of Integrated Product Development within the                                 of company products and services. The focus is on co-op-
Institute for Integrated Product Development (BIK) from                                erative organisational structures as well as the cooperative
                                                                                                                                                                                                                                         Supply Chains und Produktionsnetzwerke
the faculty of Production Engineering.                                                 management of innovation, risk and quality in networked
                                                                                                                                                                                                                                              Maritime Logistik und Hafenbetrieb
                                                                                       organisations in production and logistics. The department
                                                                                                                                                                                                                                                            Transportnetzwerke
Prof. Dr.-Ing. Michael Freitag is responsible for the BIBA                             for Integrated Product and Process Design is involved in
research division into Intelligent Production and Logistics                            solutions in information and communication technology                                                                                                 Intralogistik in Produktion und Lager
Systems (IPS) as well as for the group of Planning and                                 to support the product development process. It focuses
Control of Production and Logistics Systems (PSPS) in the                              on developing knowledge-based systems and managing
university’s faculty of Production Engineering.                                        complex products throughout their entire life cycle.

Application of Information and Communication Tech-                                     Institute for Integrated Product Development (BIK)
nologies in Production (IKAP)                                                          In association with BIBA’s IKAP division, the thematic focus
BIBA’s IKAP division designs, develops and implements                                  of BIK is product development for automation and light-
methods and tools to support co-operative company                                      weight construction, the development of energy-efficient                                Das BIBA forscht branchen- und institutionenübergreifend entlang der gesamten Wertschöpfungskette unter anderem zu den Themen Digitalisierung, Industrie 4.0,
                                                                                                                                                                               Interoperabilität, Produktionsplanung und -steuerung, Prozessoptimierung, Robotik und Automatisierung sowie Mensch-Maschine-Interaktion. (Grafik: BIBA) |
networks both within and among companies. Research                                     and resource-efficient production processes, computer­                                  With a focus on engineering, BIBA conducts research across industries and institutions along the entire value chain, including the fields of digitalisation, Industry 4.0,
therefore focuses on designing efficient and effective                                 assisted product development, as well as the analysis of                                interoperability, production planning and control, process optimisation, robotics, automation and human-machine interaction. (Image: BIBA)

6                                                                                             JAHR E SBER I CH T | ANNUAL R EPO R T                      B I B A 2 019 / 2 0   JAHR E SBER I CH T | ANNUAL R EPO R T                  B I B A 2 019 / 2 0                                                                                               7
2019/20 BIBA - Bremer Institut für ...
INFRASTRUKTUR | INFRASTRUCTURE

                                                                                                                                                                                Transfer in die Praxis                                           Experience tomorrow’s production today
                                                                                                                                                                                Ergänzend dazu bietet die BIBA-Halle Labore und An-              The solutions developed in these areas are investigated to
                                                                                                                                                                                wendungsinfrastrukturen für den Transfer in die Praxis.          determine their applicability and are tested at the BIBA
                                                                                                                                                                                Dabei bildet es den gesamten Prozess der Proto-                  Shop Floor Lab in the form of demonstrators or proto-
                                                                                                                                                                                typenentwicklung ab: von der methodisch strukturierten           types. Over a space of 1250 square metres, visitors can
                                                                                                                                                                                Problemdefinition und Ideenfindung über die schnelle             gain a tangible experience of tomorrow’s production and
                                                                                                                                                                                Herstellung von kombinierten mechanischen und                    logistics processes today – in the real and digital world.
                                                                                                                                                                                IoT-Komponenten bis hin zur vollständigen Inbetrieb-             New products with new services and benefits undergo
                                                                                                                                                                                nahme, Durchführung und Auswertung von Testsyste-                innovative processes over their entire lifecycle, ensuring
                                                                                                                                                                                men. Dafür stehen neben umfangreichen Kreativ- und               they serve the continually changing and increasingly
                                                                                                                                                                                Innovationsinfrastrukturen auch Softwareanwendungen              individual customer and user requirements.
                                                                                                                                                                                und Fertigungstechnologien wie Werkzeugmaschinen,
                                                                                                                                                                                3D-Druck und SMD-Fertigung bereit.                               Transfer to practice
                                                                                                                                                                                                                                                 In addition, the BIBA Shop Floor Lab provides laboratories
                                                                                                                                                                                Das BIBA ist ein Zukunftsort der Produktion und Logistik         and application infrastructure to test a solution’s transfer
                                                                                                                                                                                in Bremen. In der Forschungshalle werden die Konzepte            to practical use. The entire prototype development pro-
                                                                                                                                                                                und Methoden zu sichtbaren Lösungen entwickelt, in               cess is covered – from methodically structured problem
                                                                                                                                                                                denen Produkt und Prozess mit Produktion und Logistik            definition and idea generation to rapid manufacturing of
                                                                                                                                                                                integriert sind.                                                 combined mechanical and IoT components, right through
In der BIBA-Forschungshalle finden sich Labore und Anwendungsinfrastrukturen auch für den Transfer in die betriebliche Praxis. (Bild: Jan Meier) | In the BIBA Shop Floor                                                                        to complete commissioning, implementation and evalua-
Lab, there are laboratories and application infrastructures also for transfer to operational practice. (Image: Jan Meier)
                                                                                                                                                                                     Digitialisation has become a core focus of teaching,        tion of test systems. Alongside extensive creative and
                                                                                                                                                                                research and transfer practices. BIBA is researching how         innovation infrastructure, software applications and pro-
                                                                                                                                                                                digitalisation is changing production and logistics systems      duction technologies such as machine tools, 3D printing

Innovationszentrum für Anwendungen
                                                                                                                                                                                through the ongoing development of technology.                   and SMD manufacturing are also available.

                                                                                                                                                                                Products are becoming more and more complex                      BIBA is a future-oriented production and logistics site in

Innovation center for applications                                                                                                                                              Products are being supplemented by other elements such
                                                                                                                                                                                as services or additional benefits. Products and processes
                                                                                                                                                                                                                                                 Bremen. At the research facility, concepts and methods
                                                                                                                                                                                                                                                 are developed into tangible solutions in which product
                                                                                                                                                                                are increasingly coalescing. At the same time, customer          and process are integrated with production and logistics.
Einblicke in die BIBA-Forschungshalle – Technologien, Methoden und Transfer
                                                                                                                                                                                requirements are taking on more of an individual charac-
Insights into the BIBA Shop Floor Lab – technologies, methods and transfer                                                                                                      ter. Customers today are increasingly making their pur-
                                                                                                                                                                                chase decisions on the basis of criteria such as sustainabili-
                                                                                                                                                                                ty or region of origin, rather than the product quality and
    Die Digitalisierung hat einen wesentlichen Schwer-                                 Die Kompetenzfelder                                                                      function alone.
punkt in der Lehre, der Forschung und im Transfer einge-                               In der BIBA-Forschungshalle werden Lösungen der folgen-
nommen. Das BIBA forscht dazu, wie die Digitalisierung                                 den Bereiche getestet:                                                                   It is no longer enough to offer an impressive product –
durch die fortschreitende Technologieentwicklung die                                   • Digitale Lösungen in Wertschöpfungsnetzwerken                                          customers need to be convinced by the entire product
Produktions- und Logistiksysteme verändert.                                            • Digitalisierung des Produktlebenszyklus                                                lifecycle. This is making products more complex, which in
                                                                                       • Mensch-Technik-Interaktion                                                             turn is impacting production and logistics companies as
Produkte werden zunehmend komplexer                                                    • Integrierte Produkt- und Prozessentwicklung                                            well as people’s working environment. BIBA researches
Produkte werden unter anderem mit Dienstleistungen                                     • Systementwicklung und -planung                                                         and develops application-oriented technologies, methods
oder mit weiterem Nutzen angereichert. Produkte und                                    • Prozessoptimierung und -steuerung                                                      and expertise in this field.
Prozesse verschmelzen zunehmend miteinander. Zudem                                     • Robotik und Automatisierung
steigt die Individualisierung der Kundenanforderungen.                                                                                                                          Fields of expertise
Kundinnen und Kunden machen ihre Kaufentscheidung                                      Produktion von morgen schon heute erleben                                                At the BIBA Shop Floor Lab, solutions are tested in the
nicht mehr ausschließlich von der Produktqualität und                                  Die in diesen Bereichen entwickelten Lösungen werden                                     following areas:
-funktion abhängig, sondern zunehmend auch von Kriteri-                                auf ihre Anwendungsfähigkeit hin untersucht und in der                                   • Digital solutions in value creation networks
en wie Nachhaltigkeit oder Regionalität.                                               Forschungshalle in Form von Demonstratoren oder Proto-                                   • Product lifecycle digitalisation
                                                                                       typen getestet. Auf 1250 Quadratmetern können Besu­                                      • Human-technology interaction
Es muss nicht mehr nur das Produkt überzeugen, sondern                                 cherinnen und Besucher die Produktion und Logistik von                                   • Integrated product and process development
der gesamte Produktlebenszyklus. Die Produkte werden                                   morgen schon heute hautnah erleben – in der realen und                                   • System development and planning
somit komplexer, was wiederum Einfluss auf Produktions-                                der digitalen Welt. Neue Produkte mit neuen Dienstleis-                                  • Process optimisation and control
und Logistikunternehmen und auf die Arbeitswelt des                                    tungen und Nutzen durchlaufen über ihren gesamten                                        • Robotics and automation
Menschen hat. Hierfür erforscht und entwickelt das BIBA                                Lebenszyklus innovative Prozesse und bedienen somit die                                                                                                   Am Demonstrator des Projektes SaSch (siehe Seite 38): Präsentation mit Dokto-
anwendungsorientierte Technologien, Methoden und                                       sich kontinuierlich ändernden und individualisierten                                                                                                      rand*innen von BIBA und IGS. (Foto: Bodo Nussdorfer) | At the demonstrator of
                                                                                                                                                                                                                                                 the SaSch project (see page 38): Presentation with doctoral students from BIBA
Kompetenzen.                                                                           Kunden- und Nutzeranforderungen.                                                                                                                          and IGS. (Image: Bodo Nussdorfer)

8                                                                                             JAHR E SBER I CH T | ANNUAL R EPO R T                       B I B A 2 019 / 2 0   JAHR E SBER I CH T | ANNUAL R EPO R T     B I B A 2 019 / 2 0                                                                                 9
2019/20 BIBA - Bremer Institut für ...
KÜNSTLICHE INTELLIGENZ | ARTIFICIAL INTELLIGENCE

                                                                                                                                                                                  AutoCBM. Durch die automatisierte Auswahl geeigneter           AI to become even more integrated into machines
                                                                                                                                                                                  Prognosemethode sollen Stillstands- und Ausfallzeiten          The EU joint research project COALA – which is coordinat-
                                                                                                                                                                                  signifikant reduziert werden können.                           ed by BIBA – is also researching AI-based voice assistants.
                                                                                                                                                                                                                                                 In addition to technical and functional enhancements
                                                                                                                                                                                  Mit der Entwicklung einer selbstlernenden Softwareplatt-       such as specialised change management, the digital assis-
                                                                                                                                                                                  form für 3D-Druckerfarmen wird die individualisierte           tants will become even more integrated into work pro-
                                                                                                                                                                                  Serienherstellung von passgenauen Schuhen aus dem              cesses and support customised vocational training.
                                                                                                                                                                                  Drucker unterstützt. Im Forschungsprojekt PrintAI wird
                                                                                                                                                                                  hierzu ein KI-basierter Qualitätsregelkreis aufgebaut, der     In the AutoCBM research project, automated prognoses
                                                                                                                                                                                  neben der Qualitätsprüfung eine automatisierte Parame-         for the condition-based maintenance of manufacturing
                                                                                                                                                                                  teroptimierung des 3D-Drucks vornimmt.                         systems are being developed which evaluate themselves
                                                                                                                                                                                                                                                 based on the specific system. Standstills and other down-
                                                                                                                                                                                  Auch die Einstiegsbarrieren für KMU abbauen                    times can be significantly reduced through the automated
                                                                                                                                                                                  Ebenfalls initiiert und geleitet vom BIBA ist das Verbund-     selection of the most suitable prognostic method.
                                                                                                                                                                                  projekt ecoKI. Sein Ziel ist der Aufbau eines Modulbaukas-
                                                                                                                                                                                  tens zur Unterstützung kleiner und mittlerer Unterneh-         The development of a self-learning software platform
                                                                                                                                                                                  men (KMU) bei der Einführung von KI-Technologien zur           for 3D printer farms supports the customised mass pro-
                                                                                                                                                                                  Verbesserung der Energieeffizienz. Um die Einstiegsbarrie-     duction of made-to-measure shoes from the printer. The
                                                                                                                                                                                  ren für KMU zur Nutzung von Digitalisierung und Metho-         PrintAI research project is looking at setting up an
Mithilfe künstlicher Intelligenz werden Visionen wahr und die Arbeit wird leichter. (Symbolbild: NicoElNino/stock.adobe.com) | With the help of artificial intelligence,          den des maschinellen Lernens zu reduzieren, sollen künf-       AI-based quality control loop which, in addition to a
visions become reality and work becomes easier. (Symbolic picture: NicoElNino/stock.adobe.com)
                                                                                                                                                                                  tig generische Digitalisierungs- und KI-Bausteine helfen.      quality check, automatically optimises the 3D printing
                                                                                                                                                                                                                                                 parameters.
                                                                                                                                                                                       Artificial intelligence (AI) enables applications that,

Künstliche Intelligenz im Fokus
                                                                                                                                                                                  until recently, could hardly be imagined. A range of instru-   Breaking down barriers for SMEs
                                                                                                                                                                                  ments is available thanks to faster processors, new ma-        BIBA is also the founder and leader of the joint ecoKI pro-
                                                                                                                                                                                  chine learning methods and integration with new statisti-      ject. Its aim is to build a modular system to support small

Focusing on artificial intelligence                                                                                                                                               cal and optimisation technologies. These instruments can
                                                                                                                                                                                  be used to solve difficult problems using AI. BIBA research-
                                                                                                                                                                                                                                                 and medium-sized enterprises (SMEs) in increasing energy
                                                                                                                                                                                                                                                 efficiency through AI technologies. In the future, generic
                                                                                                                                                                                  es both technical solutions and the interaction between AI     digitisation and AI modules will help to reduce the barriers
BIBA betrachtet auch das Zusammenspiel mit dem Menschen in seinem realen Arbeitsleben
                                                                                                                                                                                  and people in real working systems.                            SMEs face when they begin using digitisation and ma-
BIBA also analyses human interaction in a real working environment                                                                                                                                                                               chine learning methods.
                                                                                                                                                                                  In research and development, BIBA focuses on interdisci-
                                                                                                                                                                                  plinary, practice-oriented solutions for applications such
    Künstliche Intelligenz (KI) ermöglicht Anwendungen,                                 schine-Dialogen und Prozessen. So hat sich das EIT Manu-                                  as assistance systems, condition-based maintenance,
die bis vor Kurzem noch kaum denkbar waren. Mit schnel-                                 facturing-Projekt DIAMOND mit der schnellen Bereitstel-                                   human-machine dialogue and vocational training – just
leren Prozessoren, neuen maschinellen Lernverfahren und                                 lung von Informationen über Dialoge und dem Zugang                                        to name a few. Some projects address several of these
der Verknüpfung mit neuen Techniken der Statistik und                                   von Mitarbeiter*innen zu Softwaresystemen für eine                                        fields as they cannot always be distinguished clearly from
Optimierung steht ein Instrumentarium zur Verfügung,                                    vorausschauende Instandhaltung befasst. Ein intelligenter                                 one another.
auch schwierige Problemstellungen mithilfe der KI zu                                    Sprachassistent soll sie künftig unterstützen. Der Optimie-
bearbeiten. Dabei forscht das BIBA zu technischen Lösun-                                rung des Angebotsmanagements bei Logistikausschrei-                                       Digital assistants for production, logistics and training
gen wie auch zum Zusammenspiel von KI und Mensch in                                     bungen durch ein KI-basiertes Assistenzsystem widmet                                      Digital voice assistants such as Alexa and Siri have long
realen Arbeitssystemen.                                                                 sich das Projekt INSERT. Entwickelt wird ein automatisier-                                since become common household names. BIBA is now
                                                                                        tes Verfahren zum ausschreibungsgerechten Entwurf                                         investigating the use of such assistants in production,
In Forschung und Entwicklung setzt das BIBA auf interdis-                               layoutbasierter Logistikkonzepte mittels Simulation.                                      logistics and vocational training by focusing on the crea-
ziplinäre, praxisorientierte Lösungen unter anderem zu                                                                                                                            tion of human-machine dialogues and processes. The
den Anwendungsfeldern Assistenzsysteme, zustandsba-                                     KI noch tiefer in Maschinen und Anlagen integrieren                                       EIT-Manufacturing project DIAMOND, for example, has
sierte Instandhaltung, Mensch-Maschine-Dialog und                                       Mit KI-basierten Sprachassistenten beschäftigt sich auch                                  been working on quickly providing information through
berufliche Bildung. Dabei greifen die Vorhaben teils meh-                               das vom BIBA koordinierte EU-Verbundvorhaben COALA.                                       the use of dialogues and enabling employees to access
rere dieser nicht stets trennscharf voneinander abzugren-                               Neben technischen und funktionalen Erweiterungen wie                                      software systems for predictive maintenance. In the
zenden Felder auf.                                                                      einem spezialisierten Change-Management sollen digitale                                   future, this process is to be facilitated by an intelligent
                                                                                        Helfer noch tiefer in die Arbeitsprozesse integriert werden                               voice assistant. The INSERT project is looking at ways to
Digitale Helfer für Produktion, Logistik, Berufsbildung                                 und eine angepasste berufliche Bildung unterstützen.                                      improve bid management for logistics tender processes
Im Privaten haben sich digitale Sprachassistenten wie                                                                                                                             through an AI-based assistance system. The goal of the
Alexa und Siri längst etabliert. Das BIBA untersucht den                                Automatisierte Prognosen für die zustandsbasierte In-                                     project is to develop an automated process for the
                                                                                                                                                                                                                                                 Technik soll den Menschen unterstützen, ihn nicht dominieren. (Symbolbild:
Einsatz derartiger Helfer auch in Produktion, Logistik und                              standhaltung von Produktionsanlagen, die sich anlagen-                                    tender-appropriate design of layout-based logistics con-       Alex/stock.adobe.com) | Technology should support people, not dominate
Berufsbildung. Im Fokus: die Gestaltung von Mensch-Ma-                                  spezifisch selbst evaluieren, ist Thema des Projektes                                     cepts through simulation.                                      them. (Symbolic picture: Alex/stock.adobe.com)

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2019/20 BIBA - Bremer Institut für ...
M E N S C H - T E C H N I K - I N T E R A K T I O N | H U M A N - T E C H N O LO G Y I N T E R A C T I O N

                                                                                                                                                                            tiven Einsatz befähigt als auch neuartige Robotik-Systeme                        and assembly environment and the corresponding logis-
                                                                                                                                                                            erforscht und entwickelt, die dem Menschen bei belasten-                         tics sector, BIBA is increasingly also serving the skilled
                                                                                                                                                                            den Aufgaben assistieren, sodass dieser in einer veränder-                       trades in this context.
                                                                                                                                                                            ten Rolle seine Stärken entfalten kann.
                                                                                                                                                                                                                                                             Combining different systems
                                                                                                                                                                            Physische und virtuelle Objekte integrieren                                      In the field of information provision, BIBA adopts several
                                                                                                                                                                            Ein weiterer Bereich ist die Erforschung und Entwicklung                         approaches. They range from the use of augmented reali-
                                                                                                                                                                            neuer Ansätze zur Integration von physischen und virtuel-                        ty glasses, information projections, voice assistants and
                                                                                                                                                                            len Objekten. Hierzu erforscht das BIBA unter anderem                            gesture control right the way through to adaptive user
                                                                                                                                                                            den Einsatz des digitalen Zwillings zur Weiterentwicklung                        interfaces. These approaches often involve the use of
                                                                                                                                                                            der MTI. Weitere Ansätze in diesem Kontext umfassen die                          artificial intelligence. It is only through the combination of
                                                                                                                                                                            Steuerung und Antizipation von Technikverhalten mittels                          recording systems, follow-up processing of the data and
                                                                                                                                                                            Simulationen, den Eingriff des Menschen auf Ausfüh-                              user-focused data provision that these systems can
                                                                                                                                                                            rungs- und Entscheidungsebenen von Maschinen sowie                               achieve genuine added value for a wide range of process-
                                                                                                                                                                            kontextsensitive Aufgaben wie beispielsweise die Prozess-                        es and actors. For BIBA, recent projects in this area have
                                                                                                                                                                            zuordnung zwischen Mensch und Technik.                                           included maintenance, assembly and the recording of
                                                                                                                                                                                                                                                             process and product-related performance and quality
                                                                                                                                                                                 The possibilities opened up by rapid advances in                            indicators.
                                                                                                                                                                            technology often exceed even the wildest fantasies
Versuche mit Roboter und Schweißsimulator in der BIBA-Forschungshalle. (Foto: Tine Casper) | Experiments with robot and welding simulator in the BIBA Shop Floor Lab.       dreamt up in the past. Glasses that can be used to look                          Innovative robotics systems
(Image: Tine Casper)
                                                                                                                                                                            inside and through walls, planning tables that let you use                       In the field of physical interaction between people and
                                                                                                                                                                            your fingers to move objects around, voice assistants that                       technology in an industrial environment, conventional
                                                                                                                                                                            give you the information you want when you want it –                             industrial robots are being given the capability to be used

Zum Miteinander von Mensch und Technik
                                                                                                                                                                            these visions have now become reality.                                           in collaborative work and innovative robotics systems are
                                                                                                                                                                                                                                                             being researched and developed in order to assist people
                                                                                                                                                                            In some cases, things that might have originally been used                       with strenuous tasks so that they can deploy their

Cooperation of people and technology                                                                                                                                        as games in people’s living rooms have quickly been put
                                                                                                                                                                            to use in industry and trade as a way of adding value.
                                                                                                                                                                                                                                                             strengths in a different role.

                                                                                                                                                                            Cooperation between people and technology is becom-                              Integrating physical and virtual objects
Von der intuitiven Bedienung bis zur kollaborativen Entscheidungsfindung
                                                                                                                                                                            ing increasingly common.                                                         Another area is the research and development of new
From intuitive operation to collaborative decision-making                                                                                                                                                                                                    approaches for the integration of physical and virtual
                                                                                                                                                                            One of the core topics in the research and development                           objects. BIBA is conducting research into a number of
                                                                                                                                                                            work at BIBA is human-technology interaction (HTI), which                        areas in this field, including the use of digital twins for the
     Die Möglichkeiten durch den rasanten technischen                                sowie der entsprechenden Logistik bedient das BIBA in                                  offers a host of possibilities. From information provision                       further development of HTI. Additional approaches in this
Fortschritt übersteigen oft selbst die kühnsten Fantasien                            diesem Kontext auch zunehmend das Handwerk.                                            and intuitive operation of controllers in innovative sys-                        context involve the control and anticipation of technologi-
vergangener Tage. Brillen, mit denen in und durch Wände                                                                                                                     tems through to intuitive operation of machinery or col-                         cal behaviour using simulations, human intervention at
geschaut werden kann, Planungstische, auf denen mit den                              Kombination verschiedener Systeme                                                      laborative human-technology decision-making – this field                         the execution and decision-making level of machines, and
Fingern Objekte verschoben werden können, Sprachassis-                               Im Bereich der Informationsbereitstellung verfolgt das                                 accounts for a wide range of application-oriented projects                       context-sensitive tasks such as process assignment be-
tenten liefern ad hoc gewünschte Informationen – solche                              BIBA mehrere Ansätze: vom Einsatz von Augmented Reali-                                 at BIBA. In addition to the traditional industrial production                    tween humans and technology.
Visionen sind Realität geworden.                                                     ty-Brillen über Informationsprojektionen, Sprachassisten-
                                                                                     ten und Gestensteuerung bis hin zu sich anpassenden
Was sich zum Beispiel anfangs mit Computerspielen privat                             Benutzerschnittstellen. Diese Ansätze gehen oft mit dem
in den Wohnzimmern etabliert hatte, wurde nicht selten                               Einsatz von künstlicher Intelligenz einher. Nur durch die
wenig später auch im Arbeitsleben in Industrie und Han-                              Kombination aus erfassenden Systemen, einer nachfol-
del wertschöpfend genutzt. Das Zusammenwirken von                                    genden Verarbeitung dieser Daten und ihrer nutzerzent-
Mensch und Maschine wird immer selbstverständlicher.                                 rierten Bereitstellung können diese Systeme einen wahr-
                                                                                     haften Mehrwert für unterschiedlichste Prozesse und
Eines der Kernthemen in der Forschungs- und Entwick-                                 Akteure erzielen. Für das BIBA sind dies in aktuellen Pro-
lungsarbeit des BIBA ist die Mensch-Technik-Interaktion                              jekten unter anderem die Prozesse der Instandhaltung
(MTI) mit einer Vielfalt an Möglichkeiten. Ob Bereitstellung                         und Montage sowie die Ermittlung von prozess- und pro-
von Informationen oder die intuitiv bedienbare Steuerung                             duktbezogenen Leistungs- und Qualitätskennzahlen.
neuartiger Systeme bis hin zur intuitiven Bedienung von
Maschinen oder einer kollaborativen Mensch-Technik-Ent-                              Neuartige Robotik-Systeme
scheidungsfindung: am BIBA finden sich dazu eine Viel-                               Auf dem Feld des physischen Zusammenwirkens von
zahl anwendungsorientierter Projekte. Neben dem klassi-                              Mensch und Technik im industriellen Umfeld werden
schen industriellen Produktions- und Montageumfeld                                   sowohl konventionelle Industrieroboter für den kollabora-                              Eines der Kernthemen in der BIBA-Forschung und -Entwicklung: die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine. (Symbolbild: Elnur/stock.adobe.com) | One of the core
                                                                                                                                                                            topics in BIBA research and development: the cooperation of human and machine. (Symbolic picture: Elnur/stock.adobe.com)

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2019/20 BIBA - Bremer Institut für ...
E U R O PÄ I S C H E V E R B U N D F O R S C H U N G | E U R O P E A N C O L L A B O R AT I V E R E S E A R C H

                                                                                                                                                                                   Hilfe vom DIAMOND-Sprachassistenten                            Condition monitoring with RAMEN
                                                                                                                                                                                   Die vorausschauende Wartung ist auch Thema des vom             The goal of the RAMEN project is to bring a new software
                                                                                                                                                                                   BIBA koordinierten Projektes DIAMOND. Um den Zustand           solution for condition monitoring and predictive analysis
                                                                                                                                                                                   von Maschinen und Anlagen zu ermitteln und Wartungs-           to the market. It focuses on a systematic approach in
                                                                                                                                                                                   aufgaben abzuleiten, ist das BIBA an der Entwicklung           which AI algorithms, IT concepts and existing solutions are
                                                                                                                                                                                   eines digitalen, intelligenten Assistenten beteiligt. Er       combined to form one ecosystem. This enables the entire
                                                                                                                                                                                   ermöglicht Arbeitenden in der Produktion einen einfache-       data value chain to be modelled – from data capture and
                                                                                                                                                                                   ren Zugang zur computergestützten, vorausschauenden            condition monitoring through to predictive maintenance.
                                                                                                                                                                                   Wartung. Sie können durch Anfragen in natürlicher Spra-        One of BIBA’s contributions to this project involves en­
                                                                                                                                                                                   che Informationen zu Wartungsaufgaben und zur Diagno-          abling a component for predictive maintenance to be
                                                                                                                                                                                   se von Problemen erhalten.                                     integrated into the RAMEN platform.

                                                                                                                                                                                   Training mit VR-SUSTAIN                                        Support from DIAMOND voice assistant
                                                                                                                                                                                   Im Projekt VR-SUSTAIN wird eine Virtual Reality (VR)-Trai-     Predictive maintenance is also the subject of the
                                                                                                                                                                                   ningsumgebung entwickelt, die im Rahmen der Aus- und           DIAMOND project, which BIBA coordinates. To determine
                                                                                                                                                                                   Weiterbildung im Arbeitsumfeld bestehende Risiken in           the condition of machinery and equipment and derive
                                                                                                                                                                                   einer sicheren Umgebung vermittelt. So sollen zum Bei-         maintenance tasks, BIBA is involved in the development of
                                                                                                                                                                                   spiel körperliche Fehlbelastungen im Fertigungsprozess         a digital assistant. This assistant makes it easier for produc-
                                                                                                                                                                                   verhindert werden und Schäden am Automobil sowie eine          tion workers to access predictive maintenance software.
EIT Manufacturing ist eine Initiative des Europäischen Innovations- und Technologieinstituts, in dem das BIBA einer von 50 Kernpartnern ist. Die Initiative hat das Ziel,          Unfallprävention im Umgang mit elektrischen Anlagen            They can make requests in natural language to obtain
europäische Akteure der Fertigungsindustrie in innovativen Netzwerken zusammenzubringen. (Symbolbild/Foto: ipopba/stock.adobe.com) | EIT Manufacturing is an
initiative of the European Institute of Innovation and Technology, in which BIBA is one of 50 core partners. EIT Manufacturing’s mission is to bring European                      erfolgen. Das BIBA forscht unter anderem zu einer Verbes-      information about maintenance tasks and the diagnosis
manufacturing actors together in innovation ecosystems. (Symbolic picture/Image: ipopba/stock.adobe.com)                                                                           serung der Qualität von Lernszenarien durch neue               of problems.
                                                                                                                                                                                   VR-Technologien – zur Schulung und zur Verbesserung

Innovativ für die europäische Industrie
                                                                                                                                                                                   der Medienkompetenz des Ausbildungspersonals.                  Training with VR-SUSTAIN
                                                                                                                                                                                                                                                  In the VR-SUSTAIN project, a virtual reality (VR) training
                                                                                                                                                                                        Since 2019, BIBA has been one of the 50 core partners     environment is being developed that will enable informa-

Innovations for European industry                                                                                                                                                  of EIT Manufacturing, an initiative of the European Insti-
                                                                                                                                                                                   tute of Innovation and Technology aimed at promoting
                                                                                                                                                                                                                                                  tion about risks in the workplace to be provided in a safe
                                                                                                                                                                                                                                                  environment during education and training activities. This
                                                                                                                                                                                   the European manufacturing industry. The initiative’s goal     is intended to prevent, for example, improper physical
BIBA forscht in mehreren Projekten als ein Kernpartner in der EU-Initiative EIT Manufacturing
                                                                                                                                                                                   is to bring together European actors in innovative net-        strain in the manufacturing process, as well as damage to
BIBA conducts research in several projects as a partner in EU initiative EIT Manufacturing                                                                                         works to create unique added value for European prod-          the vehicle and accidents when handling electrical equip-
                                                                                                                                                                                   ucts, processes and services. As well as the headquarters      ment. One focus of research at BIBA is to improve the
                                                                                                                                                                                   in Paris, five regional centres are being established across   quality of learning scenarios through new VR technologies
    Seit 2019 ist das BIBA einer der 50 Kernpartner von EIT                              Konsortien aus Industrie und Forschung aktiv                                              Europe to focus on promoting synergies at national and         – for training purposes and to improve media expertise
Manufacturing, einer Initiative des Europäischen Innova-                                 Um diese Ziele zu erreichen, werden jährlich neue Projek-                                 European level.                                                among training personnel.
tions- und Technologieinstituts zur Förderung der europä-                                te aus den Bereichen Innovation, Bildung und Unterneh-
ischen Fertigungsindustrie. Die Initiative hat das Ziel,                                 mensgründung gefördert. Dabei handelt es sich um ein-                                     The initiative is intended to help European industry be-
europäische Akteure in innovativen Netzwerken zusam-                                     jährige Initiativen, die in kleinen Konsortien aus Industrie                              come more competitive, sustainable and productive. By
menzubringen, die einen einzigartigen Mehrwert für                                       und Forschung durchgeführt und in die übergeordnete                                       2030, EIT Manufacturing aims to:
europäische Produkte, Prozesse und Dienstleistungen                                      Zielsetzung integriert werden. Seit 2019 ist das BIBA im                                  • Develop and support 1000 start-ups
schaffen. Neben dem Hauptsitz in Paris entstehen fünf                                    Netzwerk aktiv, konnte bisher 9 Verbundprojekte initiieren                                • Convince 60 per cent of manufacturing companies to
regionale Zentren in Europa, um Synergien auf nationaler                                 und hat in 2020 die folgenden 3 erfolgreich abgeschlossen.                                  apply sustainable production methods
und europäischer Ebene fokussiert zu fördern.                                                                                                                                      • Invest EUR 325 million in EIT projects
                                                                                         Zustandsüberwachung mit RAMEN                                                             • Provide 50,000 people with training, advanced training
Dies soll der europäischen Industrie helfen, wettbewerbs-                                Das Projekt RAMEN hat zum Ziel, eine neue Softwarelö­                                       and retraining
fähiger, nachhaltiger und produktiver zu arbeiten. Bis                                   sung für die Zustandsüberwachung und prädiktive Analy-                                    • Develop 360 new and innovative solutions
2030 möchte EIT Manufacturing                                                            se auf den Markt zu bringen. Der Fokus liegt auf einem                                    • Ensure 30 per cent of material usage is reusable
• 1.000 Start-Ups entwickeln und unterstützen                                            systematischen Ansatz, bei dem KI-Algorithmen, IT-Kon-
• 60 Prozent der Fertigungsunternehmen für die Anwen-		                                  zepte und existierende Lösungen zu einem Ökosystem                                        Active consortia from industry and research
  dung nachhaltiger Produktionsverfahren gewinnen                                        kombiniert werden. Dies erlaubt die Modellierung der                                      In order to achieve these goals, new projects from the
• 325 Millionen Euro in EIT-Projekte investieren                                         gesamten Datenwertschöpfungskette von der Datenerfas-                                     fields of innovation, education and enterprise formation
• 50.000 Personen aus- und fortbilden sowie umschulen                                    sung über die Zustandsüberwachung bis zur vorausschau-                                    are promoted every year. These are one-year initiatives
• 360 neue innovative Lösungen entwickeln                                                enden Wartung. Der BIBA-Beitrag zu dem Projekt ermög-                                     that are implemented in small consortia from industry and
• 30 Prozent des Materialeinsatzes wiederverwendbar 		                                   licht unter anderem die Integration einer Komponente zur                                  research and integrated into the overarching goals. BIBA       EIT Manufacturing generiert Netzwerke, die einen einzigartigen Mehrwert für eu-
                                                                                                                                                                                                                                                  ropäische Produkte, Prozesse und Dienstleistungen schaffen. (Foto: EIT Manufac-
  gestalten                                                                              vorausschauenden Wartung in die RAMEN-Plattform.                                          has been active in the network since 2019, initiating nine     turing) | EIT Manufacturing generates networks that add unique value to
                                                                                                                                                                                                                                                  European products, processes and services. (Image: EIT Manufacturing)
                                                                                                                                                                                   collaborative projects and completing three in 2020.

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2019/20 BIBA - Bremer Institut für ...
TRANSFER

                                                                                                                                                                            Kompetenzzentrum Bremen und dem Forschungsprojekt                                    Culture), in which BIBA is acting as a partner. Encouraging
                                                                                                                                                                            BreLogIK anhand einer neu entwickelten Infrastruktur                                 close cooperation between Bremen’s science and logistics
                                                                                                                                                                            Erprobungen durchgeführt. Damit ist ein Innovationsbe-                               industry representatives, its aim is to tap into previously
                                                                                                                                                                            reich entstanden, der über verschiedene Methoden eine                                unexplored opportunities in this area. The project has
                                                                                                                                                                            grenzüberschreitende, kollaborative Erarbeitung und                                  enabled the LogDynamics Lab to boost the transfer of
                                                                                                                                                                            Etablierung innovativer Lösungen ermöglicht.                                         research findings between the research cluster and appli-
                                                                                                                                                                                                                                                                 cations, plus expand the extensive collaborative work
                                                                                                                                                                                Small and medium-sized enterprises (SMEs) are im-                                being done with the Bremen logistics industry.
                                                                                                                                                                            portant partners of Bremen’s logistics industry. Focusing
                                                                                                                                                                            their organisational requirements and operations on                                  A low-barrier means of accessing solutions
                                                                                                                                                                            innovations can be a challenge for these companies, as                               To translate findings and research practices into applica-
                                                                                                                                                                            they do not always have the resources to manage this task                            tions, the LogDynamics Lab transfer processes have been
                                                                                                                                                                            themselves. However, Bremen as a whole is considered to                              brought more firmly into line with the needs of compa-
                                                                                                                                                                            be one of Germany’s standout locations for logistics re-                             nies. This has made it possible to create an infrastructure
                                                                                                                                                                            search – and that’s thanks in part to the Bremen Research                            that uses established methods – such as design thinking
                                                                                                                                                                            Cluster for Dynamics in Logistics (LogDynamics) at the                               and the Business Model Canvas – to assist the process of
                                                                                                                                                                            University of Bremen.                                                                developing concrete solutions and provide better support
                                                                                                                                                                                                                                                                 for SMEs at an interdisciplinary, low-barrier level.
                                                                                                                                                                            The LogDynamics Lab is among the pillars of the research
Aus der Forschung möglichst schnell in die Anwendung – dafür engagiert sich das BIBA mit zahlreichen Transferangeboten. (Symbolbild: freshidea/Fotolia) | From the          cluster. Based at BIBA, this application centre for new                              One of the keys to establishing this system was ensuring
research to application as quickly as possible – BIBA is committed to this with numerous different transfer offers. (Symbolic picture: freshidea/Fotolia)
                                                                                                                                                                            technologies in production and logistics has a network                               that collaborative efforts could take place anywhere. To
                                                                                                                                                                            structure that allows it to perform cross-institutional,                             achieve this, trials were performed together with the
                                                                                                                                                                            multidisciplinary work in logistics research and with trans-                         Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Bremen and the

Von der Wissenschaft in die Praxis
                                                                                                                                                                            fer in mind. It uses a variety of methods to build bridges                           BreLogIK research project, working on the basis of a newly
                                                                                                                                                                            between science and business practices.                                              developed infrastructure. This gave rise to a space for
                                                                                                                                                                                                                                                                 innovation that provides various methods of developing

From scientific theory into practice                                                                                                                                        Working with BreLogIK to expand opportunities
                                                                                                                                                                            Just one example of its work is the project entitled
                                                                                                                                                                                                                                                                 and establishing innovative solutions in a collaborative
                                                                                                                                                                                                                                                                 way that crosses boundaries.
                                                                                                                                                                            BreLogIK (Bremen Logistics Transfer and Innovation
LogDynamics Lab steht für erfolgreichen, vielfältigen Transfer der Bremer Logistikforschung
LogDynamics Lab provides a successful, multifaceted transfer of logistics research findings

    Die Logistikbranche – ein wichtiger Partner auch für                             als Partner beteiligt ist. Sein Ziel ist es, bislang ungenutzte
die Bremer Wirtschaft – ist durch kleine und mittlere Un-                            Möglichkeiten im engen Schulterschluss zwischen der
ternehmen (KMU) geprägt. Ihre Organisation und ihren                                 Bremer Wissenschaft und Logistikwirtschaft auszuschöp-
Betrieb auf Innovationen auszurichten, ist teils eine große                          fen. Mit diesem Projekt hat das LogDynamics Lab den
Herausforderung, die für sie oftmals nicht in Eigenregie zu                          Transfer von Forschungserkenntnissen des Research Clus-
bewältigen ist. Auf der anderen Seite zählt Bremen zu den                            ters in die Anwendung weiter verstetigt und die übergrei-
herausragenden Standorten der Logistikforschung in                                   fende Zusammenarbeit mit der Bremer Logistikwirtschaft
Deutschland. Unter anderem mit dem Bremen Research                                   weiter ausgebaut.
Cluster for Dynamics in Logistics (LogDynamics) an der
Universität Bremen.                                                                  Niedrigschwellig und ohne Grenzen zur Lösung
                                                                                     Um die Erkenntnisse und erarbeiteten Forschungsansätze
Eine Säule dieses Forschungsverbundes ist das LogDyna­                               in die Anwendung zu überführen, wurden die
mics Lab. Das Anwendungszentrum für neue Technologi-                                 LogDynamics Lab-Transferprozesse weiter an die Bedarfe
en in Produktion und Logistik mit seinem Standort am                                 der Unternehmen angepasst. So ist eine Infrastruktur
BIBA arbeitet durch seine Verbundstruktur institutionen-                             entstanden, die anhand etablierter Methoden wie Design
übergreifend und interdisziplinär in der Logistikforschung                           Thinking oder Business Model Canvas den Prozess
und für den Transfer. Hier werden auf vielfältige Weisen                             konkreter Lösungsentwicklungen begleitet und KMU
Brücken von der Wissenschaft in die betriebliche Praxis                              interdisziplinär sowie niedrigschwellig noch besser unter-
geschlagen.                                                                          stützen kann.

Mit BreLogIK das Angebot aktualisiert und erweitert                                  Ein wesentlicher Schwerpunkt bei diesem Ausbau war das
Nur ein Beispiel dafür ist das Projekt BreLogIK (Bremer                              Gewährleisten eines räumlich entgrenzten Zusammenwir-                                  Innovationsbereich in der BIBA-Forschungshalle: Hier erfolgt der Austausch zwischen Wissenschaft und Wirtschaft, innovative Lösungen werden gemeinsam in Workshops
                                                                                                                                                                            ausgearbeitet. (Foto: Jan Meier) | The innovation area in the BIBA Shop Floor Lab: This is where the exchange between science and industry takes place, and innovative
Logistik Transfer- und Innovationskultur), an dem das BIBA                           kens. Dafür wurden gemeinsam mit dem Mittelstand 4.0-                                  solutions are jointly developed in workshops. (Image: Jan Meier)

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