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Im Rahmen der bisherigen Forschungsarbeiten am Lehrstuhl wurde eine Framework erarbeitet, in das sich alle unsere Aktivitäten einbetten lassen.

Framework für Forschungsarbeiten am Lehrstuhl

Das Framework ist in der nachfolgenden Abbildung dargestellt und anschließend kurz erläutert.

 

Abbildung: Rahmenwerk für Forschungsarbeiten am Lehrstuhl, © Pflaum, 2011

Zentrales Element des Frameworks sind alltägliche Gegenstände oder „Dinge“. Im Zusammenhang mit Anwendungen in Produktion, Logistik und SCM kann es sich um Zulieferteile, Zwischen- und Fertigprodukte, Produktverpackungen und Umverpackungen, Objektträger und Transporthilfsmittel, Fahrzeuge im Bereich Straßen-, Schiff- und Lufttransport, Werkzeuge für die Wartung von Produkten und Maschinen, Produktionsmaschinen und Produktionsanlagen, Gebäude und andere Infrastrukturen handeln.

Mit Hilfe eingebetteter Mikroelektronik werden diese Gegenstände zu „intelligenten Objekten“ bzw. zu Cyber-Physischen Systemen. CPS sind eingebettete mikroelektronische Systeme, die mittels unterschiedlicher Sensoren die Realität erfassen, Daten auswerten, speichern und verarbeiten, aktiv oder reaktiv auf die Realität einwirken, über digitale Netze miteinander, mit der Umgebung und mit Menschen kommunizieren und weltweit verfügbare Daten und Dienste nutzen bzw. diese anbieten. Basistechnologien für die Realisierung solcher Systeme sind Radiofrequenzidentifikation (RFID), Near Field Communication (NFC), klassische „Data Logger“, Echtzeitlokalisierungssysteme, drahtlose Sensornetze sowie komplexe Telematik-Module.

Nutzen entfalten Cyber-physische Systeme allerdings erst dann, wenn konkrete Probleme adressiert und durch entsprechende Lösungen bzw. Informationsdienstleistungen adressiert werden. Hier spielen weitere komplementäre Technologien wie Cloud Computing, Mobile Computing oder Big Data Analytics eine ganz wesentliche Rolle. Über den Lebenszyklus eines intelligenten Dinges hinweg können die unterschiedlichsten Problemstellungen bzw. Bedarfe auftreten, die mit eingebetteter Mikroelektronik und entsprechenden Anwendungssystemen dahinter angegangen werden können. In ihrer Gesamtheit repräsentieren diese Lösungen letztlich das „Internet der Dinge“, von dem nicht nur im Anwendungsbereich Produktion und Logistik“ immer mehr die Rede ist.

Die Identifikation relevanter Problemstellungen und die Gestaltung, Implementierung und permanente Optimierung entsprechender Lösungen beziehungsweise Dienstleistungen ist eine mindestens ebenso große Herausforderung wie die Entwicklung der zugrunde liegenden Cyber-Physischen Systems selbst. Hiermit wäre dann auch das Forschungsinteresse des Lehrstuhls für Betriebswirtschaftslehre, insbesondere Supply Chain Management bereits im ersten Ansatz beschrieben. Die konkreten, aktuellen Forschungsthemen sind im Nachgang kurz angerissen.

Forschungsthemen des Lehrstuhls im „Internet der Dinge“-Umfeld

Aktuell kümmert sich der Lehrstuhl um die folgenden Forschungsthemen:

  • Modellierung von CPS-basierten Informationssystemen für Logistik und Supply Chain Management – Ziel ist hier eine wissenschaftlich fundierte Unterstützung des “Requirements Engineering” für Cyber-Physische Systeme. Bereits vorhandener Partialmodelle sollen angepasst und in ein Gesamtmodell integriert werden. Beschreibung für Partialmodelle, das Gesamtmodell selbst, für einzelnen Modellsichten relevante Entwurfsfragen und mögliche Lösungsansätze im Sinne eines „morphologischen Kastens“ werden hier als Ergebnisse erwartet.
  • Aufbau einer “Roadmap” für CPS-basierte Informationsdienstleistungen für das Supply Chain Management – Ziel ist hier die Unterstützung von Unternehmen beim Aufbau eines strategischen Rahmens für den Umgang mit Cyber-Physischen Systemen. Erfolgreiche und weniger erfolgreiche Anwendungsbeispiele aus der Praxis werden hierzu im Detail untersucht. Als Ergebnis werden Erfolgsfaktoren und Hindernisse, Referenzmodelle für einzelne Anwendungen, Ursache-Wirkungs-Diagramme sowie Portfolioanalysen beziehungsweise unternehmensspezifische Roadmaps erwartet.
  • Weiterentwicklung der bereits vorhandenen Entwurfsplattform für CPS-basierte Informationsdienste – Das Ziel ist hier die Vereinfachung der Entwicklung von Informationsdienstleistungen im Internet der Dinge. Die am Lehrstuhl bzw. am Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen IIS in Nürnberg entstandene Entwicklungsplattform NSEB® („Nürnberger Service Engineering Binokular“) soll hierzu weiterentwickelt und nach Möglichkeit teilautomatisiert werden. Als Ergebnis werden ein Basiskonzept für eine automatisierte Plattform, integrierte bereits vorhandene sowie neue Analyse- und Designwerkzeuge erwartet.
  • Entwicklung in neuartige „Ökosysteme“ eingebetteter kundenzentrierter und hybrider Geschäftsmodelle – Ziel ist hier die Unterstützung von Unternehmen bei der Geschäftsmodellentwicklung sowie die Stimulation von Netzeffekten. Hierzu ist letzten Endes die „Strukturation“ und Mobilisierung einer entsprechenden CPS-Community für Logistik und Supply Chain Management erforderlich. Als Ergebnisse entsprechender Forschungsarbeiten werden ein geeignetes Ökosystem-Modell für das Internet der Dinge sowie innovative und für die einzelnen Anwendungen passende Geschäftsmodelle erwartet.