Kompetenzzentrum Wald und Holz 4.0

  Belastungsanalyse mit Motion Capture während Person jungen Baum einpflanzt Urheberrecht: © Andreas Böhm

  

Projektlogo Kompetenzzentrum Wald und Holz 4.0  

Human Factors in Smart Forests

 

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
15.04.2018 bis 30.09.2021
Forschungsbereich:
Integrierte Forschung für Arbeitsinnovationen
Status:
Abgeschlossen

Weitere Informationen

Kontakt

Name

Christopher Brandl

Abteilungsleitung Ergonomie und Mensch-Maschine-Systeme

Telefon

work
+49 241 80 99474

E-Mail

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Kurzbeschreibung

Ziel des Projekts ist die Schaffung der Voraussetzungen für die initiale Einrichtung eines Kompetenzzentrums und dessen Etablierung im Cluster Wald und Holz. Wesentliche Aufgaben des Kompetenzzentrums liegen in der Verbreitung der Vision und der Bereitstellung der zur praktischen Nutzung von Wald und Holz 4.0 notwendigen Weiterbildungsmaßnahmen ebenso wie Beratungs- und Consultingdienstleistungen. Im Rahmen dieses Projekts sollen die dazu notwendigen Organisations- und Infrastrukturen geschaffen, die notwendige kritische Masse an Wissen gesammelt und aufgebaut und konkrete Wald und Holz 4.0-Aspekte für neue Smart Forest Labs aufbereitet werden.

Herausforderungen

Der Cluster Wald und Holz unterscheidet sich auf den ersten Blick grundlegend von der klassischen produzierenden Industrie. Er liefert diverse „Produkte", welche i.d.R. als Koppelprodukte entstehen (Holz, Wild/Jagd, CO²-Speicherung, Schutz-, Erholungs- und weitere Ökosystemleistungen und Waldfunktionen, etc.), und verfügt entsprechend über diverse „Produktionsprozesse" (z.B. die biologische und technische Produktion sowie gesellschaftliche und Ökosystemdienstleistungen) mit typischerweise längeren Lieferketten. Der Produktionsvorgang ist auf der biologischen Seite weitgehend den Wirkungskräften der Natur unterworfen. Alle Produktionsschritte sind ortsgebunden und erstrecken sich über große Flächen und diverse Akteursgruppen mit unterschiedlichem Organisationsgrad, unterschiedlichen Zielsetzungen, Interessenlagen und Geschäftsmodellen. Zudem ist eine verlässliche Kommunikationsinfrastruktur - elementar für das Internet der Dinge und Dienste - im Wald wahrscheinlich noch auf Jahre hinaus problematisch.

Zielsetzung

Es existieren verschiedene Arbeiten zu einzelnen Aspekten von Industrie 4.0 (intelligente Sensoren, dezentrale Datenerfassung, Standardisierung u.ä.), ein umfassender Ansatz und ein konzertiertes Vergehen, wie es aktuell mit den Industrie 4.0-Aktivitäten im Bereich der produzierenden Industrie beobachtet werden kann und welches die Vielschichtigkeit und Heterogenität sowie die speziellen Anforderungen des Clusters Wald und Holz in einem übergreifenden Konzept berücksichtigt, fehlt jedoch. Genau diese Lücke soll mit einem Kompetenzzentrum Wald und Holz 4.0 geschlossen werden.
Diese Vision verfolgt das Ziel, die im Rahmen von Industrie 4.0 entwickelten Ansätze auf die Verhältnisse im Cluster Wald und Holz zu übertragen, weiterzuentwickeln und auf diese Weise dessen strukturelle Nachteile durch ein neues, aus intelligenten und dezentral agierenden Komponenten und Diensten bestehendes Internet der Dinge und Dienste zu überwinden. Der zukünftige Wandel der Arbeit und die daraus resultierenden Faktoren für den Menschen werden betrachtet.

Vorgehen

Als Grundlage für die Arbeiten wird in Kooperation mit maßgeblichen Stakeholdern des Clusters Wald und Holz sowie dem Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik (KWF) eine langfristige „Umsetzungsstrategie Wald und Holz 4.0" erarbeitet und fortgeschrieben. Alle entwickelten Komponenten (Technologien, Standards, Orchestrierung von Prozessen, etc.) werden mit dem hochkomplexen Wertschöpfungsnetzwerk Wald und Holz kombiniert und in reale und simulierte/virtuelle Smart Forest Labs eingebracht. Diese stellen Testfelder bereit, in denen Wald und Holz 4.0 praktisch erprobt und erlebt werden kann, in denen die aus einer branchenübergreifenden Zusammenarbeit entstehenden Synergien bewertet und als Grundlage für neue Geschäftsmodelle genutzt werden können, und in denen die Stakeholder die Entwicklung von Wald und Holz 4.0 und die hierzu notwendigen Standardisierungsarbeiten mitgestalten können.

Ergebnisse

Die vom Kompetenzzentrum erarbeiteten Konzepte und Standards werden – korrespondierend zu Industrie 4.0 – in der Umsetzungsstrategie Wald und Holz 4.0 dokumentiert. Die Umsetzungsstrategie gibt – ähnlich einem Leitfaden – Hinweise für die praktische Umsetzung von Wald und Holz 4.0. Sie beinhaltet themenspezifische Wald und Holz 4.0 Standpunkte. Mit Referenzszenarien, branchenspezifischen Standards und einer Referenzarchitektur bildet sie das Fundament vom Kompetenzzentrum Wald und Holz 4.0 und allen damit verbundenen Vorhaben.

KWH 4.0 – Standpunkte

Architektur zur technischen Umsetzung von Wald und Holz 4.0

Datenstandards in Wald und Holz 4.0

ForestGML zur Waldbeschreibung

Forest Modeling Language 4.0

Smart Systems Service Infrastrucutre (S³I)

Kommunikationsinfrastruktur für den Cluster Wald und Holz

Grundlagentechnologien für Wald und Holz 4.0

Rechtlicher Rahmen zur Datenverarbeitung

Referenzarchitektur für Wald und Holz 4.0

Der Digitale Zwilling in Wald und Holz 4.0 (Kurzversion)

Der Digitale Zwilling in Wald und Holz 4.0

Förderung

Das Infrastrukturprojekt KWH 4.0 wird mit Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (ANBest-EFRE) in der Fördermaßnahme „Investitionen in Wachstum und Beschäftigung“ (Aktenzeichen EFRE-0200459) gefördert und vom Projektträger Jülich (PTJ) und der Bezirksregierung Arnsberg betreut.

Projektpartner

RIF Institut für Forschung und Transfer e.V., Dortmund

Institut für Mensch-Maschine-Interaktion (MMI), RWTH Aachen

Werkzeugmaschinenlabor (WZL), RWTH Aachen

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