Forschung

Smarte Systeme als Gegenstand unserer Forschung

Am ZESS betrachten wir Smarte Systeme über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg – angefangen bei der Planung, über die Entwicklung und Nutzung bis hin zu Stilllegung und Recycling. Neuartig und richtungsweisend ist dabei unser inter- und transdisziplinärer Forschungsansatz, der Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen aus 12 verschiedenen Disziplinen vereint.

Wir verfolgen das Ziel, Smarte Systeme, deren charakteristische Eigenschaften und die daraus resultierenden Veränderungen in einem ganzheitlichen Wirkzusammenhang zu verstehen, die gewonnenen Erkenntnisse in geeignete Methoden, Technologien und Systeme zu überführen, und letztendlich den Transfer eines neuen Engineering-Ansatzes in industrielle Anwendungen zu ermöglichen.

Die Ausstattung des ZESS ist auf das Szenario „Vernetzte Produktion“ ausgerichtet. Kerntechnologien sind die mobile Robotik, die additive Fertigung und die intelligente Gebäudetechnik. Am ZESS können wir daher unter realitätsnahen Bedingungen an Zukunftstechnologien und innovativen Geschäftsmodellen forschen.

Smart Systems

Thematische Schwerpunkte am ZESS

KI in Organisationen

Der Einsatz von Künstlicher Intelligenz in Organisationen verändert Arbeitsprozesse, Entscheidungsfindungen und Interaktionen grundlegend. Ein zentrales Ziel des ZESS besteht darin, KI so in Organisationen zu implementieren, dass die Produktivität gesteigert, Kosten gesenkt und Innovationen gefördert werden. Um dies langfristig erreichen zu können, müssen auch Herausforderungen der KI-Implementierung erforscht werden, wie aufkommende Widerstände seitens der Mitarbeitenden und ethische Fragestellungen.

Geschäftsmodelle
Arbeitssysteme
Technologien

Business Model Innovation

Wir untersuchen neue Wege der Wertschöpfung. Dabei beschäftigen wir uns mit der Gestaltung und Emergenz neuartiger Geschäftsmodelle und der Ableitung von Erfolgsfaktoren sowie möglichen Entwicklungs- und Handlungsprinzipien.

Geschäftsmodelle
Arbeitssysteme
Technologien

Circular Economy

Wir erforschen innovative Technologien und Geschäftsmodelle, um Produkte und Materialien in hochwertigen Nutzungskreisläufen (R-Strategien) zu halten. Technologien wie das Internet of Things, digitale Zwillinge und additive Fertigung ermöglichen Service- Geschäftsmodelle, z. B. „Product-as-a-Service“, Rücknahmesysteme und Leasing-Konzepte, die auf Langlebigkeit und Ressourcenschonung abzielen. Ziel ist eine wirtschaftliche und nachhaltige industrielle Kreislaufführung.

Geschäftsmodelle
Arbeitssysteme
Technologien

Digital Servitization

Wir untersuchen, wie Firmen und ihre assoziierten Ökosysteme ihre Prozesse, Fähigkeiten und Angebote im Rahmen der Service-Transformation verändern. Hierbei schauen wir uns insbesondere den Einfluss digitaler Technologien, wie dem Internet der Dinge (IoT), Big Data, künstlicher Intelligenz (KI) und Cloud Computing, an.

Geschäftsmodelle
Arbeitssysteme
Technologien

Generatives Engineering

Generatives Design und additive Fertigung verstehen wir als zwei direkt gekoppelte Forschungsbereiche. Sie bieten ein enormes Potenzial zur Gestaltung smarter Produkt-Service-Systeme (PSS), indem sie hochindividuelle, effiziente und anpassungsfähige Produkte und Komponenten ermöglichen. Generatives Engineering liefert die Grundlage für maßgeschneiderte Designs, die durch KI-Algorithmen definiert und optimiert werden. Additive Fertigung ermöglicht es, diese Designs flexibel und bedarfsorientiert herzustellen, was besonders für kleine Serien, Reparaturen oder individualisierte Lösungen ideal ist.

Geschäftsmodelle
Arbeitssysteme
Technologien

Human-Adaptive Arbeitssysteme

Human-adaptive Arbeitssysteme sind Arbeitsumgebungen, die sich dynamisch an die individuellen Bedürfnisse, Fähigkeiten und Zustände Beschäftigter anpassen. Ziel im ZESS ist es, die Interaktion zwischen Mensch und Technik zu optimieren, um sowohl die Leistungsfähigkeit als auch das Wohlbefinden der Beschäftigten zu fördern. Dabei berücksichtigen wir nicht nur Aspekte wie kognitive Belastung, physische Anforderungen und emotionale Zustände, sondern untersuchen zudem Sensor- und Aktortechnologien, um Anpassungen in Echtzeit vornehmen zu können.

Geschäftsmodelle
Arbeitssysteme
Technologien

Resiliente Business Ecosystems

Resiliente Business Ecosystems zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, auf externe und interne Herausforderungen flexibel zu reagieren und sich langfristig an veränderte Rahmenbedingungen anzupassen. Sie basieren auf Netzwerken von verschiedensten Stakeholdern, die durch Kooperation und eine gemeinsame Zielsetzung gestärkt werden. Resilienz in solchen Ökosystemen umfasst nicht nur die Widerstandsfähigkeit gegenüber Krisen, sondern auch die Innovationsfähigkeit und Nachhaltigkeit der beteiligten Akteure. Ziel des ZESS ist es, technologische und datengetriebene Grundlagen für Zusammenarbeit, Innovation und Anpassungsfähigkeit zu schaffen.

Geschäftsmodelle
Arbeitssysteme
Technologien

Service-Exzellenz

Service-Exzellenz verfolgt das Ziel, Service als eine der wichtigsten gewinnbringenden Funktionen in einem Unternehmen zu verstehen und zu etablieren. Bei serviceorientierten Geschäftsmodellen müssen Organisationen darauf ausgerichtet sein, die Bedürfnisse des Kunden in allen Kontaktpunkten des gesamten Lebenszyklus zu antizipieren und zu erfüllen, um letztendlich ein hochqualitatives Kundenerlebnis zu kreieren. Service Excellence bzw. Business Excellence umfasst die Themen Service Innovation, Service Growth und Service Operations sowie Management. Das Thema betrachtet neue Technologien und Chancen zur effizienten und produktiven Serviceerbringung in Organisationen und Wertschöpfungsnetzen.

Geschäftsmodelle
Arbeitssysteme
Technologien

Smarte Systeme

Das Thema befasst sich mit der Erforschung und Entwicklung von Strategien zur Integration und Koordination autonomer Systeme in vernetzten Umgebungen, um komplexe Aufgaben selbstständig zu planen, zu verteilen und auszuführen. Im Fokus stehen robuste Kommunikationsmethoden, zuverlässige Zusammenarbeit und der sichere Austausch von Ressourcen und Informationen zwischen verschiedenen Systemen. Es wird untersucht, wie autonome Systeme in dynamischen und unstrukturierten Umgebungen flexibel und adaptiv agieren können, um auf wechselnde Anforderungen und Bedingungen zu reagieren.

Geschäftsmodelle
Arbeitssysteme
Technologien

Theorie und Design komplexer Systeme

Systeme in Wirtschaft und Technik zeigen oft nicht lineares Verhalten, Selbstorganisation und Emergenz. Hierbei ist es z.B. wichtig zu verstehen, wie sich Netzwerke und Interaktionen innerhalb komplexer Systeme entwickeln, um hieraus Ansätze für deren Gestaltung abzuleiten. Untersuchungsschwerpunkte liegen u.a. in Modellierung, Problemlösungsansätzen, notwendigen Kompetenzen und veränderten Organisationen.

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