Business Case and Technology Analysis for 5G Low Latency Applications

A large number of new consumer and industrial applications are likely to change the classic operator's business models and provide a wide range of new markets to enter. This article analyses the most relevant 5G use cases that require ultra-low latency, from both technical and business perspectives. Low latency services pose challenging requirements to the network, and to fulfill them operators need to invest in costly changes in their network. In this sense, it is not clear whether such investments are going to be amortized with these new business models. In light of this, specific applications and requirements are described and the potential market benefits for operators are analysed. Conclusions show that operators have clear opportunities to add value and position themselves strongly with the increasing number of services to be provided by 5G.Comment: 18 pages, 5 figure

The Digital Transformation of Logistics from a Human-Centred Perspective

Die vorliegende kumulative Dissertation befasst sich mit der digitalen Transformation in der Logistik unter besonderer Berücksichtigung der Auswirkungen des Transformationsprozesses auf die Beschäftigten in dieser Branche. Ziel der kumulativen Dissertation ist es, ein tiefergehendes Verständnis der Entwicklungen zu bekommen, die unter dem Begriff Logistik 4.0 verstanden werden können und zu untersuchen, welche Auswirkungen dies für die zukünftige Arbeit in der Logistik, insbesondere im Lager, haben wird. Die kumulative Dissertation besteht aus fünf Artikeln, die in wissenschaftlichen Fachzeitschriften veröffentlicht bzw. eingereicht wurden und kann grob in drei Teile untergliedert werden: Im ersten Teil der kumulativen Dissertation, der aus dem ersten Artikel besteht, wird der inhaltliche Kern, Logistik 4.0, aufbauend auf dem Begriff und der Forschung zum Thema Industrie 4.0 definiert und auf breiter Basis der aktuelle Forschungsstand dargestellt. Dies bildet die inhaltliche und thematische Grundlage für die nachfolgenden Untersuchungen. Der zweite Teil der kumulativen Dissertation fokussiert auf empirische Grundlagen und einen methodischen Beitrag zur Untersuchung der Menschen-zentrierten Gestaltung der Logistik 4.0, indem zunächst die Auswirkungen der Entwicklung zur Logistik 4.0 auf die Beschäftigten in der Intralogistik, genauer auf ihre Arbeitsplatzmerkmale, untersucht werden. Dies dient dazu, die konkret wahrgenommenen Veränderungen zu erfassen, die Bedeutung des Transformationsprozesses zu verifizieren und den Einfluss seiner technischen Bestandteile auf die Veränderungen der Arbeitsplatzmerkmale zu analysieren. Wenngleich in diesem zweiten Artikel der kumulativen Dissertation deutliche Veränderungen der Arbeitsplatzmerkmale in der Logistik 4.0 aufgezeigt werden konnten, zeigte eine quantitative Analyse von Forschungsarbeiten im dritten Artikel dieser kumulativen Dissertation auf, dass die Forschung sich bei der Gestaltung von Industrie 4.0 auf technische Änderungen fokussiert. Daher wird abschließend im dritten Kapitel ein allgemein anwendbares, theoriebasiertes, systematisches Analysewerkzeug entwickelt, das es ermöglicht, die Auswirkungen der Einführung von Industrie 4.0 und Logistik 4.0 Elementen auf die involvierten Menschen zu untersuchen und die möglichen Folgen für das Gesamtsystem zu antizipieren. Im abschließenden dritten Teil dieser kumulativen Dissertation erfolgt ein genauerer Blick auf die Auswirkungen der Entwicklung zur Logistik 4.0 auf die Kommissionierung als einen zentralen, zumeist arbeitsintensiven Prozess in der logistischen Kette. In Artikel 4 wird daher zunächst das Feld einer Kommissionierung 4.0 strukturiert, um darauf aufbauend zu untersuchen, welche technischen und prozessualen Lösungen die Wissenschaft für eine gleichermaßen menschengerechte und ökonomische Kommissionierung unter den sich wandelnden Anforderungen betrachtet hat. Es zeigt sich, dass ein aus ökonomischer und sozialer Perspektive vielversprechendes Kommissioniersystem, die hybride Kommissionierung, bislang kaum untersucht wurde. Dies erfolgt daher im abschließenden fünften Artikel dieser kumulativen Dissertation, in dem ein Beispiel für ein kollaboratives, hybrides Kommissioniersystem untersucht wird, in dem Menschen und autonome Roboter gemeinsam im selben Lagerbereich Aufträge kommissionieren. Die Artikel greifen zur Untersuchung der Themenschwerpunkte auf verschiedene Methoden unterschiedlicher Disziplinen zurück und stützen sich auf ein breites theoretisches Fundament. Methodisch wird in Artikel 1, der die konzeptionelle Grundlage der Logistik 4.0 behandelt, zunächst ein konzeptioneller Ordnungsrahmen entwickelt, mit dem der Begriff und die Bestandteile des Konzepts Logistik 4.0 abgeleitet werden. Hierbei werden insbesondere zwei Einflussfaktoren berücksichtigt: Neue Anforderungen an die Logistik sowie neue technologische Möglichkeiten. Anschließend wird mittels eines systematischen Literaturüberblicks der aktuelle Stand der Forschung zu Logistik 4.0 strukturiert untersucht. Der Fokus liegt hierbei auf den technologischen Anwendungen in der Logistik und wie diese die Logistik verändern. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse werden der Ordnungsrahmen zu Logistik 4.0 detailliert und zukünftige Forschungsperspektiven herausgearbeitet – es wird gezeigt, dass die Auswirkungen der Transformation auf menschliche Faktoren nur in geringem Maße in der analysierten Literatur diskutiert wurden. Im methodischen Fokus von Artikel 2 der vorliegenden kumulativen Dissertation steht daher die Durchführung und Auswertung von teil-strukturierten Interviews, die mit Beschäftigten aus sieben Unternehmen geführt wurden, um die Ausprägungen und Zusammenhänge zwischen Arbeitsplatzmerkmalen und der Intralogistik 4.0-Reife zu untersuchen. Auf der Grundlage des Work Design Questionnaire wurden die Interviews in Bezug auf 21 Arbeitsplatzmerkmale mit 16 Angestellten in der Intralogistik geführt und zusätzlich die Intralogistik 4.0 Reife der Arbeitsplätze bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass Logistik 4.0 signifikanten Einfluss auf die Arbeitsplatzmerkmale hat und die Effekte sowohl positiv als auch negativ in Bezug auf Arbeitszufriedenheit und Motivation sein können. Im Wesentlichen ist die Art und Intensität des Einflusses in den zumeist manuellen Prozessen abhängig von der Art der genutzten Technologien, Automatisierung oder Digitalisierung. In Artikel 3 wird zunächst eine quantitative Inhaltsanalyse durchgeführt, in der die Themenschwerpunkte bisheriger Forschung zu Industrie 4.0 nachgewiesen werden. Die Ergebnisse zeigen, dass zwar unterschiedliche Rollen von Menschen identifiziert werden, menschliche Faktoren im Vergleich zu technischen Faktoren jedoch eine deutlich untergeordnete Rolle in der Forschung erhalten. Anschließend wird auf Basis von fünf Theorie-Bausteinen ein methodisches Vorgehensmodell zur Analyse der Einflüsse von Industrie 4.0-induzierten Änderungen auf ein bestehendes Arbeitssystems abgeleitet. Anhand zweier Beispiele wird die Methodik veranschaulicht und die Praxistauglichkeit exemplarisch aufgezeigt. Artikel 4 und 5 fokussieren daraufhin den Kommissionierprozess im Zusammenhang mit Logistik 4.0 und untersuchen zunächst in Artikel 4 mittels eines konzeptionellen Ordnungsrahmens und eines systematischen Literaturüberblicks den aktuellen Stand der Forschung in diesem Bereich. Der Ordnungsrahmen unterscheidet nach substituierenden technischen Systemen im Kommissionierprozess und unterstützenden Technologien und stuft diese qualitativ basierend auf dem Grad der Automatisierung ab. Darauf aufbauend werden vier verschiedene Kommissioniersysteme klassifiziert und drei von ihnen in einem systematischen Literaturüberblick analysiert. Die Ergebnisse zeigen eine deutliche Unterrepräsentierung hybrider Kommissioniersysteme, obwohl diese aus einer soziotechnischen Perspektive vielversprechende Möglichkeiten bieten. Hierauf aufbauend wird in Artikel 5 ein hybrides Kommissioniersystem bestehend aus menschlichen Kommissionierern und Kommissionierrobotern, die innerhalb eines Arbeitsbereichs kommissionieren, abgeleitet, das aufbauend auf den ökonomischen und sozialen Zielen vielversprechend erscheint. In einer agentenbasierten Simulationsstudie – die besonders geeignet ist um das Verhalten eines Systems basierend auf den Interaktionen verschiedener Akteure aufgrund individueller Verhaltensregeln zu analysieren - werden die Interaktion der technischen und menschlichen Teilsysteme untersucht und der Einfluss von Routenstrategien genauer betrachtet. In einer kritischen Diskussion der Annahmen des idealisierten Systems der Simulationsstudie wird aufgezeigt, dass hybride Systeme vielversprechende Ergebnisse für reale Anwendungen darstellen und geeignet sind, sowohl die Systemeffizienz, als auch die Arbeit der menschlichen Kommissionierer zu verbessern

Proceedings of the 2nd Conference on Production Systems and Logistics (CPSL 2021)

Proceedings of the CPSL 202

Proceedings of the Conference on Production Systems and Logistics: CPSL 2022

[no abstract available

Smart Industry - Better Management

The ebook edition of this title is Open Access and freely available to read online. Smart industry requires better management. As industrial and production systems are future-proofed, becoming smart and interconnected through use of new manufacturing and product technologies, work is advancing on improving product needs, volume, timing, resource efficiency, and cost, optimally using supply chains. Presenting innovative, evidence-based, and cutting-edge case studies, with new conceptualizations and viewpoints on management, Smart Industry, Better Management explores concepts in product systems, use of cyber physical systems, digitization, interconnectivity, and new manufacturing and product technologies. Contributions to this volume highlight the high degree of flexibility in people management, production, including product needs, volume, timing, resource efficiency and cost in being able to finely adjust to customer needs and make full use of supply chains for value creation. Smart Industry, Better Management illustrates how industry can enabled by a more network-centric approach, making use of the value of information and the latest available proven manufacturing techniques

The concept of collaborative engineering: a systematic literature review

Collaborative engineering is not a new subject but it assumes a new importance in the Industry 4.0 (I4.0). There are other concepts frequently mismatched with collaboration. Thus, the main objective of this paper is to put forward a collaborative engineering concept, along its sub concepts, supported by an extensive systematic literature review. A critical analysis and discussion about the fundamental importance of learning, and the central human role in collaboration, in the I4.0, is presented, based on the main insights brought through the literature review. This study also enables to realize about the importance of collaboration in the current digitalization era, along with the importance of recent approaches and technology for enabling or promoting collaboration. Main current practices of human centered and autonomous machine-machine approaches and applications of collaboration in engineering, namely in manufacturing and management, are presented, along with main difficulties and further open research opportunities on collaboration.This work was supported by the Fundação para a Ciência e a Tecnologia [UIDB/00319/2020, UIDB/50014/2020, and EXPL/EME-SIS/1224/2021]

Industry 4.0

This book shows a vision of the present and future of Industry 4.0 and identifies and examines the most pressing research issue in Industry 4.0. Containing the contributions of leading researchers and academics, this book includes recent publications in key areas of interest, for example: a review on the Industry 4.0: What is the Industry 4.0, the pillars of Industry 4.0, current and future trends, technologies, taxonomy, and some case studies (A.U.T.O 4.0, stabilization of digitized process). This book also provides an essential tool in the process of migration to Industry 4.0. The book is suitable as a text for graduate students and professionals in the industrial sector and general engineering areas. The book is organized into two sections: 1. Reviews 2. Case Studies Industry 4.0 is likely to play an important role in the future society. This book is a good reference on Industry 4.0 and includes some case studies. Each chapter is written by expert researchers in the sector, and the topics are broad; from the concept or definition of Industry 4.0 to a future society 5.0

Industry 4.0

This book shows a vision of the present and future of Industry 4.0 and identifies and examines the most pressing research issue in Industry 4.0. Containing the contributions of leading researchers and academics, this book includes recent publications in key areas of interest, for example: a review on the Industry 4.0: What is the Industry 4.0, the pillars of Industry 4.0, current and future trends, technologies, taxonomy, and some case studies (A.U.T.O 4.0, stabilization of digitized process). This book also provides an essential tool in the process of migration to Industry 4.0. The book is suitable as a text for graduate students and professionals in the industrial sector and general engineering areas. The book is organized into two sections: 1. Reviews 2. Case Studies Industry 4.0 is likely to play an important role in the future society. This book is a good reference on Industry 4.0 and includes some case studies. Each chapter is written by expert researchers in the sector, and the topics are broad; from the concept or definition of Industry 4.0 to a future society 5.0

4.0 technologies in city logistics: an empirical investigation of contextual factors

Industry 4.0 technologies, originally developed in the manufacturing sector, can be purposefully implemented to improve City Logistics (CL) processes by automatizing some of their operational tasks and enabling real-time exchange of information, with the ultimate goal of providing better interconnection among the actors involved. This work aims to identify the main social and economic contextual drivers for investing in the application of Industry 4.0 technologies to urban logistics. To this end, a dataset based on the primary collection of 105 CL projects exploiting the main 4.0 technologies has been built. After that, a regression model has been completed including potential economic, strategic, and demographic determinants of investments in CL 4.0. According to the obtained outcomes, Gross Domestic Product, Foreign Direct Investments, R&D Expenditure, Employment Rate, and Number of Inhabitants are significant contextual factors for the adoption of Industry 4.0 technologies in last mile logistics. The study might support academicians to investigate novel application fields of Industry 4.0 technologies. Also, it can serve as a roadmap for orienting the investments of private organizations and public entities to promote CL innovation and digitalization. Moreover, Industry 4.0 technology providers might find this study interesting to uncover prospective business sectors and markets. Future research efforts will analyse the impacts of internal business factors on CL 4.0 and the satisfaction levels of urban logistics stakeholders

Industry 4.0—from Smart Factory to Cognitive Cyberphysical Production System and Cloud Manufacturing

This book focuses on recent developments in new industrial platforms, with Industry 4.0 on its way to becoming Industry 5.0. The book covers smart decision support systems for green and sustainable machining, microscale machining, cyber-physical production networks, and the optimization of assembly lines. The modern multiobjective algorithms and multicriteria decision-making methods are applied to various real-world industrial problems. The emerging problem of cybersecurity in advanced technologies is addressed as well