@misc{BartschWinkler, author = {Bartsch, Devis and Winkler, Herwig}, title = {Produktionssteuerungsumgebungen und ihre (technischen) Probleme}, series = {Zeitschrift f{\"u}r wirtschaftlichen Fabrikbetrieb}, volume = {119}, journal = {Zeitschrift f{\"u}r wirtschaftlichen Fabrikbetrieb}, number = {10}, publisher = {Walter de Gruyter GmbH}, issn = {2511-0896}, doi = {10.1515/zwf-2024-1145}, pages = {710 -- 719}, abstract = {Technological development is leading to the emergence of new decentralized applications, such as decentralized production systems. Production systems require efficient production control for goal-oriented and resource-saving order processing. The environment in which the production control is implemented contributes significantly to its task fulfilment. This paper examines and analyses centralized and decentralized databases as well as edge and cloud computing as environments for production control. It additionally examines the potential of blockchain technology to solve the various problems of the presented production control environment}, language = {en} } @misc{LamannWinklerLangeetal., author = {Lamann, Arian and Winkler, Herwig and Lange, Hans R{\"u}diger and Abdelkafi, Nizar}, title = {Co-innovation tools, mechanisms and methods : status quo and potentials}, series = {Procedia CIRP}, volume = {134}, journal = {Procedia CIRP}, publisher = {Elsevier}, address = {Amsterdam}, issn = {2212-8271}, doi = {10.1016/j.procir.2025.02.165}, pages = {514 -- 519}, abstract = {Co-innovation and open innovation are approaches to innovation management that are designed to stimulate innovation in organizations. This study analyzes technical offline and online support tools that can aid co-innovation projects by identifying appropriate functionalities. A systematic literature review and analysis of co-innovation tools reveals a lack of support, particularly in the areas of (i) intellectual property management, (ii) compliance and legal management, (iii) planning and analysis management, and (iv) performance and monitoring management. Physical toolkits show advanced development in meeting the criteria, while software solutions lag behind. The findings highlight the need for comprehensive innovation support tools.}, language = {en} } @techreport{HoffmannThomasWinkler, author = {Hoffmann, Stefanie and Thomas, Kevin and Winkler, Herwig}, title = {Der Design Thinking Ansatz : Fallstudien zum Prototyping von Komponenten und Systemen der dezentralen Energietechnik}, publisher = {Brandenburgische Technische Universit{\"a}t Cottbus-Senftenberg}, address = {Cottbus ; Senftenberg}, doi = {10.26127/BTUOpen-7059}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-70592}, pages = {110}, abstract = {Diese Studie entstand im Kontext des Forschungsprojekts „SpreeTecneXt". Ziel war es, durch den Design Thinking Ansatz innovative und nachhaltige L{\"o}sungen f{\"u}r die dezentrale Energietechnik zu entwickeln. Drei konkrete Fallstudien wurden auf Basis der Design Thinking-Methode durchgef{\"u}hrt: ein Reinigungssystem f{\"u}r PV-Module, ein nachsteuerndes Floating-PV-System und eine nachhaltige mobile Parkbox. Die Methode Design Thinking zeichnet sich durch ihren nutzerzentrierten, iterativen und kreativen Prozess aus, der besonders in unsicheren und dynamischen Marktumfeldern geeignet ist, komplexe Herausforderungen zu bew{\"a}ltigen. Im Rahmen der durchgef{\"u}hrten Projekte wurde der Design Thinking Ansatz nach Hasso Plattner angewendet. Der Design Thinking Prozess wurde in jeder Fallstudie durchlaufen. In der ersten Phase („Verstehen") erfolgte eine intensive Auseinandersetzung mit den jeweiligen Design Challenges. Anschließend wurden in der zweiten Phase („Beobachten") Nutzerbed{\"u}rfnisse durch Interviews identifiziert. Die dritte Phase („Standpunkt definieren") diente der systematischen Verdichtung dieser Erkenntnisse zu spezifischen Problemperspektiven. In der vierten Phase („Ideen finden") wurden zahlreiche kreative und innovative L{\"o}sungskonzepte generiert. Diese wurden in der f{\"u}nften Phase („Prototyp entwickeln") zu greifbaren und testf{\"a}higen Prototypen ausgearbeitet. Die erfolgreiche Anwendung der Design Thinking Methode manifestierte sich in den Ergebnissen aller drei Projektgruppen. Das Team des PV Reinigungssystems entwickelte einen Funky Prototyp eines Reinigungsroboters. Die Gruppe des Floating PV Systems realisierte ein Modell eines funktionalen Prototypen mit intelligenter, sensorgesteuerter Sonnenstandsnachf{\"u}hrung zur Optimierung der Energieausbeute und Reduzierung des Wartungsaufwands. Das Team der nachhaltigen mobilen Parkbox pr{\"a}sentierte ein modulares Design mit integrierter Ladefunktion, das sowohl Sicherheits- als auch Komfortbed{\"u}rfnisse adressierte. Die Anwendung dieser Methode in komplexen Entwicklungsprojekten erweist sich als besonders wertvoll, da sie theoretische Konzepte durch praktische Erfahrung vermittelt. Die Ergebnisse dieses Projekts liefern sowohl praktische Erkenntnisse als auch methodische Anregungen f{\"u}r zuk{\"u}nftige Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Bereich der Energietechnik Innovationen und f{\"o}rdern gleichzeitig den Wissensaustausch zwischen akademischer Forschung und industrieller Praxis.}, subject = {Design Thinking; Produktinnovation; Energietechnik; Erneuerbare Energien}, language = {de} } @incollection{AbdulghaniWinkler, author = {Abdulghani, Tamer and Winkler, Herwig}, title = {A conceptual model for the artificial intelligence-driven transformation of the circular economy}, series = {Innovations in communication networks : sustainability for societal and industrial impact : proceedings of 5th International Conference on Data Engineering and Communication Technology (ICDECT 2024)}, volume = {4}, booktitle = {Innovations in communication networks : sustainability for societal and industrial impact : proceedings of 5th International Conference on Data Engineering and Communication Technology (ICDECT 2024)}, edition = {1. Auflage}, publisher = {Springer Nature}, address = {Singapore}, isbn = {978-981-96-5223-5}, doi = {10.1007/978-981-96-5223-5_7}, pages = {69 -- 83}, abstract = {The integration of digital technologies, in particular artificial intelligence (AI), into the circular economy (CE) is critical for promoting sustainable development. This paper aims to investigate the role of AI in CE through a systematic literature review, resulting in the development of a conceptual model. Key enablers, including multiple stakeholders such as policymakers, industry, researchers, technology providers and consumers, are identified and AI models used in CE are outlined. In addition, challenges such as the quality and availability of data, skills gaps, integration with existing systems and coordination between various stakeholders are addressed. The benefits of integrating AI are explored at micro, meso and macro levels, demonstrating major improvements in environmental, economic and social sustainability. This work highlights the key role that AI can play in increasing resource efficiency, improving waste management and driving innovative business models, thereby contributing to a better sustainable future.}, language = {en} } @misc{EichenseerWinkler, author = {Eichenseer, Patrick and Winkler, Herwig}, title = {Data-oriented shopfloor management : an inductively developed holistic conceptual model}, series = {The international journal of advanced manufacturing technology}, volume = {2025}, journal = {The international journal of advanced manufacturing technology}, publisher = {Springer}, address = {Wiesbaden}, issn = {1433-3015}, doi = {10.1007/s00170-025-15571-2}, pages = {1 -- 23}, abstract = {Data plays a fundamental role in shopfloor management in order to make better decisions and increase efficiency throughout the production system. The idea of data-oriented shopfloor management has been discussed in the literature as an innovative concept, but unlike traditional or digital shopfloor management, it has not been conceptualised from a holistic perspective. For this reason, this paper used qualitative research in the form of expert interviews to collect holistic conceptual requirements for data-oriented shopfloor management. The data were analysed using the Gioia Methodology and transferred into a data structure to derive conceptual requirements at different levels of aggregation. On the basis of the empirical data, data-oriented shopfloor management was modelled, consisting of the system elements shopfloor, management approach with four subsystems and information system. Specifically, two conceptual models were developed for data-oriented shopfloor management as a distinction was made between episodic configuration and strategic adaptation and the persistent operating mode. Both conceptual models represent the reciprocal relationships and interdependencies of the system elements within data-oriented shopfloor management. Looking to the future, this paper provides the basis for further research to refine the conceptual models based on the empirically collected conceptual requirements with a higher level of detail.}, language = {en} } @misc{AbdulghaniWinkler, author = {Abdulghani, Tamer and Winkler, Herwig}, title = {A SWOT analysis approach for assessing the sustainable transition in the coal energy sector in Germany}, series = {Procedia computer science}, volume = {263}, journal = {Procedia computer science}, publisher = {Elsevier BV}, address = {Amsterdam}, issn = {1877-0509}, doi = {10.1016/j.procs.2025.07.010}, pages = {76 -- 81}, abstract = {The coal energy sector plays a significant role within the German economy, providing a key source of growth and energy supply. However, it is also a major contributor to climate change. In order to address this issue, Germany has adopted a policy to phase-out coal by 2038 at the latest. This paper employs a SWOT (strengths, weaknesses, opportunities, and threats) analysis approach to evaluate the sustainable transition of Germany's coal energy sector. A case study using semi-structured interviews with key actors was conducted in the second largest mining region in Germany, the Lusatia region. The analysis shows that the strengths of the area include its energy expertise, existing infrastructure with renewable energy potential, and availability of land for industrial development and settlement. However, dependence on lignite, internal resistance to change, lack of competence in digital technologies, and complex bureaucracy for implementing new projects represent some of the key weaknesses that companies must address in order to succeed. Some opportunities arise from the structural changes currently occurring, highlighting the potential of a growing renewable energy market and the development of innovative business models, as well as the creation of new employment opportunities and the enhancement of the region's attractiveness for global corporations. Nevertheless, a number of factors present a threat to the sustainable transition, including concerns about energy security, high green fuel costs, social resistance, a shortage of skilled labor, labor migration, and the loss of cooperation partners.}, language = {en} } @incollection{WinklerSeebacher, author = {Winkler, Herwig and Seebacher, Gottfried}, title = {Verbesserung der Robustheit von Supply Chains durch Einsatz eines hierarchischen Flexibilit{\"a}tsmanagements}, series = {Risikomanagement in Supply Chains : Compliance und resiliente Lieferketten - Realisierung von Chancen durch Risikosteuerung}, booktitle = {Risikomanagement in Supply Chains : Compliance und resiliente Lieferketten - Realisierung von Chancen durch Risikosteuerung}, editor = {Bungartz, Oliver}, edition = {3., v{\"o}llig neu bearbeitete Auflage}, publisher = {Erich Schmidt Verlag}, address = {Berlin}, isbn = {978-3-503-24068-5}, doi = {10.37307/b.978-3-503-24069-2}, pages = {268 -- 291}, abstract = {Das aktuelle Unternehmensumfeld weist eine hohe Volatilit{\"a}t bei vielen Faktoren auf, gepaart mit Technologiespr{\"u}ngen und erheblichen Diskontinuit{\"a}ten in den Kunden- und Lieferantenbeziehungen. Dies f{\"u}hrt zu vielf{\"a}ltigen Risiken entlang der gesamten Wertsch{\"o}pfungskette. Die auftretenden Risiken verursachen bei den Unternehmen einer bestimmten Supply Chain betr{\"a}chtliche Probleme zur Aufrechterhaltung der geplanten Performance. Aufgrund verketteter Prozesse in Produktion und Logistik f{\"u}hren Probleme bei den Wertsch{\"o}pfungsaktivit{\"a}ten einzelner Partner zu starken Beeintr{\"a}chtigungen im gesamten Betriebsgeschehen. In dieser Situation erlangt die Robustheit der Supply Chain eine zentrale Bedeutung. Robustheit kann allgemein als eine F{\"a}higkeit angesehen werden, die dazu beitr{\"a}gt, dass durch St{\"o}rungen von innen oder außen, keine oder nur geringe Abweichungen bei der geplanten Performance entstehen. Die Robustheit ist eine komplexe Gr{\"o}ße in der sich Flexibilit{\"a}t, Agilit{\"a}t, Resistenz und Resilienz vereinen. Nach unserem Verst{\"a}ndnis spielt vor allem die Flexibilit{\"a}t eine besondere Rolle f{\"u}r Supply Chains, um eine hohe Robustheit zu erlangen. Wir wollen in diesem Beitrag schwerpunktm{\"a}ßig den konzeptionellen Aufbau eines hierarchischen Flexibilit{\"a}tsmanagement von der Supply Chain {\"u}ber die einzelnen Unternehmen bis in die Produktionssysteme vorstellen, mit dem die Robustheit ganzheitlich verbessert werden kann.}, language = {de} } @misc{ThomasWinkler, author = {Thomas, Kevin and Winkler, Herwig}, title = {Extended reality for process visualization in cloud manufacturing : a systematic review}, series = {Procedia CIRP}, volume = {136}, journal = {Procedia CIRP}, editor = {Mourtzis, Dimitris}, publisher = {Elsevier B.V.}, address = {Amsterdam}, issn = {2212-8271}, doi = {10.1016/j.procir.2025.08.111}, pages = {648 -- 653}, abstract = {The advent of cloud-based processes represents a novel opportunity within the manufacturing industry. However, a lack of common understanding of integration persists. The virtualization of manufacturing and logistics processes provides the foundation for subsequent stages of visualization. Conversely, the visualization of processes facilitates a deeper comprehension of the value streams involved, thereby enabling improvements to be made. In this regard, the objective of this research is to assess process virtualization techniques in cloud manufacturing, with a particular focus on existing academic literature in the field. Consequently, this investigation also encompasses an exploration of immersive visualization techniques in cloud manufacturing environments. For the purpose of this research, a systematic literature review is conducted in the SCOPUS, Web of Science, and Science Direct databases. Various methods and implications for the virtualization of cloud manufacturing processes available in the literature are identified, analyzed, and summarized. Furthermore, the potential for visualizing data related to cloud manufacturing processes in extended reality is also investigated. The findings of this research offer scientists the prospect of further investigation into the cloud manufacturing paradigm, for example in the context of virtual learning factories.}, language = {en} } @techreport{WinklerHayatRuester, author = {Winkler, Herwig and Hayat, Mubashir and R{\"u}ster, Moritz}, title = {KI-basierte Instandhaltungsplanung und -steuerung im {\"o}ffentlichen Verkehr: Status quo und konzeptionelle {\"U}berlegungen}, publisher = {Brandenburgische Technische Universit{\"a}t Cottbus-Senftenberg}, address = {Cottbus}, organization = {BTU Cottbus - Senftenberg, Lehrstuhl f{\"u}r Produktionswirtschaft}, doi = {10.26127/BTUOpen-7161}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-71612}, pages = {84}, abstract = {Durch eine sorgf{\"a}ltige Instandhaltung von Z{\"u}gen, Bussen und Flugzeugen l{\"a}sst sich die Verf{\"u}gbarkeit, Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit dieser Verkehrsmittel maßgeblich sichern. Bislang wurden die daf{\"u}r relevanten planungsintensiven Prozesse in Zugwerkst{\"a}tten mit herk{\"o}mmlichen statischen Planungssystemen durchgef{\"u}hrt. Diese Systeme bilden zwar eine Grundlage f{\"u}r die Organisation der Instandhaltungsarbeiten, sind jedoch nicht in der Lage, optimierte Instandhaltungsprogramme zu erstellen. Infolgedessen treten w{\"a}hrend der tats{\"a}chlichen Durchf{\"u}hrung der Instandhaltungsmaßnahmen h{\"a}ufig ungeplante Zusatzaufgaben auf, die den Arbeitsablauf in den Instandhaltungswerkst{\"a}tten st{\"o}ren und sowohl die wirtschaftliche als auch die betriebliche Effizienz beeintr{\"a}chtigen. Es hat sich gezeigt, dass solche St{\"o}rungen h{\"a}ufig zu erh{\"o}hten Instandhaltungskosten, l{\"a}ngeren Durchlaufzeiten und einer verminderten Anlageneffizienz f{\"u}hren. Daher besteht ein wachsender Bedarf, bei der Instandhaltungsplanung und -steuerung im {\"o}ffentlichen Verkehrssektor von statischen zu dynamischeren, datengesteuerten Ans{\"a}tzen {\"u}berzugehen. K{\"u}nstliche Intelligenz (KI) bietet in dieser Hinsicht ein erhebliches Potenzial, da sie die Entwicklung von Vorhersagef{\"a}higkeiten, dynamischer Planung und intelligenter Ressourcenzuweisung erleichtert. Zu diesem Zweck werden in dieser Studie bestehende Forschungsarbeiten zu KI Ans{\"a}tzen f{\"u}r die Wartungsplanung und -steuerung in diesen Bereichen des {\"o}ffentlichen Verkehrs systematisch untersucht und bewertet. Anhand einer deskriptiven Analyse werden neue Forschungstrends vorgestellt, w{\"a}hrend eine detaillierte Inhaltsanalyse die Ergebnisse der relevantesten Artikel in diesem Bereich zusammenfasst. Die Analyseergebnisse zeigen, dass sich die meisten Forschungsarbeiten isoliert auf bestimmte Aspekte wie die Vorhersage der verbleibenden Nutzungsdauer und die Fehlerdiagnose konzentrieren. In der Praxis umfasst die Wartungsplanung und -steuerung jedoch eine komplexe Koordination vieler Aktivit{\"a}ten (z B Inspektion, Ressourcenzuweisung und Personal und Aufgabenplanung usw.). Daher sind die Autoren der Ansicht, dass noch holistischere L{\"o}sungen erforderlich sind, die Instandhaltungsaktivit{\"a}ten und Werkstattbeschr{\"a}nkungen integrieren und {\"u}ber Einzelkomponentenvorhersagen hinaus zu einer Optimierung der Instandhaltung auf Systemebene f{\"u}hren, die in realen Instandhaltungsbetrieben validiert werden kann. Dar{\"u}ber hinaus wird in diesem Studienbericht ein konzeptioneller Rahmen vorgestellt der die Planung und Steuerung von Instandhaltungsauftr{\"a}gen in Instandhaltungswerkst{\"a}tten des {\"o}ffentlichen Nahverkehrs verbessern soll. Der vorgeschlagene Rahmen dient als Grundmodell f{\"u}r den Einsatz von KI Technologien zur Reduzierung von Ineffizienzen, zur Verbesserung der Terminplanung und letztlich zur Unterst{\"u}tzung einer zeitnahen und kosteneffizienten Instandhaltungsplanung und -steuerung f{\"u}r Z{\"u}ge.}, language = {de} } @misc{AhatsiWinklerOlanrewaju, author = {Ahatsi, Emmanuel and Winkler, Herwig and Olanrewaju, Oludolapo}, title = {Modified teaching-learning based optimisation for resilience and sustainability in the renewable energy industry}, series = {2025 IEEE 13th International Conference on Smart Energy Grid Engineering (SEGE)}, journal = {2025 IEEE 13th International Conference on Smart Energy Grid Engineering (SEGE)}, publisher = {Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)}, address = {Piscataway, NJ}, doi = {10.1109/SEGE65970.2025.11203381}, pages = {225 -- 230}, abstract = {Renewable energy sector resilience ensures sustainability and reliability together with cybersecurity features for present-day power networks. Growing wind and solar and hybrid distributed generation (RHDG) systems create numerous network problems, including power system instability, cyber security risks, and operational efficiency problems. The implementation of Modified Teaching-Learning Based Optimisation (MTLBO) serves as an improvement method for resolving power flow management issues and enhancing fault tolerance while ensuring energy security. MTLBO serves to maximize renewable energy deployment while minimizing power losses and improving resistance against cyber-physical security threats. The integration of decentralized microgrid design, realtime monitoring, and artificial intelligence to identify anomalies enhances system resilience. Multiple smart grid security measures are implemented through Blockchain technology to combat potential cyberattacks which endanger grid operations. The research demonstrates how implementing MTLBO and advanced cybersecurity strategies for OPF enables sustainable development of renewable energy infrastructure. The proposed method delivers secure, efficient, and adaptive power management that enables a resilient renewable energy power infrastructure for future readiness.}, language = {en} }