Automatisierungstechnik: neue Montageanlage ist Modellfabrik, Lehr- und Forschungsplattform

An der Hochschule Darmstadt (h_da) geht nun nach zweijähriger Vorbereitungszeit eine Montageanlage in Betrieb, die den Automatisierungsvorgang in einer Fabrik originalgetreu nachbildet. 300 Studierende pro Jahr aus den Fachbereichen Elektrotechnik und Informationstechnik sowie Mathematik und Naturwissenschaften werden an der interdisziplinär betriebenen Anlage realitätsnah auf die Bedingungen in der Industrie vorbereitet.

Zudem dient die flexibel veränderbare und erweiterbare Anlage als Forschungsplattform für neueste Trends in der Automatisierungstechnik und Unternehmen als Erprobungsplattform für aktuelle Verfahren, ohne dass Produktionsausfälle oder gar Schäden in Kauf genommen werden müssen.

Bislang sind 200.000 Euro aus zentralen und dezentralen QV-Mitteln (Landesmittel zur Verbesserung der Qualität der Lehre) in die Anlage geflossen. Die Firma Siemens unterstützt die Fertigungsstraße zusätzlich mit einer Sachspende im fünfstelligen Eurobereich. Hierzu zählen Komponenten der Motoren- und Antriebstechnik, moderne speicherprogrammierbare Steuerungen, ein mobiles Touchpanel mit WLAN-Funktion, RFID-Module zur berührungslosen Datenerkennung sowie spezielle Entwicklungssoftware.

„Mit der neuen Anlage können wir den Stand der gesamten Automatisierungstechnik in der modernen Fertigungstechnik abbilden“, ordnet Prof. Stephan Simons vom Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik ein, der die Fertigungsstraße in Kooperation mit Prof. Stephan Neser vom Fachbereich Mathematik und Naturwissenschaften konzipiert hat. Die Anlage stellt eine vollständige Fabrikmontage dar: mit Wareneingang im 44 Fächer umfassenden Hochregallager, Warentransport via intelligenten Shuttles auf einem 20 Meter langen Schienensystem, automatisierter Montage per Robotersystemen und Endkontrolle mittels automatischer optischer und elektrischer Prüfung sowie Gewichtskontrolle. Zum Einsatz kommen Komponenten, die so auch in der Industrie verwendet werden.

„Die Fertigungsstraße führt die Studierenden an eine Welt heran, die technisch immer komplexer wird“, sagt Stephan Simons. „Im Team arbeiten sie an einzelnen, überschaubaren Aufgaben, die leicht zu handhaben sind.“ Das interdisziplinäre Team setzt sich zusammen aus Studierenden der Fachrichtungen Elektrotechnik, Mechatronik sowie Optotechnik und Bildverarbeitung in den Lehrveranstaltungen Automatisierungstechnik, Industrielle Datenkommunikation und Visualisierung von technischen Systemen. „Die Studierenden können an der Anlage ihr Wissen aus verschiedensten Aspekten ihres Studiengangs miteinander vernetzen“, sagt Stephan Neser. „Wir fördern so das Systemdenken, die Studierenden arbeiten und lernen an einem System, wie es später in ähnlicher Weise auch in der Industrie auf sie zukommen wird.“

Peter Gampfer, Geschäftsverantwortlicher für Industrieautomation in der Siemens-Region Mitte, zu der auch Hessen gehört: „Mit unserem Know-how und unserer Technologie wollen wir die Studierenden der Hochschule Darmstadt dabei unterstützen, frühzeitig Spezialwissen in einer der wichtigsten Disziplinen aufzubauen. Mit Hilfe der bereitgestellten Hard- und Software können sie am praxisnahen Beispiel der Modellfabrik bestehende Prozesse verbessern und neue Verfahren entwickeln. Auf diese Weise tragen die jungen Frauen und Männer dazu bei, die Vorreiterrolle unseres Standortes Deutschland auf dem Gebiet der Automatisierungstechnik zu sichern.“

Die automatisierte Montageanlage soll auch dazu dienen, gemeinsam mit der mittelständischen Industrie in Darmstadt und der Region neue Automatisierungstechniken zu erarbeiten und zu erproben. Die Unternehmen minimieren hierbei ihr Risiko, da sich Schäden nicht in großem Volumen auswirken und Zeiten des Produktions-Stillstands nicht zu Kostenverlusten führen. Derzeit läuft in Zusammenarbeit mit einem Unternehmen an der Anlage ein Projekt im Rahmen einer Bachelorarbeit zur Anbindung von Codereadern an speicherprogrammierbare Steuerungen, mit denen Produkte in einer modernen Fabrik identifiziert werden können.

In einem fortgeschrittenem Stadium befindet sich ein Forschungsprojekt, das gemeinsam mit dem Zentrum für Forschung und Entwicklung der Hochschule Darmstadt durchgeführt wird: die virtuelle Inbetriebnahme der gesamten Montageanlage mittels 3D-Software. Erforscht werden sollen künftig auch weitere zukunftsgewandte Aspekte der Automatisierungstechnik. Dazu zählt die Messung des Energieverbrauchs der Einzelstationen sowie die Entwicklung und Erprobung von Konzepten zur Reduzierung des Energieverbrauchs.