Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Produktion ohne starre Pläne

27.01.2016

Industrie 4.0 ist in aller Munde. Doch wie sich eine hochgradig flexible Produktion zu den Kosten und mit dem Tempo einer Linienfertigung erreichen lässt, darüber gehen die Meinungen auseinander. Die Lösung der Fraunhofer-Forscher: Sie organisieren eine Produktion ohne starre Pläne und feste Verkettungen, die das menschliche Koordinations- und Entscheidungsvermögen zu einem zentralen Bestandteil der Ablaufsteuerung macht. Wie das geht, zeigen die Forscher auf der Hannover Messe 2016 – die Preview am 27. Januar 2016 gewährt erste Einblicke.

Hinter dem Begriff Industrie 4.0 steckt die Idee, dass in der Fabrik der Zukunft Maschinen direkt miteinander, mit Werkstücken und mit dem Menschen kommunizieren – mit dem Ziel, dass die Produktion sich selbst organisiert. Experten versprechen sich von Industrie 4.0 eine flexiblere Produktion und die Möglichkeit, auf Kundenwünsche schneller als bisher zu reagieren.


Alle Fertigungsabläufe sind auf dem Monitor zu sehen.

Fraunhofer IPK

Dieses Ziel will das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK erreichen, indem es den Menschen in den Mittelpunkt stellt. Die Entscheidungsgewalt über den Fertigungsablauf liegt beim Mitarbeiter – während leistungsfähige Werkzeuge seine Entscheidungsfähigkeit unterstützen.

Was sie damit meinen, illustrieren die Wissenschaftler am Beispiel einer Getriebefertigung: Zahnräder werden bisher in fest verketteten Linien gefertigt, bei denen zum Beispiel Fräs- und Drehmaschinen miteinander verbunden sind.

Fällt eine Maschine aus, steht die ganze Linie still. Zudem ist es aufwändig bis unmöglich, auf Linien Klein- oder Kleinstaufträge mit besonderen Anforderungen oder Produktmerkmalen zu fertigen. »Will man hier flexibler werden, bietet es sich an, die Verkettung aufzuheben«, sagt Eckhard Hohwieler, Leiter der Abteilung Produktionsmaschinen und Anlagenmanagement am IPK. »Aber das ist nicht so trivial, wie es klingt.«

Maschinen zu Inseln gruppieren

Alternativen zur Linie gibt es: Zum Beispiel die Werkstattfertigung. Dabei werden Maschinen für ähnliche Fertigungsaufgaben zu Inseln zusammengestellt – etwa mehrere Drehmaschinen zu einer Drehmaschineninsel oder aber mehrere Fräsmaschinen zu einer Fräsmaschineninsel. »Dann aber braucht man Methoden, die gewährleisten, dass ein Produkt die Fertigung zügig und zuverlässig durchläuft. Sonst wird am Ende ein Bearbeitungsschritt vergessen oder ein Auftrag bleibt auf halbem Weg durch die Produktion stecken, weil keiner weiß, wo er als nächstes hin soll«, bemerkt Hohwieler. Genau dort setzen die Forschungsarbeiten des IPK an.

Auf der Hannover Messe 2016 präsentieren die Berliner eine integrierte Industrie 4.0-Fabrik, die mit einer neuartigen Prozessorganisation die feste Verkettung überflüssig macht, ohne dass der zuverlässige Produktionsdurchlauf der Linie verloren geht. Dabei sorgen IT-getriebene Werkzeuge dafür, dass Mitarbeiter auf allen Hierarchieebenen zu jeder Zeit genau die Informationen erhalten, die sie benötigen, um ihren Teil zur termingerechten Fertigstellung des Produkts beitragen zu können – vom Prozessmanagement über die Produktionsplanung bis zur Endmontage.

Agentensystem überwacht Fertigungsplan

Ein Ausschnitt ist bereits bei der Hannover Messe Preview am 27. Januar zu sehen. Im Projekt »iWePro – Intelligente Kooperation und Vernetzung für die Werkstattfertigung« erproben IPK-Entwickler gemeinsam mit Industriepartnern, wie sich auf der Fertigungsebene eine Zahnradproduktion ohne Verkettung zuverlässig steuern lässt. »Bisher wird in der industriellen Fertigung vorab ein Plan für die komplette Produktion vom Rohling bis zum einsatzbereiten Zahnrad erstellt – der wird dann nur noch abgearbeitet«, berichtet Franz Otto, wissenschaftlicher Mitarbeiter am IPK.

Um Werkstattaufträge situationsgerecht zu steuern, entwickeln Otto und seine Kollegen ein Agentensystem, das die Umsetzung des Fertigungsplans überwacht. Die Agenten – Bestandteile der Agentensystem-Software – informieren unter anderem die Mitarbeiter an den einzelnen Stationen der Werkstatt, welche Maschine für den nächsten Bearbeitungsschritt eines Auftrags vorgesehen ist – und assistieren, wenn Umplanungsbedarf entsteht, etwa weil eine Maschine ausfällt.

»Doch bevor die Inselfertigung Realität wird, müssen wir prüfen, ob sie tatsächlich besser arbeitet als die technisch bereits sehr ausgefeilte klassische Linienfertigung«, sagt Otto. Dazu entsteht in iWePro eine aufwändige Simulation, mit der die Forscher durchspielen können, welche Kombination aus zentraler Planung und flexibler Umplanung für welchen Anwendungsfall geeignet ist – und welche Eingriffe durch die Werker sinnvoll sind. Dabei wird auch simuliert, wie die Werker in der Halle mit den nötigen detaillierten Informationen versorgt werden können, etwa über Smart Devices.
Flexibles Miteinander von Mensch und Maschine

Die Simulation der Werkstattproduktion, die während der Preview und später auf der Hannover Messe (Halle 17, Stand C18) gezeigt wird, macht alle Abläufe in der Fertigung auf einem 3D-Bild sichtbar. »Wir ahmen damit den Blick aus einem Leitstand nach«, sagt Hohwieler. Auf der Hannover Messe kombinieren die Forscher die Simulation mit einem modellgetriebenen Industrie-Cockpit und einem zweiarmigen Montageroboter.

Das Cockpit ermöglicht ein flexibles Monitoring aller Unternehmensprozesse, wobei Manager jederzeit einen exakten Überblick haben, welcher Auftrag sich in welchem Bearbeitungsstadium befindet. Jedem Nutzer werden genau die Informationen bereitgestellt, die er für seinen Arbeitsbereich benötigt. Der Zweiarmroboter ist ein anschauliches Beispiel für die künftige Zusammenarbeit von Menschen und Robotern in der Endmontage. Hohwieler: »Letztlich liefern wir mit unserem Exponat ein Beispiel dafür, wie man mit industrienaher Forschung sicherstellen kann, dass Industrie 4.0 funktioniert und ein flexibleres Miteinander von Mensch und Maschine gelingt.«

Weitere Informationen:

http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2016/januar/produktion-oh...

Britta Widmann | Fraunhofer-Gesellschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie HANNOVER MESSE:

nachricht Hannover Messe 2018: Wasserschwert statt Laserschwert
01.02.2018 | Technische Universität Chemnitz

nachricht Rittal mit neuer Push-in-Leiteranschlussklemme - Kontakte im Handumdrehen
26.04.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: HANNOVER MESSE >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

Von Bitcoins bis zur Genomchirurgie

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Stahl ist nicht gleich Stahl: Informatiker und Materialforscher optimieren Werkstoffklassifizierung

19.02.2018 | Materialwissenschaften

Wenn Eiweiße einander die Hand geben

19.02.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics