Welche Herausforderungen galt es zu lösen und welcher konkrete Nutzen ergab sich?
Das wbk hat es sich zum Ziel gemacht, konkrete Ansätze von Industrie 4.0 in der Fertiung, der Montage, der Qualitätssicherung, aber auch in der Steuerung und Verbesserung der Produktion erlebbar zu machen.
Im Gegensatz zu vielen bestehenden Ansätzen sind hier zahlreiche Lösungen in Anschauungsobjekten implementiert und nicht nur beobachtbar, sondern wirklich erlebbar, was einen deutlich größeren Lern- und damit Übertragungseffekt erzielen kann.
„Das wbk – Institut für Produktionstechnik demonstriert eindrücklich die Vielfalt der Themenbereiche von Industrie 4.0. Auch heute kann Industrie 4.0 jedoch noch nicht „einfach gekauft werden“. Anwender müssen sich über ihre eigenen Potentiale und Randbedingungen bewusst werden und zusammen mit Anbietern und Forschungseinrichtungen eigene Lösungen erarbeiten.“
Wie lässt sich der Industrie 4.0-Lösungsansatz beschreiben?
Am wbk – Institut für Produktionstechnik sind zahlreiche Lösungsansätze in Fertigung und Montage demonstiert. Diese reichen von der Industrie 4.0-Befähigung für Altmaschinen bis hin zur Werkerassistenz mittels smart lights oder augemented reality Lösungen.
Was konnte erreicht werden?
Die Arbeiten des wbk verdeutlichen eindrücklich, wie auch bei Altmaschinen ein Zugang zu den Daten der Maschine und Zuständen von Maschinenkomponenten erlangt sowie die entsprechende Rückkopplung zur Steuerung von Maschine und Produktionsprozess geschaffen werden kann. So werden Nachrüstlösungen geschaffen, mit welchen viele der heute vorhandenen Maschinen und Komponenten für Industrie 4.0 befähigt werden können. Ein Großteil der industriellen Maschinenparks benötigt eine solche Befähigung, um an Industrie 4.0 partizipieren zu können. Da die Maschinen meist noch lange nicht am Ende ihres Lebenszyklus angekommen sind, ist es nicht wirtschaftlich diese "nur wegen Industrie 4.0" durch Neumaschinen zu ersetzen. Daher werden praktikable Ansätze für Bestandsmaschinen und -Komponenten entwickelt, erprobt, visualisiert und auf ihren tatsächlichen Nutzen im industriellen Einsatz getestet.
Mit zahlreichen weiteren Versuchsständen am wbk Institut für Produktionstechnik wird insbesondere auch das sensorbasierte Condition Monitoring erforscht. So benötigen Maschinen für die vierte industrielle Revolution intelligente Komponenten, die Auskunft über ihren aktuellen Zustand geben können. Die dafür notwendigen Modelle und Sensorkonzepte werden auf eigenen Versuchsständen unter industrienahen Bedingungen erarbeitet.
Mit welchen Maßnahmen wurde die Lösung erreicht?
Die Lernfabrik "Globale Produktion" besteht aus einer realen Industriemontagelinie für Elektromotoren, die so bei der Robert Bosch GmbH im Einsatz war. Die Lernfabrik wurde durch das Institut überarbeitet und mit Industrie 4.0-Elementen angereichert. Für einen spontanen Umbau der Montagelinie mit manuellen und automatisierten Prozessschritten und dem Einsatz von Robotern, ist die Linie mit einem dezentralen Sicherheitssystem und einem ausgeklügelten Steuerungssystem ausgestattet. Auf diese Weise wird ein echtes Plug and Work realisierbar. Die individuelle Bauteilidentifikation erlaubt nicht nur ein angepasstes, digitales Assistenzsystem an jeder Montagestation, sondern auch eine Überwachung einzelner Montageschritte mit hoher Komplexität. Durch SmartLights kann dem jeweiligen Monteur direktes visuelles Feedback gegeben werden. Zudem wurden sowhl augemtned, als auch virtual reality Lösungen implementiert, die z.B.offline eine spielerische Roboterprogrammierung für eine Mensch-Roboter-Kollaboration erlauben.
Die direkt aufgenommenen Daten und Informationen werden an einem digitalen Shop Floor Board direkt aufgezeigt und analysiert. Hieran angeknüpft ist die aktive Forschung an der Ausgestaltung des digtialen Shopfloormanagements. Erst die intelligente Nutzung über das reine digitale Abbild der bisherigen Kennzahlen hinaus, bildet hierbei erhebliche Potentiale. An die IT-Struktur angebunden ist zudem die Vernetzung zum Innovation Center in Suzhou, China. Eine gemeinsame Datenbasis soll weitreichende Datenanalysen erlauben und die benötigten Wege der Vernetzung demonstrieren.
An der Umsetzung der Lösungen sind zahlreiche Firmen unterschiedlicher Große beteiligt, z.B. Robert Bosch GmbH, Pilz GmbH & Co. KG, Balluff GmbH, Gefasoft GmbH, ioxp GmbH, Rüdenauer 3D Technology GmbH, ArtiMinds Robotics GmbH, Essert GmbH, Kinexon GmbH.
Was können andere davon lernen?
Der Austausch und die Integration verschiedenster Systeme von vielen Anbietern erlaubt am wbk einen breiten Einblick in die Vor-und Nachteile sowie den aktuellen „Reifegrad“ von Industrie 4.0-Technologien. Dabei zeigt sich, dass dem schnellen Erstellen und Validieren von Prototypen bei Ideen im Umfeld von Industrie 4.0 eine große Bedeutung zukommt. Langes Abwarten fertiger Lösungen und Standards kann dagegen Handlungsfähigkeit und erzielbaren Nutzen stark einschränken.
