Technologien für flexible Robotersysteme
Wirtschaftliche Automatisierungslösungen (nicht nur) für kleine und mittlere Produktionsgrößen

Björn Kahl, Tim Bodenmüller und Alexander Kuss

Automatisierung mit Industrierobotern ist bisher vor allem für die Großserienproduktion attraktiv. Für Unternehmen mit kleineren Produktionsgrößen bis hin zur Einzelstückfertigung sind die verfügbaren Automatisierungslösungen oft nicht rentabel, da die Anschaffung teuer, die Lösung unflexibel und eine Umrüstung zeitaufwendig sein kann. Im EU-geförderten Projekt SMErobotics entwickelt deshalb ein Konsortium aus Forschungs- und Industriepartnern eine neue Generation von vielseitigen, einfach und schnell anpassbaren Robotersystemen, die auch in kleineren Unternehmen kosteneffektiv den Durchsatz und die Qualität steigern können. Unter Einbindung von Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK), einfacher Programmierung, intelligenter Fehlerbehandlung und anderen typischen Schlüsseltechnologien der Industrie 4.0 soll eine moderne robotergestützte Industrieautomatisierung mit flexibler, kundenorientierter Produktionsweise entstehen. Der Beitrag zeigt die aktuellen Ergebnisse des Projekts am Beispiel einer Schweiß- und einer Montageanwendung auf.

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Situative Lernfabrik
Ein soziotechnischer Aus- und Weiterbildungsansatz für Industriearbeit 4.0

Sabine T. Koeszegi, TU Wien und Georg Reischauer, Hertie School of Governance

Industriearbeit 4.0 steht für digitale und dezentrale Industriearbeit, die Facharbeiter durch Mehrdeutigkeit, Selbstorganisation und Vernetzung herausfordern wird. Der vorliegende Beitrag stellt mit der situativen Lernfabrik einen umfassenden Ansatz vor, der Facharbeiter für diese Herausforderungen qualifiziert. Die situative Lernfabrik simuliert softwarebasiert unterschiedlich komplexe Situationen auf dem Shopfloor. Analog zu einem Flugsimulator erwerben Facharbeiter durch die spielerische Absolvierung von herausfordernden und praxisnahen Situationen wertvolles Erfahrungswissen und verbessern zugleich ihre IT-Kompetenz. Dadurch bereitet die situative Lernfabrik Facharbeiter umfassend und punktgenau für Industriearbeit 4.0 vor.

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IT-Sicherheit in der Fabrik

Sander Lass und David Fuhr

Zunehmende Vernetzung, Konvergenz und Integration lässt Bedrohungen der Standard-IT auch in der Industrie- und Automatisierungstechnik an Bedeutung gewinnen. Gleichzeitig sind klassische Methoden der Informationssicherheit ohne Weiteres auf die Fabrik zu übertragen. Spezifische Systeme, Anwendungen und Prozesse erfordern Modifikationen, nicht zuletzt konzeptioneller Art. Das Vorgehensmodell „IT-Grundschutz“ des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) kann hier mit zusätzlicher Anpassungsarbeit eine Grundabdeckung bieten.

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Fabriksoftware des Jahres

Fabriksoftware entscheidet – oder doch der Mensch!
Fünf herausragende Automatisierungslösungen auf dem ersten Fachkongress Fabriksoftware ausgezeichnet

Hanna Theuer

Die Qualität der eingesetzten Fabriksoftware ist ein entscheidender Faktor auf dem Weg zur digitalen Fabrik. Das war die einhellige Überzeugung der Referenten auf dem Fachkongress Fabriksoftware, den das Fachmagazin productivITy/Fabriksoftware zusammen mit dem Forschungs- und Anwendungszentrum Indus- trie 4.0 am Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik, insbesondere Prozesse und Systeme, der Universität Potsdam Anfang des Jahres in Frankfurt ausrichtete. Denn neben der Hardware – also Fertigungsmaschinen, Automaten, Transportsysteme, Roboter oder Co-Bots, Sensoren und Aktoren – kommt es vor allem darauf an, die Planung der Prozesse, die Steuerung der Systeme und die Auswertung der Daten optimal auf das Geschäftsmodell auszurichten. Dabei treten Qualitätsziele wie Kundenkommunikation, Agilität und Umsatzsteigerung gegenüber den traditionell im Mittelstand favorisierten Geschäftszielen Kostensenkung und Effektivitätssteigerung immer mehr in den Vordergrund.

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DataViSon: ein Schritt hin zur dezentralen Produktionssteuerung
Kombination von Visual Analytics und Auditory Display zur Verzahnung von operativer und taktischer Produktionsplanungsebene

Thomas Felberbauer, Thomas Moser, Michael Iber und Franz Fidler, FH St. Pölten

Das Forschungsprojekt Analytic Manufacturing (ANAMA) beschäftigt sich mit der Verzahnung der taktischen und operativen Planungsebene und repräsentiert einen wesentlichen Zwischenschritt zur finalen dezentralen Steuerung der Produktion. Einerseits muss in Unternehmen dazu technisch ein übergelagerter Datenlayer implementiert werden, der unterschiedliche Datenebenen konsolidiert. Andererseits werden, basierend auf dieser konsolidierten Datenbasis, die Forschungsfelder „Visual Analytics“ und „Sonifikation“ (akustische Datenanalyse) zur Verbesserung der Feedbackschleife von operativer und taktischer Planung eingesetzt. Durch die Kombination der beiden Forschungsfelder entsteht die neuartige Methodik „DataViSon“.

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Industrial Big Data: Tieferes Prozessverständnis durch Daten
Modernes Informationsmanagement in der Produktion

Thomas Thiele, Max Hoffmann und Tobias Meisen

Längst hat die digitale Transformation auch die industrielle Produktion erreicht. Insbesondere getrieben durch die Erfolge und Fortschritte der vorwiegend amerikanischen IT-Unternehmen ist diese vierte industrielle Revolution, oder Industrie 4.0, wie sie in der Hightech-Strategie der Bundesregierung heißt, in vollem Gange. Eine Vielzahl von Begriffen und Technologien wie Internet der Dinge, Cyber-Physische Systeme und Big Data bilden das Rahmenwerk dieses Wandels. Im vorliegenden Beitrag wird insbesondere der Big Data Begriff adressiert und eine Abgrenzung dieses umfassenden Konzepts hinsichtlich der Definition von Industrial Big Data unternommen. Zudem wird anhand von Fallbeispielen exemplarisch erläutert, welche Mehrwerte die Anwendung dieser Methoden in der Produktion generiert.

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Wissensarbeit in der Digitalen Fabrik
Der Zwiespalt zwischen Systematisierung und Kreativität

Sigrid Wenzel, Dennis Abel, Christian Willmann

Die Beherrschung komplexer Unternehmensstrukturen und technischer Systeme sowie der Umgang mit innovativen IT-basierten Methoden und Werkzeugen der Digitalen Fabrik als Basis eines durchgängigen Engineerings erfordern heute von allen beteiligten Akteuren ein umfassendes, stets aktuelles Grundsatz-, Fakten-, und Handlungswissen. Wissen ist somit mehr denn je ein entscheidender Produktivitätsfaktor und ein wichtiger Bestandteil des Unternehmenskapitals. Der vorliegende Beitrag möchte die mit dem Einsatz der Methoden und Werkzeuge in der Digitalen Fabrik verbundene Wissensarbeit näher beleuchten und Ansätze zur Unterstützung dieser Wissensarbeit aufzeigen. Ausgehend von einem zuvor erarbeiteten Verständnis von Wissensarbeit im Rahmen der Digitalen Fabrik wird ein Ansatz für Wissensmanagement in der Digitalen Fabrik vorgestellt. Dieser Ansatz unterstützt Mitarbeiter systematisch bei der Steigerung ihrer Produktivität und hilft ihnen anhand geeigneter Methoden, das Problem einer schnellen Überforderung in Bezug auf notwendige Wissensarbeit zu lösen. Der Ansatz zeigt, wie mithilfe einer offenen IT-basierten Wissensumgebung für Mitarbeiter im Rahmen der Digitalen Fabrik Wissen zugänglich gemacht werden kann und somit das Erarbeiten von Wissen zur Überbrückung der zuvor beschriebenen Lücke zwischen der Anforderung an eine Arbeit und der vorhandenen Qualifikation geschlossen wird.

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M2M-Kommunikation – wenn Maschinen miteinander sprechen

Anja Wilde und Mathias Eiber

Kooperative Wertschöpfung, orchestriert über eine Blockchain: Am Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Ilmenau wird ein Demonstrator entwickelt, der eine vernetzte Fertigung von der Auftragserstellung bis zum fertigen Produkt ermöglicht. Der Demonstrator koppelt das additive Lichtbogenschweißen mit Thermografie und 3D-Scanverfahren, um eine spanende CNC-Nachbearbeitung produktindividuell zu optimieren. Die Datenübertragung zwischen den einzelnen Fertigungsprozessen erfolgt dabei auf Basis von Smart Contracts. Smart Contracts steuern den Fertigungsablauf und ermöglichen eine Kommunikation der Maschinen untereinander. Die Daten sind in der Blockchain vor Verlust oder Manipulation geschützt, aber dennoch permanent über das Internet verfügbar. Variable Zugriffsrechte erlauben die Weitergabe der Daten auch an Firmen in einem Partnernetzwerk, so dass eine Fertigung in kooperativen, unternehmensübergreifenden Netzwerken ermöglicht wird.

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Logistik zum Anfassen

Susanne Altendorfer, Helmut Zsifkovits und Peter Totz

Die steigende Komplexität im Bereich der Logistik und die daraus resultierenden steigenden Anforderungen an die Studierenden verlangen nach neuen Lernmodellen und Konzepten. Dabei sind Lernfabriken ein wesentlicher Fortschritt. Der Lehrstuhl Industrielogistik an der Montanuniversität Leoben geht mit seinem Logistiklabor den Weg von anwendungsorientierter Ausbildung in Zusammenarbeit mit Industriepartnern. Der Beitrag beschäftigt sich mit den Vorteilen einer Lernfabrik für alle Beteiligten.

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Produktionsintegrierte Qualitätssicherung für die Industrie 4.0
Mit Scannereinsatz und Bild-basierter Roboterführung zur autonomen Fertigung und zur Qualität 4.0

Markus Glück und Jürgen Wolf

Die vierte industrielle Revolution steht für einen Paradigmenwechsel im Produktionsmanagement: von hierarchisch konzipierten Steuerungssystemen zu einem sich selbst organisierenden und optimierenden flexibel automatisierten Produktionsfluss. Aber auch die Veränderungen im Qualitätsmanagement sind revolutionär. Eine zentrale Herausforderung ist es beste Prozessqualität sowie eine lückenlose Rückverfolgbarkeit in einem sich selbst organisierenden Produktionsumfeld sicherzustellen.

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