Anpassbare Lösung für die Fabriken der Zukunft
Gegenwärtig sind sehr viele Produktionslinien nicht ausreichend optimiert. Grund dafür ist, dass die meisten Fertigungsmaschinen an festen Orten stehen, was im Endeffekt bedeutet, dass die Fabriken nicht über die Flexibilität verfügen, die Fabrikhalle an spezielle Anforderungen anpassen zu können. Dieser Zustand ist nicht nur ineffizient, sondern auch keineswegs für den heutigen Trend zur Produktion entsprechend der Nachfrage und in Kleinserien geeignet. Die Fabriken brauchen skalierbare Lösungen, und genau diese wird das EU-finanzierte Projekt ScalABLE4.0 liefern. „Unser Ziel war die Entwicklung skalierbarer Automatisierungslösungen, die problemlos an die aktuellen Produktionsanforderungen angepasst werden können“, sagt Germano Veiga, Forscher bei INESC TEC und Projektkoordinator von ScalABLE4.0.
Ein Optimum an Automatisierung und Flexibilität
Das Forschungsteam plante die Entwicklung und Demonstration eines offenen skalierbaren Produktionssystems (OSPS). „Ein offenes skalierbares Produktionssystem ist ein Rahmenwerk, mit dem Optimierung und Wartung von Produktionslinien ‚auf die Schnelle‘ möglich sind“, erklärt Veiga. „Realisiert wird dies durch Visualisierung und Virtualisierung der Linie selbst.“ Dazu hat die Forschungsgruppe an den Fertigungsstandorten zweier Projektpartner Anwendungsfälle erstellt. Der Anwendungsfall am Standort PSA war ein überautomatisiertes System mit begrenzter Flexibilität zur Anpassung an Produktänderungen, während der Anwendungsfall am Standort Simoldes ein unterautomatisiertes System war. Die Forschenden hofften, durch Annäherung an die Herausforderung von den einander entgegensetzten Seiten her leichter das Optimum in Bezug auf Automatisierung und Flexibilität finden zu können. „In unserem integrierten multidisziplinären Ansatz, der für diese Art von Projekt recht einzigartig ist, kombinierten wir Entwicklungen beginnend im Werkstattbereich bis hin zur Entscheidungsfindung im Topmanagement“, fügt Veiga hinzu. „Auf diese Weise konnten wir die Grenzen moderner Robotiksysteme, digitaler Zwillinge und der vertikalen Integration, der Fertigungsausführungssysteme sowie von Simulation und Entscheidungsunterstützung sprengen.“ Aus dieser Arbeit entstand die Vorlage für ein integriertes digitales Produktionssystem, das flexibel, robotergestützt und menschengerecht ist. „Nun können es sich die Hersteller bei veränderten Produktionsbedürfnissen sofort visualisieren, wie sie die Fabrikhalle, die Roboter und die menschliche Arbeit am besten anpassen und dementsprechend handeln“, merkt Veiga an. „Und all das geschieht bei minimalen Ausfallzeiten, was erhöhte Effizienz und gesteigerte Produktion bedeutet.“
Produktionslinien der Zukunft neu denken
Leider konnte das Projekt aufgrund der COVID-19-Pandemie nicht die Tests an den beiden Produktionsstandorten abschließen bzw. die Ergebnisse auf der Messe AUTOMATICA vorstellen. „Ich denke, die Reaktion auf diese Herausforderung und die Umsetzung der Notfallpläne wurden vom Team brillant gemeistert“, sagt Veiga. „Wir haben uns schnell auf diese neue Realität eingestellt und konnten die ScalABLE4.0-Lösung komplett im Labor demonstrieren.“ Ungeachtet dieser Herausforderungen konnte das Projekt nachweisen, dass es möglich ist, Unternehmensinformationssysteme und Automatisierungsausrüstung zu integrieren und Programmierschnittstellen zu öffnen, um eine Systemoptimierung zu erreichen. „Auf diese Weise trägt ScalABLE4.0 dazu bei, die Normen für die Produktionslinien der Zukunft neu zu schreiben“, schließt Veiga. Mehrere Interessierte aus dem Bereich Endnutzung wollen bereits die wichtigsten Ergebnisse des Projekts industrialisieren. Zudem mündeten die Projektergebnisse in der Gründung des Spin-off-Unternehmens RiACT.
Schlüsselbegriffe
ScalABLE4.0, offenes skalierbares Produktionssystem, OSPS, Fertigungsunternehmen, Fabrik, Produktion, digitale Produktion, skalierbar, Fertigung, Automatisierung, Robotersysteme
