Datenverarbeitung für eine nachhaltigere Produktion
Produktionslinien werden ständig umgestaltet und angepasst, um Waren konkret nach Kundenvorstellungen zu fertigen und Ressourcen optimal einzusetzen. Doch nicht in allen Werken können die erhobenen Daten vollständig ausgenutzt werden, teils aufgrund technischer Komplexität und der Kosten. „Ein Hauptziel bei i4Q war, Werkzeuge zu entwickeln, mit denen Daten zum Werk erfasst und verwaltet werden können“, erklärt die Projektkoordinatorin Georgia Apostolou vom Zentrum für Forschung und Technologie Hellas (CERTH) in Griechenland. „Wir wollten Simulations- und Optimierungswerkzeuge gestaltet, mit denen ein integrierter Ansatz zur fehlerfreien Produktion möglich ist.“
Digitale Werkzeuge
Das i4Q-Team hat mit Herstellern zusammengearbeitet, um wichtige Produktionsprozesse zu bestimmen und zu verstehen und festzuhalten, wo Probleme mit Produktionslinien auftreten. Ausgehend von fünf zentralen Datenproblemen sind dann benutzerfreundliche Werkzeuge entwickelt worden: Problemerkennung, Kommunikation der Probleme in Echtzeit, Computeranalyse und -simulation, Datenspeicherung und Optimierung. „Jeder Hersteller nannte eigene Probleme“, sagt Apostolou. „Wir haben zuverlässige industrielle Datendienste und KI eingesetzt, die auf dem Internet der Dinge (IoT) beruhen. So wollten wir Werkzeuge erstellen, die benutzerfreundlich sind und an konkrete Situationen angepasst werden können.“ Insgesamt entstanden 22 Werkzeuge, die jeweils für die spezifischen Anforderungen der Hersteller verändert werden können. Abgedeckt wird der gesamte Lebenszyklus von Daten, von der Erfassung und Speicherung bis zur Analyse und Verteilung. Auch webbasierte Softwarewerkzeuge zur Visualisierung der Informationen wurden entwickelt, der Fokus lag erneut auf Benutzerfreundlichkeit.
Versuche in der Praxis
Die Werkzeuge wurden in sechs Produktionslinien installiert, getestet und validiert. In den Werken werden industrielle Metallgeräte, Spezialausrüstung zur Holzverarbeitung, weiße Waren, Werkzeuge zur Metallverarbeitung, Keramik und Kunststoff hergestellt. Mit den Rückmeldungen aus den Versuchen konnte das Produktionsteam im Laufe des Projekts Verbesserungen vornehmen. „Nehmen wir den Keramikhersteller als Beispiel“, berichtet Apostolou. „Bei der Produktion muss Ton in Platten geformt, in einen Ofen gegeben und mit einer Flüssigglasur versehen werden. Ein häufiges Problem ist, dass zu viel Flüssigkeit auf die Platten gelangt. Dadurch entsteht eine unebene Oberfläche, die nicht ansprechend aussieht und somit entsorgt wird.“ Wenn die Glasur nicht in Echtzeit vorhergesagt, überwacht und geprüft werden kann, müssen Hunderte Platten zerstört werden. Das kostet Zeit, Ressourcen und Geld. Das i4Q-Team installierte daher an kritischen Stellen der Produktionslinie Sensoren. Die Daten wurden in Echtzeit ausgewertet und bei möglichen Fehlern eine Warnungen ausgegeben. So konnte die Produktion umgehend gestoppt und der Prozess optimiert werden.
Die Macht von Big Data zur Abfallvermeidung
Das i4Q-Team kommerzialisiert derzeit über projektbezogene Start-ups – wie CDXi solutions – und Marktplätze wie die i4FS-Plattform einige der ausgereifteren Datenwerkzeuge. So können die Projektpartner ihre Werkzeuge vorstellen und mit potenzieller Kundschaft in Kontakt treten. „Einige der Industriepartner wollten die Werkzeuge über das Projektende hinaus weiterverwenden. Wir haben auch mögliche Zusatzfunktionen bestimmt, an denen wir derzeit arbeiten“, so Apostolou. Das i4Q-Team ist überzeugt, dass Hersteller mit der Macht von Big Data Abfall reduzieren, die Produktqualität anheben, den Energieverbrauch optimieren und eine nachhaltigere Produktion aufbauen können. Die Benutzerfreundlichkeit der Werkzeuge wird entscheidend sein, damit sie weitreichend von Unternehmen eingesetzt werden, die ihre Produktionslinien modernisieren wollen. „Wir müssen unbedingt eine umweltschonendere Fertigung mit weniger Abfall aufbauen“, kommentiert Apostolou. „Mit den Innovationen aus dem i4Q-Projekt wird das Gebiet der intelligenten Fertigung weiter geprägt. Mit diesen Fortschritten wird vermutlich eine vollständig integrierte, fehlerfreie Produktion für mehr Wettbewerbsfähigkeit und Nachhaltigkeit in der Fertigung möglich. Wir stellen die Vorteile der Datenverarbeitung weiter vor, um mehr Unternehmen zu überzeugen.“
Schlüsselbegriffe
i4Q, Fertigung, Daten, IoT, Internet der Dinge, KI, Fabrik, Abfall, Keramik, fehlerfrei
