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Smart Automation Laboratory

Praxisnahe Forschung und Entwicklung in der Fabrik der Zukunft

Industrie 4.0 ist als Forschungsthema bezogen auf Innovationen von Produkt und Produktion allgegenwärtig. Konkret geht es unter anderem darum, dass sich alle Einheiten eines Produktionssystems über das Internet dezentral koordinieren und bei Bedarf flexibel rekonfigurieren. In aktuellen Projekten im Smart Automation Laboratory wird die Umsetzung dieses Aspekts von Industrie 4.0 praxisnah erforscht.

Industrie 4.0 beschreibt den Innovationssprung von Produkt und Produktion hin zu intelligenten, vernetzten Systemen. Durch die Vernetzung von Maschinen, Betriebsmitteln, Werkstücken sowie Lager- und Transportsystemen über das Internet koordiniert sich die Produktion dezentral und rekonfiguriert sich bei Bedarf flexibel. Gleichzeitig ermöglicht die unternehmensübergreifende Vernetzung von Geschäfts- und Produktionsprozessen ein durchgängiges Engineering und die Bildung von Wertschöpfungsnetzwerken. Ziel des Smart Automation Laboratory ist die Erforschung der Umsetzung von Industrie 4.0. Mit Industrie 4.0 verbundene Veränderungen werden sichtbar gemacht und mögliche Auswirkungen dargestellt.

Im Wesentlichen besteht das Labor aus zwei Fertigungszellen (einer Drehmaschine und einer Fräsmaschine), einem 3D-Drucker, einem Materialflusssystem, einem Montageroboter und weiteren Robotern, die die Fertigungszellen und den Montageroboter mit dem Materialflusssystem verbinden. Jede Einheit ist hierbei mit einem lokalen Rechnersystem ausgestattet, welches jeweils die Überwachung und Steuerung des jeweiligen Teiles des Produktionssystems übernimmt und eine Kommunikationsschnittstelle bereitstellt. Jede Komponente ist anhand dieser lokalen Rechnersysteme über ein dynamisches Peer-to-Peer-Netzwerk vernetzt. Dadurch können die Aufträge an das Produktionssystem automatisiert ausgeführt werden und sich die Einheiten des Produktionssystems selbstständig vernetzen und konfigurieren (Plug & Produce).

Der aktuelle Forschungsschwerpunkt liegt hierbei auf einem dezentralen Produktionssteuerungssystem, bei dem durch die Einheiten des Produktionssystems selber eine Steuerung des Gesamtsystems erfolgen soll. Auf Basis von kundenindividuellen Produktmodellen koordinieren sich die Maschinen, Lager- und Transportsysteme auftragsabhängig selber. Um diese Selbststeuerung des Produktionssystems zu ermöglichen und die Vorteile davon zu nutzen, ist eine neue Qualität von Produktdaten erforderlich. Das Labor bietet eine einmalige Möglichkeit, um die Auswirkungen von Industrie 4.0 auf Beschäftigte zu untersuchen und bei der Gestaltung neuer Systeme deren Bedürfnisse zu berücksichtigen.