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Production Level 4 Demonstrator zeigt update von Industrie 4.0

| Autor: M. A. Benedikt Hofmann

Eine neue Anlage der Smart Factory-KL soll zeigen, wie Production Level 4 die Produktion der Zukunft prägen soll. So wollen die Verantwortlichen Industrie 4.0 weiterentwickeln.

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Neue Fähigkeiten können einfach in die Modell-Anlage integriert werden.
Neue Fähigkeiten können einfach in die Modell-Anlage integriert werden.
(Bild: SmartFactory-KL/A.Sell)

Produktionsrobustheit, Flexibilität, den Menschen als Entscheider, Transparenz, Selbstlernfähigkeit und Autonomie, das alles soll Production Level 4 den Verantwortlichen der Smart Factory-KL e.V. zufolge bieten. Um das anschaulich zu zeigen, haben die Wissenschaftler gemeinsam mit Experten des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DKFI) und der TU Kaiserslautern den nach eigenen Angaben ersten Demonstrator für Production Level 4 entwickelt. Zugrunde liegt dem Demonstrator ein mit Absicht einfach gehaltener Use-Case. Dabei bestellt ein Kunde einen individuell konfigurierbaren USB-Stick in Form eines Noppensteins. Ihm stehen verschiedene Farben zur Verfügung, sowie eine Auswahl an Daten, die auf dem Stick gespeichert werden können. „Das Produkt ist ein Platzhalter. Der USB-Noppenstein steht stellvertretend für Smartphones, Waschmaschinen oder komplette Autos. Es geht um die neue Art der Produktion“, betont Prof. Martin Ruskowski, Vorstandsvorsitzender der Smart Factory-KL.

Die Grundlage des Demonstrators bilden vier Technologien, die die zukünftigen Möglichkeiten zeigen sollen: der Modultausch mit automatisierter Freigabe, selbstlernende KI Methoden, die auf tiefen neuronalen Netzen basieren, eine Gaia-X Anbindung, sowie eine moderne und skalierbare Systemarchitektur.

Die vier Kernbestandteile

Modultausch: Die Anlage arbeitet mit sogenannten Fähigkeiten. Fehlt eine Fähigkeit, kann sie um diese erweitert werden. Dazu implementiert ein Werker nach Anleitung einer Werkerassistenz ein zusätzliches Produktionsmodul. Zum Einsatz kommt ein speziell entwickelter Steckverbinder. Die Freigabe erfolgt automatisiert und zertifiziert.

Gaia-X: Verbunden ist die Demonstrator-Anlage mit der in Entwicklung befindlichen europäische Cloud-Plattform Gaia-X. Sie dient zum sicheren Austausch von Produktionsdaten oder dazu, an einem anderen Standort die Produktion eines fehlenden Bauteils zu aktivieren, das dann geliefert wird. „Der einfache Modultausch und die sichere digitale Plattform ermöglichen eine hohe Produktionsrobustheit und Agilität“, erklärt Ruskowski. „Im Störungsfall kann schnell ein neues Modul in Betrieb genommen oder die Produktion verlagert werden.“

KI-Methoden auf vier Ebenen: Je nach Notwendigkeit können die Operationen der KI in der Cloud, in einem Edge Rechenzentrum, direkt im Modul auf einem Edge Device, oder direkt am Sensor arbeiten.

Systemarchitektur: Die Systemarchitektur orientiert sich an Fähigkeiten. In ihr manifestieren sich physische Maschinenfähigkeiten und Produktressourcen sowie übergeordnete Software-Dienste zur Steuerung, Planung und Analyse in der Fabriklandschaft. Dadurch löst sich Automatisierungspyramide auf und ein Netzwerk entsteht. Der modulare Aufbau der Struktur ermöglicht eine agile Erweiterung. MM

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Über den Autor

M. A. Benedikt Hofmann

M. A. Benedikt Hofmann

Chefredakteur, MM MaschinenMarkt