Industrie 4.0 Digitale Transformation in Wertschöpfung umsetzen

Autor / Redakteur: Martin Lamß und Jan Müller / Mag. Victoria Sonnenberg

Die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) haben sich Industrie 4.0 in der Produktion auf die Fahnen geschrieben und präsentierten zur Hannover Messe Systemlösungen für die Digitalisierung in der Produktionstechnik.

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Die vom Fraunhofer-IWU entwickelte intelligente Werkzeugspindel für das ultraschallunterstützte Bohren.
Die vom Fraunhofer-IWU entwickelte intelligente Werkzeugspindel für das ultraschallunterstützte Bohren.
(Bild: Fraunhofer-IWU)

Die fortschreitende Digitalisierung ist nicht mehr nur Forschungsgegenstand“, sagt Prof. Matthias Putz, Institutsleiter des Fraunhofer-IWU. „Heute stehen die Unternehmen vor der Herausforderung, das Potenzial der digitalen Transformation in tatsächliche Wertschöpfung umzusetzen und mit innovativen Produkten ihre Wettbewerbsposition zu stärken oder weiter auszubauen.“ Um dies zu realisieren, steht nicht nur die intelligente Vernetzung von Daten im Fokus der Forscher, sondern auch die Optimierung technologischer Komponenten und deren modulare Einbindung in Produktionssysteme, Prozessketten und ganze Fabriken – vom mittelständischen bis zum Großunternehmen. Auf der Hannover Messe zeigten die Forscher, wie sie gemeinsam mit der Industrie modulare Lösungen für die ressourceneffiziente Fabrik entwickeln. Als Produktionstechniker nutzen sie dazu die konsequente Digitalisierung und die durchgängige Kette von Daten über Informationen und Wissen hin zu Wertschöpfung.

Gedanke der modularen Anbindung

Welche Potenziale die Digitalisierung bietet, zeigten die Wissenschaftler am Hauptstand der Fraunhofer-Gesellschaft mit einem Messemodell, das exemplarisch produktionstechnologische Lösungen des Fraunhofer-IWU in ein Systemkonzept einbindet und auf der Messe im Miniaturformat darstellte. „Den Gedanken der modularen Anbindung an bestehende Produktionssysteme verfolgen wir mit Xeidana“, erläutert Putz eines der zentralen Exponate, das ebenfalls direkt am Fraunhofer-Hauptstand erlebbar war. „Dabei handelt es sich um eine Software zur Qualitätssicherung, die sich in verschiedenste bestehende Fabrikumgebungen integrieren lässt – beispielsweise in ein Presswerk, das Karosseriebauteile herstellt.“ Dort prüfen Mitarbeiter am Auslaufband oft per Sichtkontrolle, ob die Qualität eines Bauteils stimmt. Für den Werker ist das anstrengend und die Prüfung ist oft nicht zu 100 % genau. Mit Xeidana kann sie wesentlich effizienter und präziser erfolgen.

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Das Plattformkonzept der Software wurde von den Informatikern und Prüftechnikexperten des Fraunhofer-IWU entwickelt, kann eine Vielzahl von Prüf- und Messaufgaben in einem System zusammenführen und automatisiert auswerten. Grundlage dafür ist, dass verschiedenste Sensoren mit hoher Auflösung zum Beispiel Längen, Durchmesser oder Volumina kontrollieren. Auch kann geprüft werden, ob Baugruppen vollständig sind, Oberflächenfehler oder sogar innere Defekte auftreten. Bei diesen Vorgängen entstehen große Datenmengen. Xeidana wurde speziell für diese Anforderungen entwickelt. Die Software erfasst und analysiert beispielsweise Infrarotaufnahmen und optische Livevideos gemeinsam mit Informationen von Ultraschallsystemen. Die Daten können sowohl live in Echtzeit ausgewertet als auch für spätere Analysen und Postprocessing archiviert werden.

Ein weiteres Merkmal von Xeidana ist das ausbaufähige Programmgerüst, das sogenannte Framework. Damit ist der Anwender in der Lage, der Software eigenständig leistungsfähige Erweiterungen hinzuzufügen. So wird der Zugriff auf eine Vielzahl an Hardwarekomponenten möglich, deren Messergebnisse dem Qualitätsprüfer unter anderem auch mobil auf einem Tablet oder mittels einer Datenbrille zur Verfügung gestellt werden können. Fehler lassen sich zudem schneller und insbesondere zu 100 % erkennen.

Hat Xeidana beziehungsweise der Mitarbeiter am Pressenauslaufband nichts an den gefertigten Karosseriebauteilen auszusetzen, lassen sie sich anschließend zu Baugruppen zusammenfügen. Herkömmlicherweise erledigen das Roboter in Karosseriebauzellen, die aus Sicherheitsgründen komplett umzäunt sind und den Menschen aussperren. Die Wissenschaftler des Fraunhofer-IWU wollen, dass diese Zäune entfallen, damit Mensch und Schwerlastroboter im Team noch effizienter und vor allem flexibler arbeiten.

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