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Industrie 4.0

Produkte und Produktion werden intelligent und kommunizieren

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Selbstkorrigierendes Stanz-Biege-Werkzeug als Beispiel für Industrie 4.0

Das klingt noch sehr theoretisch, doch es gibt bereits konkrete Projekte, die all die abstrakten Vorstellungen und Visionen greifbarer machen. So entwickelt Weidmüller zum Beispiel zusammen mit weiteren Projektpartnern ein selbstkorrigierendes Stanz-Biege-Werkzeug, mit dem Unregelmäßigkeiten im Produktionsprozess eigenständig korrigiert werden sollen. Dazu wird in ein bisher rein mechanisch gesteuertes Werkzeug Messtechnik integriert, die Schwankungen in der Fertigung erfasst und an eine intelligente Steuerung weitergibt. Diese ist mit Algorithmen zur Selbstkorrektur ausgestattet und sorgt dafür, dass die Produktanforderungen kontinuierlich eingehalten werden.

Diese Selbstkorrektur soll in der Zukunft auf ganze Produktionslinien angewandt werden können. Wird dann zu Beginn des Prozesses erkannt, dass das Rohmaterial nicht die gewünschten Eigenschaften hat, wird diese Information weitergeleitet, sodass die nächsten Maschinen in der Prozesskette dies anpassen können. Ziel des Projekts sind minimale Materialverluste und eine höhere Qualität.

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Vernetzung und Kommunikation sind Kern der Smart Factory

Kern einer sogenannten Smart Factory – also einer intelligenten Produktion – ist die Vernetzung und Kommunikation der Komponenten eines Fertigungssystems untereinander. In der Automatisierung sind das bekannte Vorgänge: Die Sensorik erfasst Daten und erkennt Zustände, die Informationsverarbeitung analysiert die Daten und entscheidet selbstständig, die Aktorik handelt schließlich. Wie Prof. Dr.-Ing. Jürgen Jasperneite, Leiter des Fraunhofer-Anwendungszentrums Industrial Automation, berichtet, koppeln die meisten Steuerungen über Software die Sensorik und Aktorik. Intelligente technische Systeme können diese starre Kopplung aufbrechen und modifizieren. Nur dann ist es möglich, dass sich ein solches System selbst konfigurieren, optimieren und beurteilen kann.

Doch nicht nur die Komponenten des Fertigungsprozesses sollen untereinander kommunizieren. Jeder Rohling wird mit einem digitalen Produktgedächtnis ausgestattet sein, um mit seiner Umgebung kommunizieren zu können. Durch diese „Cyber-Physical Systems“ (CPS) ist es den Rohlingen möglich, den Maschinen zu sagen, wie sie bearbeitet werden sollen. „Das heißt, wir benötigen keine zentrale Steuerung mehr, sondern eine dezentrale – und das bringt uns eine völlig neue Art der Produktion“, so Wahlster. Die zu produzierenden Bauteile nutzen zur Kommunikation in der Fertigung dann nur noch ein einziges Protokoll: das Internetprotokoll.

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Wittenstein will mit Neubau Industrie 4.0 in die Praxis umsetzen

Realität werden soll eine solche Smart Factory mit dem Neubau des Unternehmens Wittenstein in Fellbach als Modellfabrik – mit konkretem Nutzen. „Maschinen, Produktionsmittel und halbfertige Produkte sollen einmal über das Internet in ständiger Verbindung miteinander stehen, sodass man beispielsweise die Spezifikation eines Zahnrades noch in letzter Minute ändern kann. Das bedeutet: Die Wertschöpfungsprozesse werden bedarfsgerecht in Echtzeit optimiert,“ beschreibt der Vorstandsvorsitzender des Unternehmens, Dr. Manfred Wittenstein, seine Vision.

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