Intelligente Maschinen und die Fabrik der Zukunft: Produktionstechnologien von morgen zum Anfassen

Hamburg 10.01.2019. Roboter werden immer intelligenter. Sie finden sich selbstständig im Raum zurecht und erkennen Objek-te, die sie montieren sollen. Experten des ZIM-Netzwerks InPro trafen sich im Zentrum für Angewandte Luftfahrtforschung (ZAL) in Hamburg, um laufende und neue Projekte zu diskutieren.

Das Netzwerktreffen wurde insbesondere von David Küstner, Geschäftsführer des Netzwerkpartners Synergeticon mitorganisiert. Synergeticon entwickelt individuelle Softwarelösungen im Bereich digitaler Assistenzsysteme, kollaborativer Robotik und Künstlicher Intelligenz. In der Halle A des ZAL werden an einem Demonstrator Technologien getestet, die ein Teil der „Factory of the Future“ von Airbus werden sollen.

Der Roboter erlernt nicht nur die Durchführung von Fertigungsprozessen, sondern wird durch einen Computer in begrenztem Rahmen selbst programmiert. Selbstlernende Algorithmen (Stichwort Deep Learning) ermöglichen so das Erkennen einer veränderlichen Umgebung und erlauben dem Roboter unterschiedliche Tätigkeiten auszuführen. Diese Technologien sollen Produktionszeiten reduzieren und die Werker am Shopfloor unterstützen. Dabei ist der Roboter nicht unbedingt schneller als der Werker. Er kann aber zeitgleich mit anderen Robotern in Bereichen arbeiten, die einem Menschen aus Sicherheitsgründen verwehrt sind.

Hierfür müssen sich Roboter, Werkzeuge und Maschinen verstehen. Das gelingt durch eine gemeinsame Sprache und deren richtige Interpretation (Semantik). Prof. Dr. Alexander Fay von der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg ist Spezialist im Bereich semantischer Modelle und beteiligt sich gleich an zwei Entwicklungen, die nachfolgend näher vorgestellt werden.

Im Projekt der A&T Solution GmbH wird das Werkstück intelligent: Es wird durch einen Agenten begleitet, der den Produktionsweg genau kennt und bei signifikanten Abweichungen vom Zeitplan eingreift. Die Agenten-Hardware, die am Werkstück befestigt ist, wird durch die Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW Hamburg) entwickelt und lokalisiert das Werkstück im Produktionsprozess. Die zu den Werkstücken zugehörigen Software-Agenten, die von der Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr Hamburg konzeptioniert und implementiert werden, vereinbaren dezentral mit den Agenten von Bearbeitungsmaschinen, Transportfahrzeugen, etc. den Produktionsablauf der Werkstücke. Das Projekt zielt darauf ab, ein adaptives, dezentral gesteuertes Produktionsleitsystem zu erschaffen, welches flexibler und schneller auf Störeinflüsse reagieren kann als ein zentrales System.

Im Projekt der Netzwerkpartner AERTEC Solutions und PMG Precision Mechanics Group wird der Fräsprozess intelligent. Bei der spanenden Fertigung werden Maschinendaten gesammelt und aus ihnen für jedes Werkstück ein digitaler Zwilling erzeugt. Diese Zwillinge werden durch Simulationsmodelle der TU Dresden, Institut für Fertigungstechnik, optimiert und dadurch verbesserte Bearbeitungsparameter gewonnen, die zu höherer Qualität bei kürzeren Fertigungszeiten führen sollen. Zusätzlich kann der Zwilling für die Qualitätssicherung und -dokumentation genutzt werden, da er bereits auf mögliche Abweichungen hinweist.

Intelligente Produktionstechnologien benötigen Energie, insbesondere in Form von Strom, Wärme und Druckluft. Um energieeffizientere Systeme zu fördern, bietet das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie das Programm „STEP up! – Mehr Energieeffizienz in Unternehmen“ an. Mario Schneider, Leiter des Bereichs Innovation und Kooperation der VDI/VDE Innovation + Technik GmbH sowie der Projektträger für STEP up! und ZIM-Netzwerke inkl. ihrer FuE-Projekte, stellte das vollständig überarbeitete, seit 01.01.2019 geltende Förderprogramm vor.

Unternehmen, die sich für die vorgestellten Technologien sowie die Förderprogramme „Zentrales Innovationsproramm Mittelstand (ZIM)“ und „STEP up!“ interessieren, werden gebeten, mit dem Netzwerk-
management (siehe unten) Kontakt aufzunehmen. Eine Teilnahme am nächsten Treffen ist für Gäste nach Absprache möglich.