Hannover Messe 2018

Fraunhofer: Industrie 4.0 für … Pflanzen?

| Redakteur: Lisa Marie Waschbusch

Ziel im Leistungszentrum »Vernetzte, adaptive Produktion«: die komplett digitalisierte und vernetzte Produktionsumgebung.
Ziel im Leistungszentrum »Vernetzte, adaptive Produktion«: die komplett digitalisierte und vernetzte Produktionsumgebung. (Bild: Fraunhofer IPT)

Forschende dreier Aachener Fraunhofer-Institute entwickeln eine komplett vernetzte Produktionsumgebung, die sich für unterschiedliche Branchen eignet – für die Biomedizin aber auch den Maschinenbau. Auf der Hannover Messe stellen sie verschiedene Anwendungsbeispiele vor.

Forscherinnen und Forscher aus drei Aachener Fraunhofer-Instituten arbeiten im Fraunhofer-Leistungszentrum "Vernetzte, adaptive Produktion" an der vollständigen Vernetzung von Maschinen und Sensoren, um alle erfassten Produktionsdaten mit intelligenten Algorithmen in Echtzeit auswerten und Prozesse flexibel anpassen zu können. Auf der Hannover Messe zeigen sie, welche Diagnose- und Prognosemöglichkeiten sich damit für die Fertigung anspruchsvoller Produkte für unterschiedliche Branchen ergeben.

„Wir setzen die Digitalisierung und Vernetzung in die reale Fertigung um“, sagt Thomas Bergs, Geschäftsführer des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT. „Wir statten die Anlagen mit zahlreichen Sensoren aus, die permanent Messdaten aus den Maschinen kabellos über den kommenden Mobilfunkstandard 5G an eine zentrale Datenbank senden.“ Die gesammelten Daten werden in einer speziell entwickelten Cloud namens „Virtual Fort Knox“ gespeichert und dort mit eigens dafür konzipierten Algorithmen und Apps verarbeitet und analysiert.

Digitaler Zwilling speichert Produktions- und Sensordaten

Alle Produktions- und Sensordaten sollen individuell für jedes Produkt in einem Digital Twin gespeichert werden. In Schadensfällen könne man so die Prozesshistorie einsehen und die Daten herausziehen, in denen der Fehler entstanden ist, so Fraunhofer. Dies optimiere den Prozess.

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT und das Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME haben gemeinsam sechs verschiedene Anlagen für Pilotanwendungen in dem Leistungszentrum aufgebaut – darunter Prozessketten für die Fertigung von Turbinenschaufeln, für die Produktion von Batteriemodulen für Elektroautos und zur Gewinnung von Medikamenten aus Pflanzen.

Analyse für die Pflanzenzucht

Am Fraunhofer IME werden Pflanzen unter kontrollierten Bedingungen gesät, aufgezogen und dann biochemisch verändert, sodass sie Medikamente produzieren. Anschließend werden sie geerntet. Im letzten Schritt werden die Wirkstoffe extrahiert und isoliert.

Aber Pflanzen wachsen unterschiedlich und liefern verschiedene Mengen an Wirkstoffen, weshalb es von Interesse ist, die Historie der Pflanzen nachzuvollziehen, um die Wachstumsbedingungen und die Wirkstoffproduktion genau zu analysieren. „So können wir am Ende erkennen, unter welchen Bedingungen die Pflanzen besonders produktiv sind und damit den Prozess laufend anpassen“, sagt Johannes Buyel vom Fraunhofer IME. „Wir führen umfangreiche Big-Data-Analysen durch, um die richtigen Parameter zu finden und zu überwachen, die die Wirkstoffproduktion beeinflussen.“

Fraunhofer auf der HMI

Auf der Hannover Messe (Halle 2, Stand C22) stellen die Forscherinnen und Forscher die verschiedenen Konzepte für die vernetzte, adaptive Produktion vor: Zu sehen sein wird unter anderem eine Fräsmaschine, anhand derer Aspekte der Digitalisierung und Vernetzung sowie Sensorik mit 5G-Datenübertragung demonstriert werden.

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