Smart Factory

Industrie 4.0: Individueller Materialfluss mit der Smart Factory

| Autor / Redakteur: Annedore Bose-Munde / Bernd Maienschein

Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) ermöglichen es, Material und Werkzeuge flexibel durch die Smart Factory zu transportieren.
Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) ermöglichen es, Material und Werkzeuge flexibel durch die Smart Factory zu transportieren. (Bild: Fraunhofer-IPA)

Eine Produktionsumgebung, in der sich Fertigungsanlagen und Logistiksysteme ohne menschliche Eingriffe selbst organisieren, ist keine Vision mehr. Während verschiedene Modellfabriken das Machbare darstellen, verdeutlichen viele Unternehmen mit Beispielen bereits praktisch, wie die Smart Factory funktioniert.

Die technischen Grundlagen, auf deren Basis die Smart Factory – also die intelligente Fabrik – funktioniert, sind cyber-physische Systeme, welche mit Hilfe des Internets der Dinge und Dienste miteinander kommunizieren. Ein wichtiger Teil dieses Prozesses ist dabei der Datenaustausch zwischen dem Produkt und der Fertigungsanlage. Anhand der Fertigungsinformationen, die das Produkt beispielsweise auf einem RFID-Chip in maschinell lesbarer Form bereitstellt, kann der Weg des Produktes durch die einzelnen Fertigungsschritte gesteuert werden. Auch andere Übertragungstechniken, wie WLAN oder QR-Codes, sind möglich. Soweit die Theorie.

Optimierter Teiletransport in Servo-Pressenlinien dank Vernetzung

Die Smart Factory ist das Kernelement von Industrie 4.0. Entscheidend bei der Gestaltung einer Smart Factory in der Praxis ist dabei, dass alle Elemente der Fabrik – Werkzeuge, Produkte und die Anlagentechnik – mit integrierter Rechenleistung ausgestattet sind. So können die Daten erfasst, verarbeitet und weitergeleitet werden. Die Datenerfassung und Steuerung der Produktion erfolgt in Echtzeit. Entsprechend kann beispielsweise ein Blechteil der Pressenstraße mitteilen, welcher Fertigungsschritt ausgeführt werden muss.

In Servo-Pressenlinien des Göppinger Pressenbauers Schuler sind etwa 30 Industrie-PC miteinander vernetzt. Diese realisieren den automatischen und sicheren Teiletransport von einer Pressenstufe zur nächsten. Doch auch Einzelpressen, Platinenschneidanlagen mit Laser und verschiedene Automationskomponenten verfügen bereits über die nötigen Schnittstellen für eine übergreifende Vernetzung.

Doch bevor der Teiletransport stattfindet, muss klar sein, mit welcher Geschwindigkeit das Blech maximal umgeformt werden kann. Hier liefert die Umformsimulation entsprechende Informationen zur virtuellen Optimierung der gesamten Anlage. Lange bevor die Werkzeugsätze eingespannt werden, produziert ein virtuelles Abbild der Presse also schon ein Teil nach dem anderen. Dank der Simulation der gesamten Anlage einschließlich aller Pressenstufen und Automationskomponenten lässt sich so die Zeit für den Teiletransport minimieren.

Fahrerlose Transportsysteme für eine individuelle Fertigung

Die Logistiktechnik muss sich flexibel und automatisch an dieses Umfeld anpassen. Eine Technologie, die hierfür an Bedeutung gewinnt, sind fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF). Anders als Montagebänder können sie die Bauteile flexibel von Station zu Station bringen, ohne dabei eine bestimmte Reihenfolge einzuhalten. „Damit das FTF weiß, wohin es fahren muss, sind sensorbasierte Umgebungserkennungen und -karten sowie die Anbindung an eine Cloud erforderlich“, so das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA). Hier entwickeln Wissenschaftler seit mehreren Jahren FTF für unterschiedliche Anwendungen.

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