Mit der zunehmenden Verfügbarkeit von IoT-Devices und einer deutlich stärkeren Vernetzung der Fertigung mit Internet-Technologien rückt auch eine Verbesserung der Fabriksteuerung durch den Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) in den Vordergrund. Dieser Beitrag beschreibt am Beispiel einer variantenreichen Serienfertigung, welche Schritte zu gehen sind, um mit KI die Fabriksteuerung zu verbessern.

Anne Fischer ist Wissenschaftlerin in der Fraunhofer-Einrichtung für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP in Rostock. In der aktuellen Ausgabe von Fabriksoftware schreibt sie darüber, wie digitale Tools im Handwerk die Effizienz steigern.

Industrie 4.0 bietet eine ganze Reihe an Potenzialen für die Fertigung von morgen. Die Automatisierung von physischen Abläufen wird immer mehr ergänzt durch die Automatisierung von kognitiven Arbeiten. Ermöglicht wird dies durch die zunehmende Vernetzung von Maschinen und Produktions-IT und die daraus resultierende Verfügbarkeit verschiedener Daten aus dem Unternehmen. Dies betrifft insbesondere Planungs- und Optimierungsaufgaben beispielsweise für Fertigungsvorgänge. Doch die typischen IT-Systeme aus der Produktion kommen dabei schnell an ihre Grenzen. Es ist daher an der Zeit, sich die Leistung neuer Big Data-Architekturen anzusehen.

Vier Milliarden Kunststoffteile stellt Sulzer Applicator Systems pro Jahr im Spritzgussverfahren her. Wie das gelingt und wie sich dabei eine Produktivitätssteigerung von mehr als zehn Prozent erreichen lässt, zeigt ein Blick in die Fertigung bei Sulzer in Haag, Schweiz.

Großprojekte der Bauindustrie, steigende Komplexitäten von Maschinenbau- und Produktionsanlagen, die Fertigung hochkomplexer Konstrukte sowie unzählige Projektbeteiligte: Alles unter einen Hut zu bekommen, erfordert bereits in der Planung hohe Genauigkeit. Digitale Mittel helfen dabei, Transparenz zu schaffen, den Überblick über anfallende Daten zu behalten und Fehlerquoten zu minimieren. Die Phase der realen Projektumsetzung prägt jedoch eine digitale Lücke. Digitale Daten, gespeichert und verarbeitet in Termin- und Ablaufplänen, Diagrammen oder CAD-Tools, finden ausgedruckt zurück ins Analoge. Involvierte Personen erfassen und dokumentieren Informationen während der Umsetzung nur auf Papier und nicht digital. Wenn doch, verbleiben Daten isoliert in Systemen. Innovative Projektmanagement-Software sorgt für Datenaustausch in Echtzeit und schließt damit die digitale Lücke.

Die Vernetzung und Digitalisierung bringt ein enormes Wachstumspotenzial mit sich und wird in den kommenden Jahren elementar für den Wirtschaftsstandort Deutschland sein. Die Bedenken hinsichtlich der IT-Sicherheit sind für viele Unternehmen derzeit jedoch ein maßgebliches Hindernis für eine Umsetzung der Digitalisierung. Aus diesem Grund wurde im Rahmen einer Studie am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT ein ganzheitlicher Production Security Readiness Check (PSRC) entwickelt, der produzierenden Unternehmen aufzeigt, welches Sicherheitsniveau sie aktuell erfüllen.

Industrie 4.0 und die damit verbundene Vernetzung der gesamten Wertschöpfungskette sind zentrales Thema in der deutschen Fertigungsindustrie. MES gilt dabei als einer der Enabler für Industrie 4.0. 

Die Integration industrieller Laser-Assistenzsysteme zur Werkerführung in die Steuerungsebene eröffnet Möglichkeiten der digitalen Transformation für produzierende Unternehmen. Diese Möglichkeiten werden am Beispiel der Digitalen Fabrik der Leuphana Universität Lüneburg dargestellt. In einem Praxisprojekt wird eine manuelle Montagestation mit einem industriellen Laser-Assistenzsystem entwickelt und in die SIMATIC Steuerungsebene der Digitalen Fabrik integriert. Der Werker interagiert mit dem Assistenzsystem und wird von diesem durch den auftragsbezogenen Montageprozess geleitet. Der Werker steht dabei im Zentrum des Geschehens.

Im Rahmen der Digitalisierung stehen Technologiekonzepte zur Verfügung, die die Integration geschäftsrelevanter Informationen über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg realisieren können. Im Rahmen des systematischen Vorgehens erfolgt in diesem Beitrag ausgehend von der Strukturierung der Hinderungsgründe, die Fokussierung auf den Bereich der Schaffung von Vertrauen und Akzeptanz als Voraussetzung der erfolgreichen Einführung (technischer) Neuerungen. Anschließend wird ein dementsprechender Lösungsansatz mit einem Referenzmodell und einem Hardwarekonzept vorgestellt, das die Umsetzung von Information-Gateways für bestehende Anlagen ermöglicht.

Um eine effiziente Fertigung zu gewährleisten, müssen Produktionssysteme die Fähigkeiten besitzen, mit Maschinen und Menschen in einer verteilten Umgebung zu kommunizieren und zu interagieren, den Verschleißzustand von funktionsrelevanten Komponenten zu überwachen und ihr Verhalten situationsbezogen selbst anzupassen. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die historische Entwicklung intelligenter Produktionssysteme. Des Weiteren werden technische und organisatorische Voraussetzungen für die Implementierung intelligenter Produktionssysteme mit dem Fokus auf Smart Maintenance in einem verfügbarkeitsorientierten Geschäftsmodell vorgestellt und kritisch diskutiert.

Wir stehen schon seit Jahren drei großen Herausforderungen gegenüber: Klimawandel, Demographie und internationalem Wettbewerb. In einer zunehmend nicht nur leistungsbereiten sondern auch leistungsfähigen globalen Weltwirtschaft, die zudem ihr Elend noch nicht beseitigt hat, können wir bei gegebenem, vergleichsweise hohem sozialwirtschaftlichen Niveau nur durch eine höhere Effizienz mithalten. Dies gilt umso mehr, wenn sich Politik und Staat als extrem erfindungsreich erweisen, wenn es um das Entwickeln immer neuer Regularien und gesetzlichen Restriktionen geht, die andere Teile der Welt nicht kennen.

Der Aufbau eines nachhaltigen „IT-Produktionsgedächtnisses“ durch die MES-Implementierung aus Maschinen- und Betriebsdatenerfassung sorgt bei der Tillmann Profil GmbH für mehr Transparenz und besseres Produktionscontrolling.

Erfindungen haben Konsequenzen. Und ihre Erfinder ahnen zum Zeitpunkt der Entwicklung gar nichts davon. Edmond Cartwright ist der Erfinder des vollmechanischen Webstuhls und James Watt hat die Dampfmaschine entscheidend weiterentwickelt. Ihre Neuerungen waren der Beginn einer mehrere Jahrhunderte andauernden Industrialisierung der Fabrik, die – glaubt man einigen Skeptikern – die menschenleere Fabrik zur Folge haben wird. Eine andere Haltung dazu ist, zwar eine weitreichende Veränderung der Arbeitswelt durch die Automatisierung zu erwarten, aber den Menschen weiterhin als festen Bestandteil der Fabrik zu sehen.

In diesem Beitrag werden die theoretischen Grundlagen der Maschinenbelegungsplanung für mehrstufige Produktionsumgebungen erörtert und davon ausgehend Lösungsverfahren für Belegungs-
probleme unter praxisrelevanten Problemstellungen entwickelt. In der Printausgabe von productivITy (Ausgabe 2-17) wurde eine Kurzfassung dieses Beitrages veröffentlicht. In der hier vorgelegten Online-Fassung werden die Abbildung praxis-
typischer Rahmenbedingungen für die Maschinen-
belegungsplanung sowie die Bewertung alternativer Belegungsplänen ausführlicher beschrieben.

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In modernen Fabrikbetrieben wird nach Lösungen zur Reduktion von Energiekosten und Kohlenstoffdioxidemissionen gesucht, dabei jedoch häufig die Beleuchtung vernachlässigt. Durch die stetige Weiterentwicklung der LED existieren marktreife intelligente Beleuchtungssysteme, die äußerst energieeffizient und emissionsarm sind und darüber hinaus weitere Nutzenpotenziale zur Prozessverbesserung aufweisen.