Agile Fertigung für die smarte Produktion

Die smartfactory@tugraz demonstriert, wie sich eine moderne Produktion an schnell wechselnde Kundenwünsche anpasst.

Neue Produkte müssen in immer kürzerer Zeit auf den Markt gebracht werden. Zugleich sollen immer mehr Produkte speziell nach Kundenwunsch gefertigt werden. In der Lernfabrik für agile und datensichere Fertigung der TU Graz werden modernste Fertigungstechnologien und integrierte Prozesse beforscht. Sie sollen dafür sorgen, dass Kleinstserien für Unternehmen rasch und rentabel und für den Kunden leistbar hergestellt werden können.

„Um rasch Markterfolge zu erzielen, muss ein Fertigungsablauf in möglichst kurzer Zeit auf ein ähnliches oder gänzlich neues Produkt umgestellt werden können. Agilität ist somit ein wettbewerbsentscheidender Vorteil.  Wir wollen in der Lernfabrik zeigen, wie sich das realisieren lässt“, erklärt Rudolf Pichler, Projektleiter der Smart Factory der TU Graz.

Mobile und autarke Arbeitsstationen

Als Beispiel dient in der Smart Factory die vollständige Produktion eines kleinen Wellgetriebes. Besucher können mithilfe eines Produktkonfigurators ihre individuelle Variante des Getriebes definieren, welche in Losgröße 1 gefertigt wird. Die dafür benötigte Datendurchgängigkeit wird durch zahlreiche Hardware- und Softwarekomponenten von Siemens realisiert. Diese hoch agile Infrastruktur ermöglicht, dass völlig neue Produkte schnell realisiert werden können.

Die Smart Factory ist dafür mit mobilen Arbeitsstationen ausgestattet. Diese lassen sich rasch umbauen und zu neuen Wertschöpfungsketten anordnen und verbinden. Sie sind kompakt, standardisiert und funktionieren autark, d.h. anstelle von kabelgebundenen Stromleitungen oder Druckluftleitungen werden sie über Akkumulatoren bzw. Druckluftspeicher mit Energie versorgt. Die Datenversorgung erfolgt über ein abgesichertes WLAN. So entfallen Anschlussarbeiten an die Gebäude- und Medieninfrastruktur und die Arbeitsstationen können schnell konfiguriert werden. Der Boden rund um die mobilen Arbeitsstationen bleibt kabelfrei und bietet autonomen Transportfahrzeugen einen barrierefreien Bewegungsraum.

Übergeordnete zentrale Steuerung

Eine Herausforderung für die agile Fertigung ist, dass unterschiedliche Maschinen und Datenformate verschiedener Hersteller in jeder neuen Konfiguration „zusammenarbeiten“ müssen. Die Smart Factory wurde für Forschungszwecke mit Software sowie Roboter- und Steuerungssystemen unterschiedlichster Hersteller ausgestattet, um die erfolgreiche Vernetzung dieser verschiedenartigen Systeme zeigen zu können. Die Steuerung aller Aggregate erfolgt über einen übergeordneten Industrie-PC. Dieser verwaltet die Roboter und Programme und liest die anfänglichen Basiseinstellungen und Koordinaten ein.

„Wir verwenden Roboter von fünf verschiedenen Herstellern. Statt die unterschiedlichen Programmiersprachen der jeweiligen Hersteller zu lernen, nutzen wir das TIA-Portal von Siemens. Damit können wir alle Roboter in einer einheitliche Benutzeroberfläche bedienen und sparen Kosten und Zeit“, erläutert Michael Pichler vom Institut für Fertigungstechnik der TU Graz.
   

Die Pilotfabrik wird durch das Infrastrukturministerium (bmvit) über die FTI-Initiative „Produktion der Zukunft – Pilotfabriken Industrie 4.0“ und die beteiligten Industriepartner finanziert.

Weitere Informationen:
smartfactory@tugraz