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Neue Anforderungen an die Fertigungs-IT

Intelligente Produkte in der Fabrik der Zukunft

Wachsende Variantenvielfalt, reduzierte Losgrößen und rasant steigende Produktivitätsanforderungen fordern neue Steuerungs-, Fertigungs- und Qualitätssicherungskonzepte. Dabei stehen die intelligente Vernetzung der Fertigungsanlagen, deren Veredelung zu mechatronischen Produktionssystemen, die flexible Automation und der Einsatz von produktionsnaher IT im Fokus. Diese Technologien bilden das Fundament, um bei extrem hohen Taktraten zuverlässig und mit höchster Maschineneffizienz zu produzieren und unterstützen so zentrale Aufgaben der Produktion 2020 – der integrierten Fertigungstechnik der Zukunft.


Intelligente Automation in der Praxis: Ein bildgeführter Roboter kann selbstständig Inline-Vermessungen am Werkstück durchführen. Bild: Technologie Centrum Westbayern

Die Zeiten des Outsourcings – insbesondere in Billiglohnländer – sind vorbei. Wieder gereift ist ein wichtiges, über Jahre schmerzlich vermisstes Grundverständnis: Zentraler Ort der Wertschöpfung ist und bleibt die Produktion. Nur durch erfolgreiche Innovation auf Produkt- und Prozessebene im Umfeld des Shopfloors lässt sich dauerhafter unternehmerischer Erfolg erzielen. Nur durch optimierte Qualität, Transparenz und schnelles Reagieren lässt sich nachhaltig wettbewerbsfähig produzieren. Vier Handlungsschwerpunkte stehen im Zentrum der Innovationsanstrengungen rund um die Produktion 2020 und im Fokus der fortschreitenden industriellen Automatisierung, die es in naher Zukunft zu beherrschen gilt:

  • Ressourceneffiziente Produktion unter Einsparung von Energie, etwa durch Nutzung effizienter Antriebe, Leichtbaumaterialien und ständige Prozessoptimierung
  • ppm-Qualität und Produktivität durch das Beherrschen der Systemintegration und neuer Fertigungsprozesse sowie stetige Prozess- und Produktinnovation
  • Transparente Produktion durch horizontale und vertikale Logistikintegration, MES-Einsatz sowie selbstoptimierende Produktions- und Prozessorganisation
  • Flexible Produktion durch konsequente Umsetzung der flexiblen Automation – von der Werkstückerkennung bis zum Einsatz intelligenter Robotertechnik

Insbesondere in Bezug auf die letzen drei Aktionspunkte müssen vier zentrale Faktoren optimal verzahnt werden: Fertigungslogistik, Prozessführung, Inline Analyse und die vertikale Integration des Shopfloor-Managements in die übergeordnete IT-Landschaft der Manufacturing Execution-Systeme (MES) und Enterprise Resource Planning-Lösungen (ERP) in den Fertigungsunternehmen.

Zunehmende Variantenzahl fordert flexible Automation

Bei Fertigungszellen mit Industrierobotern zum Beispiel hängen Flexibilität, Effizienz, Taktrate und Prozesssicherheit maßgeblich von der Bahnführung, dem Einsatz flexibler Greifer und anderer Werkzeuge, aber auch von den Schnittstellen zum Fertigungsumfeld ab. Die zunehmende Variantenvielfalt der in einer Montagezelle zu fertigenden Produkte bei abnehmender Losgröße fordert zudem eine flexible Automation der Fertigungsanlagen. Die Produktionslinien stehen vor einem herausfordernden Umbruch, bei dem das entstehende Produkt eine steuernde Rolle übernimmt und Fertigungsanlagen sich zunehmend selbst organisieren sowie überwachen – und zwar eingebettet in ein MES-Umfeld.

In der Produktion 2020 gibt der Rohling selbst Auskunft, wie er in den Fertigungsschritten bearbeitet und während des Produktionsprozesses in der Fertigungslinie getestet werden muss. Das mit Sensoren bestückte Produkt steuert so den Fertigungsprozess selbst. Es wählt die Bearbeitungswerkzeuge aus, initiiert Werkzeugwechsel, überwacht über Sensoren relevante Umgebungsparameter und löst bei Störungen Gegenmaßnahmen aus. Diese Transformation erfordert die Entwicklung intelligenterer Überwachungs- und autonomer Steuerungsprozesse, um Unternehmen und Wertschöpfungsnetzwerke in Echtzeit steuern und optimieren zu können. Dazu müssen objektbegleitende Datenflüsse durchgängig eingeführt und über den Einsatz von Identifikationstechnologie abgesichert werden.

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