Anzeige
Beitrag drucken

Fachartikelserie GPS Digital, Teil 2: Industrie 4.0 in der Praxis

Roboter bauen mit Masterplan

Roboter, die Roboter produzieren – diese Vision hat Kuka bereits weitreichend umgesetzt. Für unsere Serie GPS Digital hat das Ulmer Softwarehaus untersucht, wie es um die Industrie 4.0-Konzepte in der Fertigungsstätte des Augburger Unternehmens steht.

Fertigungszelle mit AGV in einer Matrix-Produktion (Bild: Kuka AG)

Fertigungszelle mit AGV in einer Matrix-Produktion (Bild: Kuka AG)

Angenommen jemand betritt erstmals eine industrielle Fertigungsstätte. Das erste, was derjenige sieht, ist eine gelb-schwarz markierte Abgrenzung auf dem Fußboden. Innerhalb dieser Abgrenzung dürfen sich Menschen bewegen. Die übrige Halle, etwa 98 Prozent der Fläche, sind den Robotern und Maschinen vorbehalten. Das nächste was er sieht ist ein AGV, ein ‚Automated Guided Vehicle‘, ein fahrerloser Zug mit Anhängern. Dieser ist mit verschiedenen Werkstücken und Werkzeugen beladen. Der Zug stoppt an einer verglasten Bearbeitungszelle, ein Roboterarm nimmt ein größeres Werkstück von einem Anhänger, und der Zug fährt weiter zur nächsten Bearbeitungszelle. In der Zelle, einem Areal mit ca. 8x8m Fläche, wird das Werkstück von Robotern weiterbearbeitet. Alles, was in der dort geschieht, wurde zuvor exakt geplant, berechnet und in seinem virtuellen Einsatzraum simuliert. Bei Kuka nennt man dies ‚rechnergestützte Planungswerkzeuge‘ (Kuka-Sim). Am Ende der Berechnung haben die Ergebnisse der Simulation gegenüber dem Realbetrieb eine Abweichung von weniger als einem Prozent – sie ist also sehr genau.

Ein Schritt pro Zelle

In der Bearbeitungszelle wird nur der erste Bearbeitungsschritt ausgeführt. Eine Fertigungsstraße benötigt somit mehrere Bearbeitungszellen, von denen jede individuell mit unterschiedlichen Robotern und Werkzeugen ausgestattet ist. Diese liegen in Linien nebeneinander und innerhalb einer Linie hintereinander. Jede Zelle hat in ihrer Grundausstattung etwa zehn fest definierte Fähigkeiten, wie z.B. Heben, Fräsen, Bohren, Schweißen, etc. Je nach Produkt werden die benötigten Werkzeuge an den verschiedenen Bearbeitungszellen bereitgestellt. Diese Aufgabe übernehmen die angesprochenen AGVs. Dieses fertige Gebilde aus Bearbeitungszellen und automatisch gesteuerten Fahrzeugen wird auch Matrixproduktion genannt. Vor noch nicht allzu langer Zeit war die Auflösung einer Stückliste in ihre Einzelteile und deren Zuordnung zu Arbeitsplätzen und Arbeitsgängen die hohe Kunst der ‚Produktions-IT‘. Damals kam die Produktions-Planungs- und Steuerungs-Software (PPS-Software) ins Spiel. Die Mitarbeiter waren nun dazu angehalten, das zu tun, was der Computer vorgab. Eine große Umstellung, denn über lange Zeit war es der Mensch gewohnt, die höchste Entscheidungsinstanz zu sein. Stellt man sich nun den vergleichsweise simplen Algorithmus einer Stücklistenauflösung der Steuerung des Materialflusses und des Werkzeugeinsatzes in einer Matrixproduktion gegenüber, ist dieses Programm sicher um einiges komplexer. Speziell unter Berücksichtigung alternativer Fertigungsabläufe im Falles eines Maschinenausfalls. Auch das muss vorausgeplant sein, ohne zu wissen, welche Maschine in welcher Bearbeitungszelle ausfällt. Es entstehen große Datenmengen.

Von Big Data zu Smart Data

Weltweit installierte Roboter, Maschinen und auch ganze Anlagen senden Daten in die Cloud. Dann beginnt die Suche nach Regelmäßigkeiten und Auffälligkeiten – so wird aus Big Data Smart Data. Auch werden Umgebungsbedingungen und -parameter aufgezeichnet und ausgewertet, immer auf der Suche nach möglichen Einflussfaktoren auf die Produktivität. Auch die subjektiven Entscheidungen der Kunden, wie und wie häufig sie in welchem Fall agieren werden festgehalten.


Das könnte Sie auch interessieren:

Seit gut eineinhalb Jahren betreibt Simus Systems eine Online-Plattform, auf der Auftraggeber und Auftragnehmer die Metallbearbeitung von Bauteilen kalkulieren - und das Interesse am Tool ist rege. Anwender laden ihr CAD-Modell hoch und erhalten eine valide Vorkalkulation des geplanten Bauteils.‣ weiterlesen

Erst die Interoperabilität von Maschinen und Anlagen ermöglicht Unternehmen die Teilhabe an neuen digitalen Strukturen und ist Grundvoraussetzung für neue digitale Geschäftsmodelle. Durch interoperable Schnittstellen können neue Maschinen effizienter integriert werden. Die VDMA-Studie ‘Interoperabilität im Maschinen- und Anlagenbau‘ zeigt die Relevanz von interoperablen Schnittstellen und dazugehörigen Standards in den Unternehmen.‣ weiterlesen

Im Gewerbebau gehört ein differenziertes Zutrittsmanagement zum Standard der meisten Ausschreibungen. Für Betriebe lohnt es, sich mit dem Thema zu beschäftigen. Denn die Infrastruktur sollte später neue Anforderungen im Besuchermanagement ohne hohe Mehrkosten abbilden können.‣ weiterlesen

Die Vor- und Nachteile von SQL-, NoSQL- und Cloud-Datenbanken in Produktionsumgebungen werden noch immer diskutiert. Es wird höchste Zeit für ein Datenbankmanagement-System, das die Stärken aller drei miteinander verbindet.‣ weiterlesen

Predictive Maintenance, oder auch vorausschauende Instandhaltung, bildet einen der primären Anwendungsfälle im Spektrum der Industrie 4.0. Doch noch sind viele Unternehmen von den Ergebnissen enttäuscht, nachdem ihnen die technische Umsetzung gelungen ist. Eine planvolle Roadmap beugt dem vor, indem ein vorteilhafter Rahmen um das Werkzeug gezogen wird.‣ weiterlesen

Das Systemhaus Solid System Team wird von einer Doppelspitze geleitet. Neben Werner Heckl ist seit 1. April auch Torsten Hartinger mit der Geschäftsführung betraut.‣ weiterlesen

Materialise erwirbt Kaufoption von MES-Anbieter Link3D. Mögliche Übernahme könnte den Weg zum cloudbasierten Zugriff auf die 3D-Druck-Software-Plattform von Materialise ebnen.‣ weiterlesen

Ist die IoT-Infrastruktur in der Fertigung erst einmal installiert, müssen die erfassten Daten analysiert und in Nutzen überführt werden. Dabei kommt Event-Streaming-Technologie vor allem dann in Frage, wenn Anwender ihre Daten echtzeitnah verarbeiten wollen.‣ weiterlesen

Frank Possel-Dölken (Phoenix Contact) ist neuer Vorsitzender des Lenkungskreises der Plattform Industrie 4.0. Er übernimmt das Amt von Frank Melzer (Festo).‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige