Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IMLLokale Intelligenz und vernetzte Planung zur Effizienzsteigerung technischer Produktionsmaschinen in kollaborativen Produktionsverbünden von KMU
Industrieunternehmen sehen sich mit einer zunehmenden Individualisierung von Produktionsaufträgen, technisch anspruchsvolleren Produkten und steigenden Anforderungen an Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz konfrontiert. Um diese Komplexität effizient zu beherrschen und sich am Markt mit wettbewerbsfähigen Preisen, Lieferzeiten und einer kundengerechten Flexibilität positionieren zu können, sind leistungsfähige Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme notwendig.
Eine hohe Reaktionsfähigkeit erfordert es, echtzeitnahe Produktions- und Maschinendaten insbesondere in der Produktionssteuerung zu berücksichtigen. Diese Daten wie Wartungsinformationen, Maschinenstörungen oder Maschinenkonfigurationen liegen auch in kleinen und mittelständischen Unternehmen vielfach bereits lokal auf den mit Sensoren ausgerüsteten Maschinen vor. Sie sind aber in den über die verschiedenen Planungs- und Steuerungsebenen fragmentierten IT-Systemen oftmals nicht oder nicht in erforderlichem Detaillierungsgrad abbildbar, integrierbar und somit nutzbar. Diese bisher fehlende Einbindung prinzipiell verfügbarer Echtzeitdaten in Planungs- und Steuerungskonzepte lässt derzeit noch erhebliche Effizienzpotentiale ungenutzt:
- das frühzeitige Erkennen von Fehlteilaufkommen und Maschinenstörungen zur Vermeidung aufwändiger Nachproduktion
- die aktuelle Information über Wartungs- und Rüstintervalle zur Vermeidung von Auftragsverschiebungen und zur Verkürzung der Produktionsdurchlaufzeiten sowie
- Kenntnis der aktuellen Maschinenkonfiguration als Auswahlkriterium für die bestmögliche Zuordnung von Fertigungsaufträgen zum Maschinenpark
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Die Anwendungspartner im Projekt inMachine haben diese Optimierungspotenziale erkannt und die Vision, mittels Cyber-Physischen-Systemen reale und virtuelle Welt technisch enger zu verknüpfen und neue Konzepte sowie Methoden zu entwickeln, um die Produktionsplanung und -steuerung zukunftsfähig zu gestalten. Am Beispiel mittelständischer, produzierender Unternehmen wird in inMachine ein flexibles, kollaborierendes Produktionssystem mit gestaffelt optimierbaren Planungsstrukturen entstehen, das eine echtzeitfähige Steuerung der Produktion, unter Berücksichtigung der vielfältigen produktions- und versorgungstechnischen Aspekte wie Energiebedarfe, Materialverfügbarkeit oder Lieferterminzusagen ermöglicht. Die Teilziele des Antrags lassen sich damit wie folgt zusammenfassen:
- Neukonzeptionierung der Planungsstrukturen
- Entwicklung modularer Planungsservices
- Entwicklung einer Architektur für Sensor-/Aktornetzwerke
- Erarbeitung eines Konzepts für die Interaktion zwischen Mensch und Maschine