Intelligentes System und Ausrüstung für einen agileren Fertigungssektor in Europa
„Originalgerätehersteller (OEM) müssen in der Lage sein, erstklassige Qualität auf Abruf produzieren zu können“, sagt Raquel Caldeira, Koordinatorin des von der EU finanzierten Projekts openMOS. „Es wird zunehmend schwieriger, herkömmliche Fertigungsmodelle auf Basis großer Produktionsvolumen und kontinuierlicher Verbesserung aufrechtzuerhalten.“ Um kurze Durchlaufzeiten für eine wachsende Palette an Produkten und Varianten zu erreichen, werden immer kleinere Losgrößen erforderlich. Mit großer Vielfalt und hoher Flexibilität zeichnen sich üblicherweise manuelle Fertigungssysteme aus. Andererseits liegt die Stärke von automatisierten Systemen in der wiederholbaren hohen Qualität. „Die Hauptursache für viele Garantieprobleme bei hochwertigen Produkten kann auf manuelle Arbeit zurückgeführt werden“, stellt sie fest. Automatisierte Plug-and-produce-Systeme (P&P) in Kombination mit industriell relevanten Technologieplattformen werden als eine Lösung gesehen, um diese Probleme zu lösen. Betriebssystem für agile gewerbliche Produktion Das openMOS-Team entwickelte ein gemeinsam nutzbares quelloffenes P&P-System, das alle Beteiligten an der Wertschöpfungskette im Bereich Automatisierungssysteme in die Lage versetzt, zusammenzukommen und gemeinsam Lösungen zu entwickeln und einzusetzen. Es ermöglicht die schnelle und effiziente Integration von Maschinen und Automatisierungssystemen in Produktionsumgebungen. Dies ist eine Grundvoraussetzung für die Implementierung von Industrie 4.0-Lösungen. Das Fertigungsbetriebssystem ist einfach erweiterbar und kann an Steuerungs-, Planungs- und Optimierungsfunktionen auf höherer Ebene angepasst werden. Solche Funktionen werden die Einführung neuer Produkte, Arbeitsaufträge und Geräteänderungen erleichtern und die reibungslose Umsetzung von Optimierungs- und Umstellungsmanagementlösungen vereinfachen. Einführung neuer P&P-Systemkonzepte in der Fertigung Die Projektpartner entwickelten mehrere weitere wichtige Innovationen, vor allem neue eingebettete Automatisierungsgeräte und -komponenten mit P&P-Fähigkeiten, wie zum Beispiel ein Linearachsensystem, ein Drehmodul und einen Klick-Klack-Greifer. Sie entwickelten einen Service-Bus für die Fertigung – eine offene dienstbasierte Kommunikationsplattform zur Verwendung für vertikale und horizontale Konnektivität zwischen P&P-Automatisierungskomponenten und Steuerungs- und Betriebsfunktionen auf höherer Ebene. Sie garantiert, dass die Produktion kontinuierlich auf nachfragegesteuerte Weise abläuft. „openMOS hat uns ermöglicht, die reibungslose Integration unterschiedlicher Standards in dasselbe Ökosystem zu testen und zu validieren“, bemerkt Caldeira. Sie bezeichnet dieses Bemühen als „einen großen Durchbruch für die Einführung gemeinsam nutzbarer und offener Standards in der Fertigungsindustrie, um Technologie weiter zu nutzen, um Prozesse flexibler zu machen und Individualisierungskosten zu reduzieren.“ Originalgerätehersteller und Systemintegratoren werden am meisten von den Innovationen profitieren. Eine Referenzarchitektur für P&P-Montagesysteme zeigt, wie P&P für Fertigungssystemkonzepte realisiert werden kann. „Die Vorteile der Agilität und Belastbarkeit stehen jetzt zur Verfügung, ohne Kompromisse bei der Leistung eingehen zu müssen“, fügt Caldeira hinzu. Flexiblere Prozesse stehen zur Verfügung, wobei klar zwischen Produktionsoptimierung und zeitkritischer Produktionsabwicklung unterschieden wird. Diese Endnutzer haben nun Zugriff auf eine Reihe von sich selbst einsetzenden, flexiblen und sich selbst anpassenden P&P-Geräten. In Kombination mit einem Geräteadapter können die Geräte auf vorhandene Ausrüstung, wie zum Beispiel Industrieroboter, Qualitätsüberprüfungssysteme und Leistungsmesser erweitert werden. Sie müssen nicht jedes Modul des insgesamt entwickelten Software-Stacks einsetzen, sondern können nur die für ein bestimmtes System benötigte Funktionalität auswählen. Dies wird die industrielle Akzeptanz der Projektergebnisse erhöhen. Die Agenten-Cloud und die intuitive Mensch-Maschine-Schnittstelle des Systems bieten Empfehlungen zur Systemoptimierung sowohl für die Zykluszeit als auch für den Energieverbrauch an und unterstützen bei Anlaufentscheidungen. „Die openMOS-Suite mit technologischen Werkzeugen wird Unternehmen dabei helfen, schneller, in einer konstant höheren Qualität und mit geringeren Kosten zu fertigen, und das alles in einer agilen Umgebung“, schließt Caldeira ab.
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