Flexible automatisierte Flugzeugfertigung
Die EU steht unter großem Druck, was die Senkung der Fertigungskosten bei gleichzeitiger Steigerung von Qualität und Leistungsfähigkeit angeht, um Zertifizierungen zu erfüllen und global wettbewerbsfähig zu bleiben. Diese Zielsetzung zu erfüllen, ist für die Luft- und Raumfahrtindustrie eine besondere Herausforderung, da die Produkte hier typischerweise in Kleinserien gefertigt werden und eine lange Lebensdauer haben. Daher sind flexible Fertigungseinheiten erforderlich, die an verschiedene Bauteile angepasst werden können. Die Automatisierungstechnik in der Fahrzeugindustrie dürfte im Wesentlichen ausgereift sein. EU-finanzierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler arbeiteten nun im Rahmen des Projekts "Advanced flexible automation cell" (FLEXA) an deren Ausweitung auf den Luftfahrtsektor. Die Arbeit umfasste die Weiterentwicklung der virtuellen Fertigung zur Unterstützung der Erstellung und des Betriebs der flexiblen Automatisierungszellen, wodurch eine sichere generische Prozesskette geschaffen wird. Die Qualitätssicherungssysteme stellen die Anpassung an die Luftfahrtvorschriften sicher. Ein internetgestütztes Datenflusssystem schafft eine virtuelle und verteilte Arbeitsumgebung mit integriertem Datenstrom in die Zelle hinein und aus ihr heraus. An zwei Demonstratorzellen validierte man mit Erfolg die Umsetzungskonzepte. Eine diente Schleif-, Entgratungs- und Messoperationen, die andere war zum Schweißen und für das zerstörungsfreie Prüfen vorgesehen. Die virtuelle Fertigungsplattform unterstützt die offline stattfindende Modellierung einer generischen Automationszelle sowie auch die automatische Generierung von Zellsteuerprogrammen über eine speicherprogrammierbare Steuerung. Sie beinhaltet außerdem den Code für eine geometrische Toleranzabhängigkeit in der Qualitätssicherung. Da man über die Bedeutung von Mensch-Maschine-Interaktionen in der Fertigung Bescheid weiß, entwickelte FLEXA Strategien und Werkzeuge zum Neustart eines Fertigungsprozesses (unter Einsatz von erweiterter Realität (Augmented Reality)). Jeder Bediener ist mit einem Berührungsbildschirm-Monitor und einer Webcam ausgestattet. Die Verfahren unterstützen Beurteilungen, eine frühzeitige Bewertung und Entscheidungsfindung bei Fehlern, wodurch die Durchlaufzeit und Ausschuss verringert werden. Die im Rahmen von FLEXA entwickelte virtuelle Fertigungsplattform und die flexiblen Automatisierungszellen zur Fertigung in der Luft- und Raumfahrtindustrie werden die Produktionsraten an den vorhandenen Prozessanlagen erhöhen und dabei den Ausschussanteil senken. Die Technologie verspricht um 50 % gesenkte Flugzeugentwicklungskosten und Produkteinführungszeiten, was einen großen Anschub für die Wettbewerbsfähigkeit der EU-Fertigung bedeutet.
