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Intelligent Reconfigurable Machines for Smart Plug&Produce Production

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Intelligente Werkzeuge zur Ausweitung der Produktion in der Fertigungsindustrie

Die künftige Wettbewerbsfähigkeit des europäischen verarbeitenden Sektors hängt davon ab, wie schnell KMU Produkte oder Dienstleistungen vor dem zu erwartenden Anstieg der Nachfrage erzeugen können. Eine EU-Initiative entwickelt innovative Technologien, um die Effizienz der Herstellung speziell in Ramp-up-Phasen in der Produktion zu erhöhen.

Industrielle Technologien

Die üblichen Produktionsanlaufpraktiken für Produkte und Dienstleistungen nehmen einiges an Zeit und Energie in Anspruch - und das hauptsächlich, weil sie manuell durchgeführt werden. Für ein fertigendes KMU, das mehrere oder sogar wiederholte Produktveränderungen benötigt, ist das so nicht hinnehmbar. Vor diesem Hintergrund befasste sich das EU-geförderte Projekt I-RAMP3 (Intelligent reconfigurable machines for smart plug & produce production) mit der Entwicklung eines intelligenten und flexiblen Systems, das die Intervalle für Fertigungslinien und die damit verbundenen Kosten reduziert. In diesem Sinnen banden die Forscher zusätzliche Funktionen in aktuelle und neue Produktionsnetzwerke ein. Sie rüsteten konventionelle Produktionsanlagen in netzwerkfähige Geräte (Network-enabled devices, NETDEV) um. Diese Produktionsgeräte sind mit eingebauter Intelligenz ausgestattet, indem ein Kommunikationsrahmen und Modelle für Funktionen wie Selbstbeschreibung und Selbstkonfiguration integriert werden. Mit solchen Fähigkeiten werden enorme Zeit- und Aufwandsreduzierungen möglich, was zu einer schnelleren Ausweitung sowie optimierter Prozessführung, Wartung und Qualität führt. Die Arbeit begann mit der Entwicklung eines Kommunikations-Frameworks für heterogene Geräte mit unterschiedlichen Fähigkeiten. Das Ziel war, eine optimale Geräteeinstellung während Ramp-up für drei typische Fertigungsszenarien zu finden: anfängliches Ramp-up, Ramp-up nach Komponenten-/Produktaustausch und Ramp-up nach der Wartung. I-RAMP3 entwickelte Plug-and-Produce-Geräte für ein schnelles Ramp-up und die flexible Produktion auf Basis von I-RAMP3-Technologie. Dies erreichte man durch die Schaffung und Validierung eines Modells für NETDEV-Komponenten mit unterschiedlichen Eigenschaften und Funktionalitäten sowie deren Anbindung. Weiterhin wurde eine Anbindung der NETDEV-Technologie mit MES- (Manufacturing execution systems) und ERP-Systemen (Enterprise resource planning) implementiert. Die Projektpartner entwickelten auch intelligente Sensoren und Aktoren mit eingebauter Intelligenz für den schnellen Austausch von Komponenten. Eine Hardware- und Software-Plattform für die autonomen Sensoren wurde eingerichtet. Die Komponenten wurden dann in die I-RAMP3 NETDEV-Technik integriert. Darüber hinaus entwickelten die Forscher ein integriertes, intelligentes Workflow-System und die damit verbundenen Komponenten für schnelles Ramp-up und flexible Produktion. Die entwickelten Komponenten wurden in drei Demonstratoren integriert, die jeweils eine der drei oben beschriebenen Ramp-up-Szenarien demonstrieren sollten. Insbesondere zeigten die Demonstratoren folgende Punkte: Anfängliches Ramp-up (Set-up & Ramp-up einer neuen E-Fahrzeugmontagelinie), Ramp-up nach Komponenten-/Produktaustausch (Komponentenaustausch in einer E-Fahrzeug-Unterbaugruppe) und Ramp-up nach Wartung (Verbesserung der Geräte mit wiederverwendender und vorbeugender Wartung). I-RAMP3 wird den Wettbewerbsvorteil von KMU des Fertigungssektors durch den Bau von Werkzeugen bestärken, die Produktionskosten reduzieren und die Produktionseffizienz steigern. Diese neuartige Technologie, basierend auf Kommunikation, selbsterklärenden und selbstkonfigurierenden intelligenten Komponenten, soll die europäische Fertigungsindustrie der Realisierung der Idee einer flexiblen, anpassungsfähigen und nachhaltigen Produktion einen Schritt näher bringen.

Schlüsselbegriffe

Produktion, fertigende KMU, Ramp-up, I-RAMP3, netzwerkfähige Geräte

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23 April 2021