Die selbstlernende Fabrik

Seit September 2016 arbeitet das interdisziplinäre Expertenteam daran, die Prozesslandschaft der industriellen Massenproduktion bis auf die Werkstattebene digital zu erfassen und zu integrieren. Damals startete Siemens im Rahmen der Initiative Bayern Digital des Bayerischen Wirtschaftsministeriums gemeinsam mit den Partnern Fraunhofer IIS, Fraunhofer SCS, Itizzimo und Kinexon in das für 26 Monate angelegte Förderprojekt „Road to Digital Production (R2D)“. Erklärtes Ziel ist es, die Entwicklung von Produkten und Technologien zur Realisierung einer digitalen industriellen Produktion weiter voranzutreiben. Die Forschungs- und Entwicklungsergebnisse sollen zeigen, dass durch die Digitalisierung sowohl Effizienzsteigerungen als auch optimale Qualitätssicherung möglich sind. In diesem Sinne sollen sie dabei helfen, neue Technologien für Cyber-Physische Produktionssysteme (CPPS) zu entwickeln sowie Grundsätze und Methoden bei der Fertigung und Montage eines Produktes mit der Losgröße 1 zu definieren. Es soll gezeigt werden, wie vertikale Digitalisierung unter Einbezug von Informationen aus den IT-Systemen für Auftragsabwicklung und Engineering erfolgreich umgesetzt und eine echtzeitfähige, papierlose und intelligente Fertigung realisiert werden kann.

Um die Wertschöpfungskette innerhalb der Produktion zu digitalisieren, wird ein intelligenter Werkstückträger mit Kommunikations- und Ortungsfunktionalität im Rahmen eines sogenannten Cyber-Physischen Systems (CPS) ein zu fertigendes Produkt durch den gesamten Produktionsprozess begleiten. Anhand der mitgeführten Produktdaten und der gewonnenen Kontextinformationen soll der intelligente Werkstückträger eigenständig Prozessschritte erkennen, protokollieren und steuern. Die zentrale Forschungsfrage dabei ist, wie die vormals zentrale Planung der Fertigung und Materialbereitstellung dezentralisiert und dynamisiert werden kann. Es wird angestrebt, neben der Funktionalität auch die Wirtschaftlichkeit mit diesem Pilottest nachzuweisen.

Das gewonnene Knowhow soll nach Projektabschluss die Erweiterung und Übertragung des Konzeptes auf weitere Produktionslinien, Werke und Unternehmen ermöglichen – als Referenzarchitektur für individualisierte, industrielle Produktion. Im Rahmen des Gemeinschaftsprojekts wird Siemens die Anforderungen und die Prozessbeschreibungen mit den Partnern definieren. Außerdem werden die Partner im Test- und Anwendungszentrum L.I.N.K. des Fraunhofer IIS in Nürnberg eine Testumgebung errichten. Nach Projektabschluss ist vorgesehen, eine Installation in die Montagelinie für Niederspannungsmotoren im Nürnberger Siemenswerk zu überführen und zu testen. Das Fraunhofer IIS und das Fraunhofer SCS entwickeln zusammen mit Siemens das Cyberphysikalische Produktionssystem und die intelligenten Werkstückträger. Der Partner Kinexon sorgt für das hochgenaue Echtzeitortungssystem für 3D-Lokalisierung und Bewegungserfassung. Itizzimo realisiert die Software-Integration unter Nutzung von Smart Devices.