Flexibler produzieren mit dem Industrie-Cockpit

Ein neuartiges Informations- und Entscheidungszentrum unterstützt Hersteller. Es verknüpft Abläufe und Anlagen unternehmensweit in einem flexiblen Prozessnetz – so können sie in ihrer Gesamtheit überwacht und jederzeit angepasst werden.

Ähnlich wie bei Lagetischen von Rettungskräften und Polizisten fließen alle wichtigen Daten zusammen. Einsatzkräfte benötigen den bestmöglichen Überblick, wenn sie sich in einem Katastrophengebiet bewegen, Verletzte bergen und Schutt zur Seite räumen. In ihrem Lagezentrum sehen Einsatzleiter, wo sich die Helfer aufhalten, können sich über deren Helmkameras ein Bild von der dortigen Situation machen und den Einsatz koordinieren.

Individuelle Fertigung braucht flexible Prozesse

Ein ähnliches Cockpit haben Forscher vom Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK in Berlin nun mit dem Software-Unternehmen Pickert & Partner GmbH aus Karlsruhe entwickelt. Das neuartige Informations- und Entscheidungszentrum soll Produktionsleitern, Werkern und Planern in Industrieunternehmen helfen, die komplexen Abläufe in Administration und Fertigung zu überblicken und sie an die individuellen Aufträge anzupassen.

Das ist dringend nötig, denn die Wünsche des Kunden rücken immer mehr in den Fokus. Die Individualisierung beschränkt sich dabei nicht nur auf die Endprodukte, sondern greift zunehmend auch in die Produktionsprozesse ein. Wünscht der eine Kunde beispielsweise, mit dem fertigen Produkt auch die Temperaturverläufe eines zusätzlichen Abkühlprozesses mitgeliefert zu bekommen, verlangt der nächste eine individuelle Kennzahl.

Die komplette Produktion im Blick

Doch wie funktioniert das gesamte Unternehmen, wenn der Kunde in die Fertigungsprozesse eingreift – und die Produkte dennoch möglichst schnell vom Band laufen sollen? Hier hilft künftig das Cockpit. »Es verbindet Produkte, Maschinen, Informationssysteme und Menschen miteinander«, sagt Nicole Oertwig, wissenschaftliche Mitarbeiterin am IPK. »So lässt sich schnell überprüfen, ob und wie sich ein Kundenwunsch realisieren lässt – und die Produktion entsprechend steuern.«

Im Alltag des Produktionsleiters heißt das: Er kann den Herstellungsprozess für ein spezielles Produkt am Cockpit lückenlos durchlaufen – samt individuellen Kundenwünschen – und künftig auch notwendige Änderungen über wenige Klicks im Cockpit einstellen. Programmiererfahrung braucht er dazu nicht, das Tool lässt sich sogar über Gesten steuern. Auch allen anderen Mitarbeitern liefert das Cockpit die für sie nötigen Informationen an die richtige Stelle. So sieht beispielsweise der Werker die Prozessdaten und kann diese kontrollieren.

Zwar gibt es bereits Industrie-Cockpits – für die flexible, kundenindividuelle Fertigung eignen sie sich jedoch nicht. Denn sie wurden mit großem Aufwand für wenige Ablaufvarianten programmiert, sie sind also sehr starr. Zudem fokussieren sie ausschließlich auf die einzelnen Maschinen. »Unser Tool ist dynamisch. Es arbeitet produktbezogen. Wir können erstmals flexibel Produkte, Prozesse, Rollen oder auch Maschinensysteme betrachten«, sagt Oertwig. Auf der Hannover-Messe stellen die Forscher einen Prototyp vor. Ende 2016, so hoffen die Wissenschaftler, könnte das Cockpit in der Industrie eingesetzt werden.

Anpassungsfähige Bearbeitungsroboter

Soll die Produktion flexibler werden, sind zudem anpassungsfähigere Bearbeitungsmaschinen gefragt. »Deshalb entwickeln wir Bearbeitungsroboter: Denn im Gegensatz zu großen Werkzeugmaschinen, die teuer und wenig flexibel sind, können Roboter auf individuelle Kundenwünsche eingestellt werden«, verrät Sascha Reinkober, Abteilungsleiter Produktionssysteme am IPK.

»Wir zeigen in Hannover eine solche Roboterzelle: Sie enthält alle Komponenten, die ein Industrieroboter braucht, um als Bearbeitungsmaschine eingesetzt werden zu können.« Damit das funktioniert, sind besondere Steuerungs- und Regelungsverfahren nötig, die etwa mechanische Abweichungen ausgleichen. Dafür haben die Forscher eine eigene Entwicklungsplattform aufgebaut. Mit Hilfe dieser Schnittstelle können die Forscher zusätzliche Steuerungs- und Regelungssoftware in den Roboter einspielen. Neue Verfahren planen und programmieren sie zunächst auf einem externen Steuerungs-PC und testen sie anschließend am realen Industrieroboter.