Projekt

Industrie 4.0

Die europäische Industrielandschaft stellt sich aktuell der Herausforderung etablierte Fertigungsprozesse entsprechend den immer komplexer werdenden Marktanforderungen anzupassen. Die automatisierte Massenfertigung von Produkten ist bereits in vielen Bereichen von kundenbasiert individualisierten Produkten wie z.B. in der Automobilbranche abgelöst worden. Industriebetriebe stehen nun vor der Herausforderung von immer komplexer werdenden Produktportfolios, steigender Anzahl der Materialien, die man verwendet und verarbeitet, stark verteilten und dezentralisierten Produktionswertketten und unterschiedlichen Prozesstechnologien.

Die Initiative Industrie 4.0 beinhaltet Ansätze und Methoden zur Beherrschung dieser Komplexität. Einer der Ansätze versucht, ähnlich zur Dezentralisierung der Produktions-Wertschöpfungskette, eine digitale dezentrale Intelligenz hinsichtlich der Entwicklung und Fertigungsautomatisierung zu etablieren. Das bedingt sich selbst organisierende, selbstoptimierende Produktionseinheiten, welche miteinander kommunizieren können und deren Organisation auf Basis vom jeweils zur erzeugenden Produkt gebildet wird.

Die Rolle des Menschen in Industrie 4.0

In diesen Produktionseinheiten hat entgegen der Massenautomatisierung auch der Mensch wieder einen Platz, da insbesondere bei hoch individualisierten Produkten bzw. Teilarbeitsschritten eine Vollautomatisierung technisch als auch wirtschaftlich nicht vertretbar ist. Das bedeutet, dass in der Produktion der Zukunft Mensch und Maschine in den jeweiligen Produktionseinheiten zusammenarbeiten sollen. Im Gegensatz zu Produktionsmaschinen, welche teilweise vollautomatisch aus CAD/CAM Systemen programmiert werden können, muss aber der Mensch entsprechend für die Fertigung eines Produktes geschult und trainiert werden. Im Sinne einer individualisierten Fertigung müsste der Mitarbeiter jedoch alle möglichen Varianten eines Produkts kennen, was zunehmend unmöglich wird bzw. einen hohen Aufwand erfordert.

Ziele

Das Projekt HCW4i hat daher zum Ziel die Anlernphase und die tägliche Arbeit durch gezielte und automatisch konfigurierbare, maschinelle Assistenzmaßnahmen in der Produktionseinheit zu minimieren bzw. zu unterstützen. Diese Assistenzmaßnahmen reichen von produktspezifischen Arbeitsanweisungen auf einem Bildschirm, über Augmented Reality Systeme bis zu kollaborativen Robotern am Arbeitsplatz.

Im Projekt sollen daher die tatsächlichen Arbeitsanforderungen aus Montage- und Fertigungsprozessen der Industriepartner ermittelt werden. Daraus wird dann in weiterer Folge eine standardisierte human-zentrierte Produktionseinheit bzw. Arbeitsplatz definiert und für ein oder mehrere repräsentative Produkte implementiert. Diese Produktionseinheit wird dann mit unterschiedlichsten Assistenzmaßnahmen ausgestattet, welche es den Forschern und Industriepartnern ermöglicht Arbeitsmethoden sowie Trainings- und Assistenzmaßnahmen zu testen bzw. zu evaluieren.

Entsprechend den Ergebnissen der Evaluierung werden die Assistenzmaßnahmen und die damit verknüpften Arbeits- und Montageschritte in ein Datenmodell eingepflegt, welches es im finalen Ausbau ermöglichen soll die Trainings- und Assistenzmaßnahmen automatisch auf Basis von gespeicherten CAD-Daten der Bauteile (STP-Format) und elektronisch verfügbaren Arbeitsplänen automatisch zu generieren. Das bedeutet das für nach HCW4i-standardisierte Produktionseinheiten völlig automatisch auf Basis des aktuell zu fertigenden Produkts spezifische Montage- und Fertigungsassistenzmaßnahmen und in weiterer Folge auch Optimierungsmethoden generiert werden können. Dadurch lassen sich sowohl die Einlernphase neuer Mitarbeiter als auch die Fehlerrate bei bestehenden Mitarbeitern erheblich reduzieren. Ebenfalls können derartig ausgestatte Produktionseinheiten flexibel je nach Fertigungsanforderung kombiniert und nahtlos in bestehende teilautomatisierte Abläufe integriert werden.