ERANET Durch Künstliche Intelligenz verbesserte Digitale Fabrik für die Fertigung von Kabelbäumen (MANUNET-FORTIFIER)

Problemstellung
Der Trend zur kundenindividuellen Massenfertigung zeigt sich deutlich im Bereich der Herstellung von Kabelbäumen. Durch die steigende Zahl von Produktvarianten zur Befriedigung individueller Kundenwünsche wächst auch die Komplexität in der Entwicklung und der Produktion von Kabelbäumen und verursacht steigende Kosten. Das Bestreben, diesen Faktor zu optimieren, veranlasst die Hersteller, die Fertigung in Drittländer zu verlagern. Dies aber hat lange Transportwege und eine zunehmende Komplexität der internationalen Logistik- und Lieferketten durch die Notwendigkeit zur pünktlichen Lieferung in der Produktion (Just-In-Time/Just-In-Sequence) zur Folge. Ein hohes Potenzial zur Lösung der Kosten- und Logistikthematik liegt darin, durch automatisierte intelligente Fertigungsmethoden große Teile der Wertschöpfungskette wieder zurückzugewinnen.

Ziel
Das deutsch-norwegische ERA-Net-MANUNET Forschungsprojekt FORTIFIER hat deshalb zum Ziel, durch eine erstmals digital durchgängige Automatisierungslösung des Entwurfs bis zur Fertigung von Kabelbäumen zu zeigen, dass diese ausgelagerten Wertschöpfungsketten prinzipiell zu wettbewerbsfähigen Kosten erfolgreich an den eigenen Standort zurückgeholt werden können. Gleichzeitig besteht das Potenzial, so auch kürzere Lieferzeiten zu erreichen. Hierfür wird an einem Demo-Roboterkopf für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrtbranche vorgeführt, wie die Leistungsfähigkeit der Fertigung von Kabelbäumen durch zusätzliche KI-Algorithmen intelligenter und verbessert wird. Im Ergebnis entsteht eine innovative Automatisierungslösung der nächsten Generation, die die globale Wettbewerbsfähigkeit der Industrie für die Herstellung von Kabelbäumen erhöht.

Vorgehensweise
Um dies zu erreichen, werden in einer transnationalen Kooperation neue Simulationstechniken für flexible Kabelbäume auf der Basis graphenbasierter Entwurfssprachen entwickelt. Dies geschieht zum ersten Mal in Verbindung mit ausgewählten Techniken der künstlichen Intelligenz für die Vorhersage der Steifigkeit des Kabels. Ebenso werden die Produktionsplanung und die Fertigungssimulation flexibler Kabelbaumbaumgruppen mit Techniken der Qualitätskontrolle kombiniert. Damit lässt sich das Zusammenwirken im digitalen Zwilling einer Fertigungsanlage evaluieren. Diese innovativen Industrie 4.0-Technologien für flexible Produktion und Fertigung werden mit modernsten PLM- (Product Lifecycle Management) Fähigkeiten zusammengefügt und damit die Vorteile internationaler Standards zum Datenaustausch genutzt.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Nach erfolgreicher Umsetzung ist durch die neu entwickelten Technologien zur Kabelbaumentwicklung und -fertigung mit einer Verkürzung der Konstruktionszeit um 30 %, einer Verminderung der Kosten für die Produktionsplanung um 25 % und einer Reduktion der Ausgaben für Verwaltung und Informationssuche um 50 % zu rechnen. Zudem wird durch die Übertragung und kommerzielle Nutzung der Projektergebnisse in weiteren Branchen, wie beispielsweise in die Automobilindustrie, eine Steigerung des Neukundengeschäfts bei Produkten und Dienstleistungen erwartet, da diese sich gleich gelagerten Herausforderungen gegenübergestellt sehen.

• IILS Ingenieurgesellschaft für intelligente Lösungen und Systeme mbH
• Universität Stuttgart