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Forschungsziel: Mit dem Innovationsprojekt itsowl-FlexiMiR wird die Zielsetzung verfolgt, Fertigungslinien durch eine Kombination von Modularisierung, interaktiver Robotik und moderner Verfahren der Mensch-Maschine Interaktion zu einer neuen Flexibilität zu führen. Dabei werden vorrangig, aber nicht ausschliesslich, Montage- und Prüfaufgaben betrachtet. In der Fertigung führen diese intelligenten technischen Systeme zu einer besseren Konfigurierbarkeit, eine wichtige Voraussetzung zur individualisierten Fertigung bis hin zur Losgröße Eins. Gleichzeitig ist zu beachten, dass der Nutzen entsprechender intelligenter Systeme nur dann vollständig generiert werden kann, wenn die Mitarbeiter solche Lösungen auch akzeptieren. Hier setzt itsowl-FlexiMiR einen weiteren inhaltichen Schwerpunkt. So führt itsowl-FlexiMiR insgesamt zu einer Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit, da kundengerechte Lösungen in der Produktion in Deutschland erstellt werden können.
Dr. Sebastian Wrede +49 521 106-5148
swrede@cor-lab.uni-bielefeld.de
Dr.-Ing. Danuta Seredynska
+49 721 608-22944
danuta.seredynska@kit.edu
Problemstellung
Die Anforderungen an die Flexibilisierung von Fertigungsprozessen nehmen kontinuierlich zu. Dies liegt unter anderem an dem Wunsch der Kunden nach individualisierten Produkten, die zunehmend in kleinen Losgrößen nachgefragt werden. Schon jetzt können Kunden über das Internet Produkte, wie beispielsweise industrielle Steckverbinder, aus unterschiedlichen Komponenten individuell zusammenstellen. Aus einer Kundenbestellung sollen zukünftig ab einer Losgröße 1 automatisch Fertigungsaufträge abgeleitet und umgesetzt werden. So können die Lagerhaltung reduziert und die Lieferzeiten verkürzt werden. Dazu müssen einzelne Fertigungsschritte, wie Schrauben, Montieren oder Prüfen, auftragsspezifisch geplant, parametrisiert und einfach miteinander kombiniert werden. Perspektiven ergeben sich dafür insbesondere durch den Einsatz neuartiger Methoden der Mensch-Roboter-Interaktion, die beispielsweise für die Konfiguration und Programmierung roboterunterstützter Fertigungsschritte für neue Produktvarianten eingesetzt werden können. Dabei müssen hohe Anforderungen an Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit erfüllt werden, um Akzeptanz bei Mitarbeitern und Kunden zu erzielen.
Projektziele
Ziel des Forschungsprojekts itsowl-FlexiMiR ist die Entwicklung von Hard- und Softwarelösungen für die Modularisierung von Fertigungslinien, um kundenindividuelle Produkte automatisiert herzustellen. Die Fertigungskomponenten sollen individuell miteinander kombiniert werden können und sich dabei zuverlässig sowie ohne aufwändige manuelle Programmierung und Konfiguration an das zu fertigende Produkt anpassen.
Vorgehensweise
Dazu werden zunächst die Eigenschaften und Funktionen typischer Fertigungskomponenten, wie sie beispielsweise für das Schrauben, Montieren oder Prüfen notwendig sind, maschinenlesbar beschrieben. Darauf aufbauend werden Methoden für die vereinfachte interaktive Konfiguration der Komponenten und ihren Einsatz in Fertigungsmodulen entwickelt. So lassen sich die entstehenden Fertigungslinien effizient für die Herstellung neuer Produktvarianten anpassen. Hierfür wird eine integrierte Softwareplattform entwickelt, die u.a. anhand von Simulationsmodellen die individuelle Kombinierbarkeit und einen störungsfreien Produktionsprozess gewährleisten soll. In dem Projekt wird dafür auf Ergebnisse der Cluster-Querschnittsprojekte „Mensch-Maschine-Interaktion“ und „Selbstoptimierung“ zurückgegriffen. Die Fertigungskomponenten und die Software-Plattform werden anhand eines produktionsnahen Demonstrators technisch validiert und zu Evaluationszwecken anschließend in Produktionsprozesse integriert.
Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Durch das Projekt können individualisierte Produkte schnell und effizient gefertigt werden, ohne dass die Prozess-Zuverlässigkeit beeinträchtigt wird. Der Aufwand für die Inbetriebnahme und Umrüstung von Produktionsanlagen soll um 25 v. H. reduziert werden. Die Benutzerfreundlichkeit steigt, da keine speziellen Roboter- und Programmierkenntnisse für die Bedienung der Anlagen erforderlich sind. Die Projektergebnisse können auf weitere Produktionsverfahren übertragen werden, wie z. B. für die Automobilindustrie.
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