Ganzheitliche Anlagenoptimierung mit der Entwicklung modularer, flexibler Bearbeitungseinheiten für die innovative Trägerbearbeitung (GAMOFLEX)

Problemlage
Urbanisierung und Ausbau der Infrastruktur in Wachstumsmärkten lösen einen weltweiten Boom am Stahlmarkt aus. Damit steigt die Nachfrage nach immer größeren Mengen an bearbeiteten Profilstählen, beispielsweise für den Bau von Hochhäusern, Brücken oder den Stahlbau in Industrieanlagen. Auf Stahlbau spezialisierte Unternehmen betreiben langlebige Großanlagen zur automatisierten Bearbeitung dieser Werkstücke, bspw. Sägen, Bohren und Fräsen. Sie haben einen Durchsatz von mehreren 10.000 Tonnen Profilstahl pro Jahr. Der starre Aufbau und die heuristische Auslegung heutiger Produktionsanlagen können dem wachsenden Bedarf nicht mehr in ausreichendem Maße gerecht werden. Um im internationalen Wettbewerb erfolgreich bestehen zu können, wird die optimale Planung und Umsetzung eines leistungsfähigen und individuell passenden Anlagenkonzepts als Erfolgsfaktor immer wichtiger.

Zielstellung
Ziel des Forschungsprojekts GAMOFLEX ist die Entwicklung von Methoden zur virtuellen Anlagenplanung und -inbetriebnahme die auch für flexible Bearbeitungseinheiten anwendbar sind. Hinsichtlich der Produktentwicklung und des Datenmanagements stellt die Herausforderung, „kundenindividuelle Serienmaschinen“ herzustellen, ein zentrales Thema des Projekts dar.
Die im Projekt entwickelten Methoden sollen es rmöglichen, dass komplexe Produkte skalierbar und individuell in globale Märkte geliefert werden können. Die erarbeiteten Software-Module und Methoden sollen branchenübergreifend bei der Auslegung komplexer, verketteter Produktionsanlagen genutzt werden können, beispielsweise in der variantenreichen Massenfertigung.

Vorgehensweise
Die Speicherung von Daten im Baustahl ist ein Ansatzpunkt zur einfachen und kostengünstigen Identifizierung der Produkte. Sie erlaubt beispielsweise eine selbstständige Wegfindung der Bauteile durch die Produktionsanlage im Sinne von Industrie 4.0.
Angefangen bei der Anlagenplanung über den konkreten Entwurf, die Konstruktion und die Inbetriebnahme gelingt dies durch eine stärkere Vernetzung und durchgängige virtuelle Anlagenentwicklung. Basis hierfür sind die Simulation des Anlagenkonzepts in der Projektierungs- und Planungsphase sowie die virtuelle Inbetriebnahme in der Entwicklungs- und Rea-lisierungsphase. Bestehende Anlagen sollen dabei mit einem zu entwickelnden modularen Baukastensystem für flexible Bearbeitungseinheiten, u. a. zum Bohren, Fräsen und thermischen Trennen, ausgestattet werden. Durch eine teilweise Parallelisierung von Bearbeitungsschritten und die Reduzierung von Nebenzeiten wird eine schnelle und effiziente Trä-gerbearbeitung ermöglicht. Somit wird das bestehende Konzept der sequentiellen Bearbeitung grundlegend verändert.

Ergebnisverwertung
Gemeinsam mit einem innovativen, aber einfachen Verfahren zur zuverlässigen Nachverfolgbarkeit von Bauteilen werden die genannten Lösungsansätze zu einer neuartigen, modularen und erweiterbaren Produktionsanlage zusammengeführt. Die Nachverfolgung der Bauteile wird durch eine magnetische Kodierung erreicht. Sie beruht auf lokalen Veränderungen der Materialeigenschaften.

• B + R Industrie-Elektronik Gesellschaft m.b.H.
• Hochschule Aalen
• Kaltenbach GmbH + Co. KG
• MACIO GmbH
• SimPlan AG
• Technische Universität Darmstadt
• tech-solute GmbH