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Forschungsziel: itsOWL-ScAut ist ein Leitprojekt im Rahmen des Spitzenclusters Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe "it's OWL". Ziel des Projekts ist eine Scientific Automation Plattform für die Entwicklung und den echtzeitfähigen Betrieb technischer Systeme mit inhärenter Teilintelligenz. Die Plattform stellt Scientific Automation Lösungselemente in Form von Hardware- und Softwarekomponenten, Architekturen von Scientific Automation Systemen, Entwicklungswerkzeuge, eine echt-zeitfähige Laufzeitumgebung und eine Methodik bereit. Vier Pilotanwendungen werden die Leistungsfähigkeit der Plattform zeigen: "intuitiv bedienbare, selbstoptimierende, energieeffiziente Profilbearbeitungsmaschine", "Integration intelligenter Messtechnik-/Systemkomponenten in Montage- und Fertigungsanlagen", "Holzbearbeitungsmaschinen für die Möbelindustrie" und "Scientific Automation Demonstratoren". Die Pilotprojekte fungieren als Vorreiter. Sie validieren die Scientific Automation Plattform und zeigen, dass durch Einsatz von Scientific Automation die Produktivität, Nachhaltigkeit, Verlässlichkeit, Benutzerfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit der Produktionssysteme gesteigert werden kann, so dass sie den zukünftigen Anforderungen des Marktes genügen und den Erfolg der teilnehmenden Unternehmen langfristig sichern.
Dr. Ursula Frank +49 5246 963-5085
u.frank@beckhoff.de
Dipl.-Ing. Thomas Rosenbusch
+49 721 608-25273
thomas.rosenbusch@kit.edu
Problemstellung
Bei steigendem Wettbewerbsdruck und knapp werdenden Ressourcen müssen Produktionsanlagen produktiv, verlässlich und energieeffizient entwickelt und betrieben werden. Durch intelligente Automatisierungslösungen können Produktionsanlagen eigenständig Verschleiß antizipieren, Emissionen und Immissionen reduzieren, den Energieverbrauch optimieren und Produktionsfehler vermeiden. Um die Potenziale auszuschöpfen, muss die Automatisierungstechnik um weitere intelligente Verfahren und Technologien, wie z. B. Selbstoptimierung, Lernverfahren, Condition Monitoring oder Bildverarbeitung, ergänzt werden. Möglich wird dies durch die Integration von Informations- und Kommunikationstechnologie in die Automatisierungstechnik, die als „Scientific Automation“ bezeichnet wird.
Projektziele
Ziel des Forschungsprojekts itsOWL-ScAut ist eine Scientific Automation Plattform für die Entwicklung und den echtzeitfähigen Betrieb intelligenter Produktionssysteme. Kern der Plattform sind wiederverwendbare Lösungselemente, die sowohl als Hardware- als auch als Softwarekomponenten Technologien der Automatisierungstechnik bereitstellen, die für eine nachhaltige Produktion erforderlich sind.
Vorgehensweise
Für den Aufbau der Scientific Automation Plattform werden zunächst Technologien identifiziert und untersucht, durch die neue intelligente Funktionen in die Automatisierungstechnik integriert werden können. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden in einer Technologie-Roadmap aufbereitet, die eine Priorisierung der Technologien nach technischen und wirtschaftlichen Kriterien für die Umsetzung in Scientific Automation-Lösungselemente vorschlägt. Entsprechend der Roadmap werden die Technologien als Softwarebausteine und intelligente Busklemmen realisiert. Parallel werden Softwarewerkzeuge, eine echtzeitfähige Laufzeitumgebung und eine Methodik zur Anwendung der Scientific Automation Plattform erarbeitet. Dabei wird auf Ergebnisse der Querschnittsprojekte zurückgegriffen, z. B. „Selbstoptimierung“, „Mensch-Maschine-Interaktion“, und „Systems Engineering“. Abschließend wird in Pilotanwendungen die Leistungsfähigkeit der Plattform validiert.
Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Durch den Einsatz von Scientific Automation in Produktionssystemen werden der Energieverbrauch, der Ausschuss, die Durchlaufzeiten sowie der Schadstoffaustritt um mindestens 10 v. H. reduziert. Gleichzeitig kann die Lebensdauer der Werkzeuge erhöht werden. Die Produktivität, Nachhaltigkeit und Verlässlichkeit der Produktionssysteme steigen, und das bei nahezu gleichbleibenden Kosten für die Automatisierungstechnik. Durch eine anschließende marktreife Umsetzung der Plattform werden in den nächsten zehn Jahren bei den Projektpartnern über 100 neue Arbeitsplätze erwartet. Das Projekt leistet einen wichtigen Beitrag, dass Produktion am Standort Deutschland wettbewerbsfähig bleibt.
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