SMART FACE

Dezentrale Produktionssteuerung für die Automobilindustrie



© Rainer Bressel

Kurzsteckbrief

Die Entwicklung einer dezentralen Produktionsplanung und -steuerung ist das Ziel von SMART FACE. Damit sollen die Fertigungsstrukturen an die Anforderungen der Kleinserienfertigung angepasst werden; Montageteile werden über eine netzwerkgestützte Anwendung individuell angefordert, Maschinen verteilen selbstorganisierend ihre Last. Eine zentrale Reihenfolgeplanung wird so überflüssig. Flexibilität, einfache Adaptierung und die bessere Reaktion auf unvorhergesehene Änderungen im Ablauf sind die Vorteile.

Herausforderung

Moderne Fertigungslinien sind geprägt durch hohe Stückzahlen und größtmögliche Effizienz. Produktivität steht im Fokus der Großserienproduktion. Diese starren, unflexiblen und zentral gesteuerten Abläufe garantieren zwar eine wirtschaftliche, nicht aber eine individualisierbare Produktion. Kundenindividuelle Produkte werden aber in vielen Branchen immer wichtiger. Konfiguratoren, z. B. für PKWs oder Möbel, geben Kunden die Möglichkeit, Design und Ausführung individuell zu gestalten. Der Trend geht zur Kleinstserienfertigung. Die Berücksichtigung individueller Wünsche bei der Fertigung von Produkten mit geringer Stückzahl ist jedoch bedingt durch lange Umrüstzeiten aufwendig und zeitintensiv.

Ziel

Damit auch die Produktion von Kleinstserien hochflexibel und wirtschaftlich wird, entwickelt das Projekt SMART FACE neue Ansätze für eine hochflexible Fertigungsplanung und -steuerung. Einzelne Fertigungsstufen werden bedarfsgerecht und stets zum richtigen Zeitpunkt mit Bauteilen und Materialien versorgt. Das schont Ressourcen und vermeidet Leerlauf.

Technologien

Kern des neuen Ansatzes ist ein dezentral gesteuertes Produktionssystem, in dem sich Materialien und Fertigungsteile eigenständig ihren Weg von Maschine zu Maschine bahnen. Das setzt einen kontinuierlichen Datenaustausch der smarten Objekte und eine flexible Steuerung voraus. Möglich wird das durch intelligente vernetzte Sensoren, die die Umgebung erfassen und miteinander, aber auch mit ihrem Umfeld kommunizieren. So können unter anderem Lieferantenbeziehungen (Wann muss was nachgeliefert werden?) direkt über einen kontinuierlichen Datenaustausch organisiert werden. Die Kontrolle über den Informationsaustausch und die Entscheidungen bezüglich der Logistik-Abläufe übernehmen sogenannte Agenten, die mit entsprechenden Softwaremodulen ausgestattet sind. Diese Form der verteilten künstlichen Intelligenz sorgt dafür, dass die Produktion weitestgehend selbstorganisierend erfolgen kann.

Use Case

Im Projekt SMART FACE werden unterschiedliche grundsätzliche Herausforderungen in Pilotanwendungen der Automobilproduktion untersucht. Kernfragen dabei sind: Wie lassen sich die Informationsflüsse zum Materialfluss parallelisieren? Wie lassen sich (zeitlich und qualitativ) die Reaktionen auf unvorhergesehene Änderungen im Produktionsablauf verbessern? Wie ist die Intelligenz der Objekte und ihrer Sensoren definiert und welche Entscheidungsmuster müssen festgelegt werden? Dies alles sind Herausforderungen, deren Lösungen im konkreten Anwendungsfall erprobt werden und auch auf andere Branchen übertragen werden sollen. Ausgehend von den Schwachstellen der heutigen Produktionsverfahren, die im Grunde keine wirtschaftliche Kleinstserienfertigung zulassen, werden neue Planungsalgorithmen entwickelt, die in ein Betriebskonzept einfließen. Zudem werden Softwarekomponenten entworfen, die den Standards der Automobilindustrie genügen. Das dezentrale Materialflusssystem wird mit einem Demonstrator simuliert und unter Praxisbedingungen validiert.

 

Konsortialpartner: LinogistiX GmbH (Konsortialführer), Continental Automotive GmbH, Continental Teves AG & Co. OHG, F/L/S Fuzzy Logik Systeme GmbH, Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V., Lanfer Automation GmbH & Co. KG, TU Dortmund, SICK AG, VOLKSWAGEN AG

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