COVERTHEMA
Prozessen sei dies aber kaum möglich.
Umsetzbar würden die kommenden
Anforderungen nur mit neuartigen Produktionssystemen,
sogenannten Cyber-
Physical Production Systems (CPPS), die
mittels Cyber-Physischer Systeme (CPS)
gesteuert werden. Diese verfügen über
unterschiedliche Sensoren zur Wahrnehmung
ihrer Umwelt und über Aktoren,
mit denen sich Produkte, Maschinen
und Anlagen selbst optimieren und
an sich ändernde Aufträge und Betriebsbedingungen
anpassen.
Auftragssteuerung über alle Ebenen
hinweg
Mit diesem Anwendungsfeld werde für
die subtraktiven (CNC spanend) sowie
additiven Technologien (Auftragsschweißen
und FDM 3D-Druck) aufgezeigt, wie
die komplette Auftragssteuerung softwaretechnisch
über alle Ebenen hinweg
implementiert wird. Änderungen im
Auftrag würden dabei zu (Re-)Kon guration
/ Adaption der Fertigungseinrichtungen
führen. Um diese Vision zu
verwirklichen, würden mehrere Entwicklungsziele
angestrebt, etwa die
Schaffung von Cyber-Physical Production
Systems (CPPS) durch den Einsatz
26 NEW BUSINESS | DEZEMBER 2018/JÄNNER 2019
von CPS, die vollständige Virtualisierung
der Fertigung, die Simulation des Fertigungsprozesses,
die virtuelle Inbetriebnahme,
Entwicklung von Self-X-Funktionalitäten
für Fertigungszellen, durchgängige
einheitliche Vernetzung von der
Sensorebene bis zur MES Ebene, die
Entwicklung einer exiblen Steuerungsarchitektur
zur Orchestrierung von Fertigungszellen
sowie den Einsatz von
„Smart Assets“ in der Fertigung.
In zukünftigen Arbeitssystemen werde
außerdem die Gestaltung der Zusammenarbeit
zwischen Menschen und
Maschinen zunehmende Bedeutung und
Komplexität erlangen. Dies resultiere
aus der Tatsache, dass Maschinen in
zunehmendem Maße mit Intelligenz –
also der Fähigkeit, ihre Umgebung (auch
den Menschen) wahrzunehmen, zu lernen
und Entscheidungen zu treffen –
ausgestattet seien. Maschinen und ihre
verschiedenen Ausprägungen, etwa
Roboter, würden somit aktiver Bestandteil
des Arbeitssystems. Die Beziehung
zwischen Mensch und Maschine werde
von einer unidirektionalen Beziehung,
wo der Mensch als „Maschinenbediener
und -führer“ agiere, um eine bidirektionale
Beziehung ergänzt, wo die Maschine
zumindest in Teilbereichen mit
dem Menschen kommuniziere, den
Menschen führe und aktiv unterstütze.
Zusammenarbeit zwischen Mensch
und Maschine
Montagesysteme seien im Produktionssystem
besonders durch einen hohen
Anteil an menschlicher Arbeit geprägt.
Die effektive und ef ziente Gestaltung
Zusammenarbeit zwischen Mensch und
Maschine sei laut den beteiligten Forschern
eine besondere Herausforderung
und Chance. Die Vernetzung von Mensch
und Maschine mit anderen Betriebsmitteln
und Systemen ermögliche die konsequente
Nutzung von Daten zur Optimierung
des Gesamtsystems Montage
in Hinblick auf Flexibilität, Qualität,
Sicherheit und Kosten. Die enge Zusammenarbeit
zwischen Maschinen und
Menschen stelle aber Herausforderungen
an die Planung und Gestaltung derartiger
Arbeitssysteme.
Das Montagesystem wurde daher als
Cyber-Physisches System konzipiert. Die
Montage des variantenreichen Produkts
mit Losgröße 1 erfolge entlang mehrerer
verbundener Montagestationen innerhalb
einer Montagelinie. Die Montagestation
wurde nach ergonomischen und insbesondere
nach alters- und alternsgerechten
Erfordernissen konzipiert. Dadurch würden
leistungsmindernde und gesundheitsschädliche
Ein üsse auf den Menschen auf
ein Mindestmaß reduziert. Der Monteur
werde bei der Bewältigung komplexer
Arbeitsinhalte durch visuelle und adaptive
Werkerführungs- und -assistenzsysteme
durchgehend unterstützt.
In Hinblick auf die aus der Arbeitsaufgabe
hervorgehenden physischen, kognitiven
und psychischen Beanspruchungen
unterstütze zudem ein kollaborationsfähiger
Mensch-Roboter den Menschen.
Über dieses sensitive und kollaborative
Roboterassistenzsystem erfolge
eine kontextabhängige und situative
Unterstützung der Mitarbeiter. Hierdurch
werde eine ergonomische, alternsgerechte
und produktive Arbeitsausführung
gewährleistet. TM
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Fotos: dieindustrie.at/Mathias Kniepeiss, Matthias Heisler | goemb.at, Juan Pablo