Verschiedene Großkonzerne und Softwareunternehmen verdeutlichen bereits seit einiger Zeit mit den fertig aufgebauten Fabrikmodellen von fischertechnik ihre Projekte hinsichtlich Industrie 4.0. Zentrales Element von Industrie 4.0 ist es, die gesamte Produktion in Echtzeit abzubilden – mit dem sogenannten „Digitalen Schatten der Produktion“. Dazu werden die Daten aller Maschinen, Maschinenkomponenten, Rohmaterial, Bauteile oder Werkstückträger erhoben und an ein Big-Data-fähiges IT-System übermittelt. Dort werden sie ausgewertet und weiterverarbeitet. Solche digitalen und zunehmend selbstlernenden Werkzeuge wurden jetzt am Fraunhofer IPA entwickelt. Um deren Funktionsweise besser darstellen zu können und erlebbar zu machen, greifen die Forscher auf die bewährten Fabrikmodelle des Konstruktions-baukastenherstellers zurück.

Selbstlernendes Analyse- und Optimierungstool
Das Tool „Smarte Systemoptimierung“, das IPA-Gruppenleiter Felix Müller und sein Team entwickelt haben, ist bereits erfolgreich im Einsatz. Es leistet überall dort wertvolle Dienste, wo Fertigungs- und Montagesysteme eine Vielzahl einzelner Prozesse umfassen bzw. so schnell arbeiten, dass ein Mensch mit bloßem Auge unmöglich Fehlerursachen erkennen kann. Bei der „Smarten Systemoptimierung“ erfolgen Datenerfassung und -auswertung deshalb vollständig automatisiert. Schlüsseltechnologien sind eine Kombination aus mehreren lernenden Algorithmen, die speziell zur Analyse von schnell taktenden Stückgüter-Produktionslinien entwickelt wurden. Bei der SCHOTT Schweiz AG beispielsweise hat die „Smarte Systemoptimierung“ die Gesamtanlageneffektivität einer komplexen, vollautomatisierten Anlage um etwa zehn Prozent gesteigert.

Erweiterung des selbstlernenden Analysewerkzeugs
Ein darauf aufbauendes Algorithmenpaket wurde für das automatisierte Maschinenbenchmarking komplexer Stand-Alone-Anlagen wie beispielsweise Spritzgießmaschinen mit Einlege- und Entnahmehandling entwickelt. Damit lassen sich alle gleichen oder ähnlichen Maschinen eines Unternehmens kontinuierlich rund um die Uhr auf Optimierungspotential analysieren und somit auf das höchstmögliche Niveau bringen. Die Erprobung des vernetzten Maschinenbenchmarks hat bei Freudenberg Sealing Technologies zu einer Zykluszeitreduktion von 6 bis 10 Prozent pro Maschine geführt.

fischertechnik und Fraunhofer IPA auf der Automatica
Beide Optimierungswerkzeuge werden live anhand einer fischertechnik Fabrik auf der Automatica präsentiert. Die Messe wird am 19. Juni in München eröffnet. Das Fraunhofer Institut ist in Halle A4 am Stand mit der Nummer 421 zu finden.

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