Möglichkeiten der Industrie 4.0 voll ausschöpfen

Fraunhofer-Institute forschen über komplett vernetzte Produktionsumgebungen

Forscher aus drei Aachener Fraunhofer-Instituten arbeiten im Fraunhofer-Leistungszentrum „Vernetzte, adaptive Produktion“ an der vollständigen Vernetzung von Maschinen und Sensoren, um alle erfassten Produktionsdaten mit intelligenten Algorithmen in Echtzeit auswerten und Prozesse flexibel anpassen zu können.

Ziel im Leistungszentrum "Vernetzte, adaptive Produktion": die komplett digitalisierte und vernetzte Produktionsumgebung. Foto: Fraunhofer IPT

Eine individuelle Bearbeitung von Bauteilen oder eine Optimierung der Fertigung während des Produktionsprozesses ist heute oftmals gar nicht oder nur sehr eingeschränkt machbar. Genau das aber wollen Forschende aus drei Aachener Fraunhofer-Instituten ermöglichen. Dafür entwickeln sie eine komplett vernetzte Produktionsumgebung, die sich für ganz unterschiedliche Branchen eignet – für die Biomedizin genauso wie den Maschinenbau. Im Leistungszentrum „Vernetzte, adaptive Produktion“ wollen sie die Möglichkeiten der Industrie 4.0 für besonders anspruchsvolle Fertigungsaufgaben voll ausschöpfen. Auf der Hannover Messe stellen sie verschiedene Anwendungsbeispiele vor.

„Mit unserem Ansatz bringen wir die Digitalisierung und Vernetzung in die reale Fertigungsumgebung“, sagt Thomas Bergs, Geschäftsführer des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT in Aachen. „Wir statten die Anlagen mit zahlreichen Sensoren aus, die permanent Messdaten aus den Maschinen an eine zentrale Datenbank senden – und zwar kabellos, über den kommenden Mobilfunkstandard 5G.“ Die gesammelten Daten werden in einer speziell entwickelten Cloud, dem „Virtual Fort Knox“, gespeichert und dort mit eigens dafür konzipierten Algorithmen und Technologie-Apps verarbeitet und analysiert. So lassen sich neue, überraschende Korrelationen erkennen – zum Beispiel Schwingungsmuster, die darauf hindeuten, dass das Werkzeug einer Fräsmaschine verschlissen ist. Werden die Informationen an die Maschinensteuerung zurückgespielt, schließt sich der Kreis: zum Beispiel mit einer Warnung, dass das Werkzeug ausgetauscht werden muss.

Um die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Digitalisierung und Vernetzung von Produktionseinrichtungen zu verdeutlichen, haben die Experten vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT und vom Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME sechs verschiedene Anlagen für Pilotanwendungen aufgebaut – darunter Prozessketten für die Fertigung von Turbinenschaufeln, zur Gewinnung von Medikamenten aus Pflanzen und für die Produktion von Batteriemodulen für Elektroautos.

Auf der Hannover Messe (23. bis 27. April; Halle 2, Stand C22) stellen die Forscher die verschiedenen Konzepte für die vernetzte, adaptive Produktion vor: Zu sehen sein wird unter anderem eine Fräsmaschine, anhand derer Aspekte der Digitalisierung und Vernetzung sowie Sensorik mit 5G-Datenübertragung demonstriert werden.

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