Komplexe Aufgabenstellungen in der Montage Planungsunterstützung bei komplexen Aufgabenstellungen in der Montage – ein Industrie 4.0 Projekt Prof. Dr.-Ing. Rainer Müller Dipl.-Ing. Christoph Speicher Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.Ing. Leenhard Hörauf 6. Montage-Tagung 2014 Saarbrücken, 02. April 2014 © ZeMA gGmbH Seite 1 Agenda 1 ZeMA – Wissenschaftliche Ausrichtung und Aktivitäten 2 Aktivitäten des ZeMA im Vorfeld zu Industrie 4.0 3 Planungsunterstützung – ein Industrie 4.0 Projekt © ZeMA gGmbH Seite 2 Wissenschaftliche Ausrichtung der ZeMA gGmbH Unsere Forschungsbereiche Anwendungsbereiche Sensorik und Aktorik Fertigungsverfahren und -automatisierung Hydraulik Pneumatik Elektronik Automobil Luftfahrt Windkraft © ZeMA gGmbH Seite 3 Montageverfahren und -automatisierung Forschungsschwerpunkte des Bereichs Montageverfahren und -automatisierung Montagesystemtechnik und Anlagenplanung 80 x 50 x 3x Qualifikation: 3x Systemzustand Prüfen Nacharbeit Verpacken Platine Platine Oberschale Prüfen Nacharbeit Verpacken Qualifikation: 1x Qualifikation: Unterschale 100 x Mitarbeiter Inbetriebnahmeprozesse in der Montage Schrauben Aufträge Roboter und Handhabungstechnologien Schrauben Festlegung der Perlenkette Unterschale KUKA LBR iiwa Bildquelle: KUKA Platine Platine Oberschale Montageablauf- und Robotereinsatzplanung Montagegerechte Produktgestaltung Montageprozessplanung Prozessanalyse und -optimierung Modularisierung von Montagesystemen Auslegung von Montageprozessen Steuerung und Bahnplanung Toleranzmanagement in der Rekonfigurierbare Robotersysteme Prozessplanungsphase Auslegung von Justageprozessen Fehleranalyse und -kompensation, Prozessrückführung Kooperierende Roboter Mensch-Roboter-Kooperation Automotive Production Research Anwendungsorientierte Forschung und industrienahe Entwicklung im Bereich der Fahrzeugproduktion. © ZeMA gGmbH Seite 4 Projektaktivitäten Montageverfahren und -automatisierung AutoIBN IProGro RePlaMo © ZeMA gGmbH Seite 5 Agenda 1 ZeMA – Wissenschaftliche Ausrichtung und Aktivitäten 2 Aktivitäten des ZeMA im Vorfeld zu Industrie 4.0 3 Planungsunterstützung – ein Industrie 4.0 Projekt © ZeMA gGmbH Seite 6 Wandlungsfähige Montagesysteme für unterschiedliche Produktdimensionen existieren in ersten Ausführungen Strukturelemente modularer Montageanlagen sind in allen Anwendungsbereichen prinzipbedingt vergleichbar, z.B. Großbauteile für die Flugzeugmontage Module im Fahrzeugbau Elektronikkomponenten Stückzahl © ZeMA gGmbH Seite 7 Anzahl Prozessschritte Modularität und Skalierbarkeit ermöglicht Flexibilität. Zusätzliche Rekonfigurierbarkeit ermöglicht Wandlungsfähigkeit. Aber wie setzen wir diese ein und um? (I) Full size CKD SKD Änderungen im Produkt mehr/weniger Takte Änderungen in der Technologie Anpassung Prozesstechnik Änderungen in der Stückzahl Anpassung der Taktzeit Quelle: Dürr, Daimler © ZeMA gGmbH Seite 8 Modularität und Skalierbarkeit ermöglicht Flexibilität. Zusätzliche Rekonfigurierbarkeit ermöglicht Wandlungsfähigkeit. Aber wie setzen wir diese ein und um? (II) Koordinator Modul 1 Modul 2 Mechanik Modul 3 ElektronikMechanik Modul n Mechanik mechatronischer Modulbaukasten Zukunft Mit einem frei konfigurierbaren Montage- system könnten unterschiedliche Bauteile (Größe und Form) montiert werden. SoftwareElektronik Mechanik SoftwareElektronik SoftwareElektronik Software Insbesondere die Aufnahmeschnittstelle (Greifpunkte) zum Bauteil sowie der Arbeitsraum müssen leicht anpassbar sein. Modulare Erweiterbarkeit der Steuerung ermöglicht Rekonfigurierbarkeit Verwendung gleicher Steuerungsstrukturen horizontale Montage ermöglicht Plug & Produce Prozessübergreifende Lösungskonzepte wie horizontale vertikale Montage sind darstellbar vertikale Montage (z.B. Tragflächen) Beispiel: Sektionsmontage Flügelmontage Quelle: RePlaMo © ZeMA gGmbH Seite 9 Wandlungsfähige Betriebsmittel können als ein Konstrukt mechatronischer Module verstanden werden mechatronisches Modul mechanische Struktur Modularisierung durch Montageverantwortlichkeiten mechatronisches Modul 1 techn. Ausprägung z.B. mechatronisches Modul Mechanik Elektronik Software Koordinator Schnittstellen Elektrik/ Elektronik modulares mechatronisches System Methoden mechatronisches Modul 2 Mechanik Elektronik Software Mensch / Mitarbeiter n Aktorische Software Sensorische Verantwortlichkeiten Es entstehen funktionale Objekte, die nicht nur technische Systeme sondern bis in die Endstufe weitergedacht auch den Menschen umfassen. © ZeMA gGmbH Seite 10 Kognitive Fähigkeiten Agenda 1 ZeMA – Wissenschaftliche Ausrichtung und Aktivitäten 2 Aktivitäten des ZeMA im Vorfeld zu Industrie 4.0 3 Planungsunterstützung – ein Industrie 4.0 Projekt © ZeMA gGmbH Seite 11 4. Industrielle Revolution auf Basis von cyber-physischen Systemen Industrie 4.0 3. Industrielle Revolution durch Einsatz von Elektronik und IT zur weiteren Automatisierung der Produktion Industrie 3.0 2. Industrielle Revolution durch Einführung arbeitsteiliger Massenproduktion mit Hilfe von elektrischer Energie Industrie 2.0 1. Industrielle Revolution durch Einführung mechanischer Produktionsanlagen mit Hilfe von Wasser- und Dampfkraft Ende des 18. Jh. Anfang des 20. Jh. Grad der Komplexität Durch die Entwicklungen, Techniken und Technologien der letzten Jahre ergeben sich neue Möglichkeiten für Montagesysteme Industrie 1.0 Beginn 70er Jahre im 20. Jh. heute Zeit Deutschland muss die Potentiale der nächsten industriellen R/Evolution erschließen, um weiterhin wettbewerbsfähig zu produzieren und Leitanbieter von intelligenten Produktionstechniken zu bleiben. Quelle: DFKI; Bildquellen: Deutsches-Museum, spiegel, produktion, DFKI © ZeMA gGmbH Seite 12 Ende 18. Jh.: Die 1. Industrielle Revolution läutet den Beginn des Maschinenzeitalters ein Handarbeit Mechanische Energieerzeugung Mechanisierung der Handarbeit Mechanische Energieerzeugung zur Unterstützung der Handarbeit und zum Antrieb von Maschinen. Bildquelle: wuestewaltersdorf Manueller Webstuhl Bildquelle: Wikipedia Mechanisierter Webstuhl Bildquelle: Deutsches Museum Dampfmaschine Die mechanische Energieerzeugung und die Mechanisierung der Handarbeit bilden die Grundlage für die mechanische Produktion und Fabriken sowie für weitere Entwicklungen. © ZeMA gGmbH Seite 13 Anfang 20. Jh.: Auf die 1. Industrielle Revolution folgt eine 2. Industrielle Revolution Elektrizität und Energieübertragung, Taylorismus Neue Formen der Arbeitsorganisation Stromerzeugung und Stromübertragung Arbeitswissenschaft und -organisation Bildquelle: planet-wissen Schlachthöfe in Chicago Maschinen Bildquelle: Wikipedia Mechanisierter Webstuhl Bildquelle: wikipedia Drehstromgenerator in Lauffen Bildquelle: zeit Bildquelle: wikipedia Fließbandarbeit: Ford Die Verfügbarkeit von Elektrizität ermöglicht die Bildung von Ballungszentren und die Einführung neuer Produktionsanlagen. In Kombination mit dem Prinzip der Arbeitsteilung werden die Fließbandarbeit und damit neue Dimensionen der Massenproduktion möglich. © ZeMA gGmbH Seite 14 Mitte 20. Jh.: Die Automation eröffnet vollständig neue Einsatzgebiete von Maschinen in der Produktion Fließbandarbeit Entwicklung der Automation Taktstraßen starre Automaten, Pick & Place Einheiten, Roboter fest verdrahtete logische Maschinen, SPS Bildquelle: zeit Bildquelle: images.hemmings Fließbandarbeit: Ford Karosseriebau: 1960er / 1970er Bildquelle: robothalloffame Bildquelle: Lotter Der Einsatz der starren Automation befähigt neue Produktionsanlagen und ermöglicht eine weitere Steigerung der Produktivität. Durch weitere Innovationen (einfache Steuerungen, Roboter, …) werden neue Produktionsbereiche für den Einsatz von Maschinen erschlossen. © ZeMA gGmbH Seite 15 Gegen Ende des 20. Jh. entwickelt sich die Informationstechnologie immer rasanter, wodurch sich wieder ungeahnte Innovationen in der Produktion ergeben. Taktstraßen Informationstechnologie IT in der Produktion Computer Internet Automatisierung Bildquelle: blog.audi Karosseriebau: heute Bildquelle: images.hemmings Karosseriebau: 1960er / 1970er Bildquelle: sps-magazin Internet Bildquelle: wikipedia IT im Unternehmen Die Informationstechnologie und deren Weiterentwicklung (s. Mooresches Gesetz) bilden die Grundlage der digitalen Revolution. Dies ermöglicht den Einsatz von IT in der Produktion und eröffnet neue Möglichkeiten der Kommunikation und des Datenaustausches (Internet). © ZeMA gGmbH Seite 16 Industrie 4.0 und der Einsatz von cyber-physischen Systemen werden die Produktion zukünftig verändern. Industrie 4.0 und cyber-physische Systeme Cyber-physische Module Eingebettetes Modul – in sich abgeschlossen – speziell für eine Aufgabe ausgelegt – Interaktion mit der physikalischen Umwelt mittels Sensoren und Aktoren Vernetzung / Internet – lokale und globale Netze, – welche aus vielen Rechnern / Teilnehmern bestehen und – einen Datenaustausch ermöglichen © ZeMA gGmbH Cyber-physisches System „Die Synergie und zunehmende Integration zweier zentraler Innovationsfelder, eingebettete Systeme und globale Netze (Internet), führt zu cyber-physischen Systemen“ Quelle: Broy – Cyber-Physical Systems Kombination von vorhandenen Technologien wie zum Beispiel: - Industrieroboter mit Netzanbindung - SafetyEye mit Umgebungsmodell - Projektionssystem mit Produktmodell - Gestengesteuerte fahrerlose Transportsysteme Seite 17 Unser Verständnis von cyber-physischen Komponenten in der Montage Cyber-physischer Montagearbeitsplatz Produktvarianten Sensoren Sensoren – Erfassen Daten – Nehmen Informationen auf – Beispiele: SafetyEye, Scanner, Kamera, Mensch Aktoren – Wirken auf physikalische Vorgänge ein – Stellen Informationen bereit – Beispiele: Roboter, intelligente dezentrale Antriebe, autonome Transportsysteme Digitales Netzwerk – Vernetzung der Stationen untereinander und innerhalb der Stationen – Produktionsbereiche und Standort übergreifende Vernetzung Daten Aktoren In Anlehnung an: Broy Cyber-Physical Systems, Bildquelle: pr-x, Bosch © ZeMA gGmbH Daten und Dienste – Verarbeitung und Optimierung der Daten Seite 18 Die Digitale Fabrik – ein Überblick Stücklisten Prototyp Digital Mockup Projektmanagement Entwurf Externe u. Interne Logistik Montage- u. Fertigungsprozessplanung Anforderungen des Marktes Von der Idee Die Digitale Fabrik Planung der Fertigungsanlagen & bis zum Produktlebensende Service und Instandhaltung Verkauf und Auftragserfassung Montage u. Inbetriebnahme der Fertigungsanlagen Vertrieb und Externe Logistik Serienproduktion Quelle: Uni Siegen © ZeMA gGmbH Seite 19 Anlaufmanagement Trotz des richtigen Grundgedankens scheiterte CIM an der zu hohen Komplexität Computer Integrated Manufacturing (CIM) scheiterte an dem Versuch, alle Fertigungsprozesse auf automatisierten Maschinen auszuführen und von einer zentralen Fertigungssteuerung leiten zu lassen. Zu hohe Erwartungen, zu wenig Flexibilität, zu hohe Komplexität, so das Fazit. Quelle: IndustrieHansa „Trotz der damaligen Euphorie und dem zweifellos richtigen Integrationsgedanken ist die CIM-Vision gescheitert. Der Grund hierfür liegt weniger in der Richtigkeit der Idee als in der zu hohen Komplexität der Thematik, die zur damaligen Zeit unterschätzt wurde.“ Quelle: Ergebnisse einer Experten-Studie in der Automobilindustrie Abramovici, M.; Schulte S. Die Grundidee und die Werkzeuge werden im Kontext von Industrie 4.0 wieder aufgegriffen, vereinfacht, weiterentwickelt und angewandt. © ZeMA gGmbH Seite 20 SmartF-IT - Cyber-physische IT-Systeme zur Komplexitätsbeherrschung einer neuen Generation multiadaptiver Fabriken BMBF-Verbundprojekt IT-Systeme zur Komplexitätsbeherrschung Projektkonsortium: – DFKI – Bosch Rexroth – Robert Bosch – Fortiss – Miele / Imperial – PLATOS – TU Darmstadt (DiK) – TU Darmstadt (IAD) – BMW – ZeMA SmartF-IT ist ein Projektkonsortium, dass sich den heutigen Problemstellungen der Montage unter Nutzung neuer smarter Technologien und Methoden widmet. © ZeMA gGmbH Seite 21 Kürzere Produktlebenszyklen und kundenindividuelle Produkte erhöhen die Komplexität bei Planung und Betrieb von Montagesystemen Rahmenbedingungen Montageplanung Zeiten, Stückzahlen, Produktvarianten, Mitarbeiterflexibilität, Prozesse, Betriebsmittel, … Beachtung in der Montageplanung Unterstützung bei der Komplexitätsbeherrschung Cyber-physische Montagesysteme Durchgängiger Informationsfluss Modell Kopplung durch Sensoren und Aktoren Ziel: Betriebsoptimum © ZeMA gGmbH Seite 22 Realität Wir konzentrieren uns auf die unterschiedlichen Industrieszenarien, die die Grundlage und den Praxisbezug für die Forschungsaktivitäten bilden. Montage von Motoren Montage von Dampfgarern Miele BMW Montage von Ventilen Bosch Rexroth Kernziele Flexibler Mitarbeitereinsatz, Produktionsprogrammplanung © ZeMA gGmbH Änderungsmanagement – Verifizierung von Produktänderungen Seite 23 Technische und organisatorische Beherrschung von Multivariantenlinien Aufbau eines Referenzmodells Weiterentwicklung von Planungs- methoden und Unterstützungsfeatures Ziel Softwareunterstützte Methoden zur Planung und Betrieb von flexiblen und rekonfigurierbaren Montagesystemen Abbildung des Systems und seines Zustands mit einem virtuellen Modell sowie periodische Rückkopplung mit der Realität © ZeMA gGmbH Prozessmapping Verbaureihenfolgen, Systemkomponenten Produkt Zuführmodul Transportmodul Seite 24 Modell Basismodul Prozessmodul Realität Bildquellen: Bosch Vorgehen Analyse von Produkt und Produktanalyse Vorhandene Montagesysteme Montagelinie Expertenwissen von Planern Anlagenkomponenten Verbaureihenfolge, Vorranggraph Softwareunterstützte Methoden Ausgangsbasis Referenzmodell zur Komplexitätsbeherrschung und Unterstützung der Planung und der Betriebsoptimierung des Montagesystems Dazu werden digitale Planungswerkzeuge und cyber-physische Komponenten genutzt Digitale Planungstools Montagesystemplanung Montageablaufplanung Produkt Prozess Modelle Betriebsmittel Unterstützung, Informationen Realität - Montagesystem Aktoren Mensch Entscheidung, Umsetzung Sensoren Daten, Informationen © ZeMA gGmbH Optimierungsziele Parameteranpassung Spezifische Informationen Daten, Informationen Seite 25 Einflüsse, Störungen, Restriktionen Vorgaben, Rahmenbedingungen Kurbelgehäuse Pleuel & Kolben Kurbelwelle Ausgleichswelle Analyse und Identifikation der notwendigen Prozesse Motor Produkt Mit den Planungswerkzeugen erfolgt die Abbildung von Produkten, Prozessen und Betriebsmitteln in Modellen Betriebsmittel Informationen zur Durchführung von Planungstätigkeiten Verwendung der minimalen Informationen zur Modellbildung Bildquellen: motor-talk.de, wikipedia.de, krafthand.de © ZeMA gGmbH Seite 26 Restriktionen werden festgelegt und in Planungswerkzeugen hinterlegt, damit diese für die Planung verfügbar sind Restriktionen Verbaureihenfolge Bauteilgewicht Vorzugslage Verbaureihenfolge Vorzugslage Bauteilgewicht … … … Vorranggraph © ZeMA gGmbH Seite 27 Restriktionen und Verknüpfungen in den Planungswerkzeugen unterstützen bei der Montageplanung durch gezielte Hinweise Unterstützung beim Line Balancing Aufzeigen von Restriktionsverletzungen durch Planungswerkzeuge Vorzugslagen bei der Bauteilmontage beachten Anpassung durch Planer Zu handhabendes Gewicht beachten Handlinggerät erforderlich Verbaureihenfolge beachten und Prozesse neu zuordnen © ZeMA gGmbH Seite 28 Die Beschreibung von Produktanforderungen und Betriebsmittelfähigkeiten unterstützt bei der Planung Produkt Abgleich Prozess / Betriebsmittel Fähigkeit Verschrauben Verschrauben Merkmal Drehmoment Drehmoment Merkmal Drehwinkel Drehwinkel Merkmal Schraubenkopf Aufsatz Rev. Schraubenkopf Wechselaufsatz Produkt Abgleich Betriebsmittel Produktänderung Änderungsmanagement – Abgleich von Produkt und Betriebsmittel zur Verifizierung von erforderlichen Änderungen Produktanmeldung und Parameterübertragung – Parameter zur Montage des Produktes werden im „Produktgedächtnis“ gespeichert und für die Montage an den Stationen an das Betriebsmittel übertragen Bildquellen: wikipedia.de, Handbuch Verbrennungsmotor, mercedes-benz-passion.com © ZeMA gGmbH Seite 29 Ein weiteres Unterstützungswerkzeug ist die Simulation und damit die Möglichkeit der Optimierung geplanter Montagesysteme Problemstellung Mitarbeitereinteilung unter Beachtung bestehender Randbedingungen, bspw. Produktionsprogramm, Mitarbeitererfahrung, um eine möglichst hohe Produktivität zu erreichen. Parameter & Modellbildung Anfänger Profi Varianten, Produktionsprogramm Produktvariante 1 Produktvariante 2 Linien Montagelinie 1 Montagelinie 2 Bearbeitungs-/ EinteilungsDurchlaufzeit möglichkeiten Verfügbare Mitarbeiter Simulation & Optimierung 1 . . n Seite 30 Zeit Montagelinie 2 Zeit …. Alternative 2 1 © ZeMA gGmbH Montagelinie 1 2 … n Einplanungsalternativen Die Simulation mit vorgegebenen Startbedingungen ermöglicht die wiederholte Analyse der geplanten und modellierten Montagelinie Vorgaben, Startbedingungen Simulation Linie 1 Linie 2 Ergebnis Simulation der beiden Linien unter Gibt es eine alternative Einteilung der Mitarbeiter, die eine höhere Produktivität zur Folge hat? © ZeMA gGmbH Beachtung der Vorgaben und Bewertung des Ergebnisses. Seite 31 Unter Verwendung von genetischen Algorithmen oder Experimenten erfolgt eine optimierte Verteilung der Mitarbeiter auf die Linien Probleminterpretation Beobachtung und Bewertung GA Durchführung der Optimierung mittels genetischer Neue Verteilung der Mitarbeiter und Ergebnis Algorithmen führt zu einer optimierten Mitarbeitereinteilung Durchlaufzeit der beiden Produkte liegt dann bei – Produkt 1: 4:06min (4:06min vorher) – Produkt 2: 4:06min (10:04min vorher) © ZeMA gGmbH Seite 32 Eine Idee der Demonstratoranlage besteht darin, eine variantenreiche cyber-physische Komponente zu montieren Assembly Technology Cyber Physical Node ATC Modul (ATC Modul) – Dezentraler Steuerungsknoten – Kompakte Bauform mit modularem Aufbau Produktfeatures: – PowerPC Prozessor und SDRAM – Ethernet-Ports – Digitale I/O – WLAN und RFID Transponder Cyber Physical Node Cyber Physical Node Cyber Physical Network Bildquellen: Bosch Rexroth © ZeMA gGmbH Cyber Physical Node Produktvarianten durch modularen Aufbau: – Gehäuse mit M12-Rundsteckverbinder oder Kabelanschluss – Kommunikationsmodul: HF oder UHF mit integrierter oder externer Antenne – Steuerungsmodul: Variation der Anzahl I/O-Anschlüsse Verwendung des ATC-Moduls zur Umsetzung autonomer Stationen und Aufbau eines cyber-physischen Netzwerks. Seite 33 Die Demonstratoranlage besteht aus manuellen und automatisierten Stationen, an denen das ATC-Modul montiert wird … Schrauben Nacharbeit Platine Produkt Verpacken Oberschale Entwurf des geplanten Demonstrators Prüfen Platine Unterschale Abbildung der industriellen Szenarien Multi-Varianten Montagelinie Stationsmodule: Automatik Manuell Modularer, wandelbarer Linienaufbau Umsetzung autonomer Stationen Transport Bildquellen: Bosch Rexroth © ZeMA gGmbH Seite 34 … das ATC-Modul wird auch zur Realisierung einer dezentralen Steuerung der einzelnen Stationen eingesetzt Ergonomie Oberschale Platine Unterschale Platine Störungsmanagement ATC Netzwerk Monitoring Cockpit Planung und Monitoring Verpacken Werkerassistenzsysteme Schrauben Anlagenstörungen Assistenzsysteme für die Planung und Betrieb der Anlage © ZeMA gGmbH Prüfen Mitarbeiterunterweisung bei Überwachung des Anlagenzustandes Nacharbeit Seite 35 Übertragung der Lösungen der Demonstratorumgebung auf die ausgewählten realen Problemstellungen der Industrie Verpacken Aufträge 100 x Unterschale 80 x 50 x Platine Oberschale Prüfen Nacharbeit Verpacken Mitarbeiter Systemzustand 3x Qualifikation: 3x Qualifikation: 1x Qualifikation: Prüfen Nacharbeit Verpacken Platine Platine Oberschale Festlegung der Perlenkette Prüfen Nacharbeit Verpacken Änderungsmanagement Platine Platine Bildquelle: KUKA Platine Oberschale Produkt © ZeMA gGmbH KUKA LBR iiwa Unterschale Unterschale Schrauben Schrauben Platine Temporäre Automatisierung Produktsequenzierung Schrauben Nacharbeit Schrauben Prüfen Neuplanung und Rekonfiguration Unterschale Mitarbeitereinplanung Abgleich Prozess / Betriebsmittel Fähigkeit Verschrauben Verschrauben Merkmal Drehmoment Drehmoment Merkmal Drehwinkel Drehwinkel Merkmal Schraubenkopf Aufsatz Rev. Schraubenkopf Wechselaufsatz Seite 36 Platine Oberschale Unser Beitrag zu Industrie 4.0: Entwicklung und Übertragung innovativer Lösungen für Montagesysteme in die Industrie Bildquellen: VDI, Bosch Rexroth © ZeMA gGmbH Seite 37 Komplexe Aufgabenstellungen in der Montage Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Prof. Dr.-Ing. Rainer Müller ZeMA - Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik gemeinnützige GmbH Gewerbepark Eschberger Weg, Geb. 9 D-66121 Saarbrücken Tel +49 (0) 6 81 - 85 787 - 15 Mail [email protected] © ZeMA gGmbH Seite 38 Backup © ZeMA gGmbH Seite 39 Forschungsprojekt AutoIBN Automatische Inbetriebnahme von Kraftfahrzeugen Effiziente Montage- und innovative Inbetriebnahmeprozesse in der Produktion moderner Fahrzeuge: Inline-Justage Inspektionssysteme virtuelles AnlagenEngineering energieeffiziente Produktionsanlagen Produktionstakt einer automobilen Endmontage als Demonstratorumgebung des Projektes © ZeMA gGmbH Seite 40 Montagetechnologie und -prozessentwicklung sowie durchgängiges Anlagen-Engineering in AutoIBN Montagetechnologie und -prozessentwicklung Mensch-Roboter-Kooperation In-Line Justage Technologie In-Line Inspektionssystem Anlagenengineering Siemens Software © ZeMA gGmbH Komponenten entwickeln / einbinden Prozesssimulation Seite 41 Virtuelle Inbetriebnahme Inbetriebnahme Forschungsprojekt Innovative Produktionstechnologien für Großbauteile (IProGro) Adaptive Greiftechnologien Oberflächenvorbereitung Inspektionssystem Montageassistenz Bauteilspezifische Identifizierung und Robotergestützte Mensch-Roboter- Greifpunkte Basierend auf SMATechnologie Energieeffizientes Greifsystem Sicheres Greifen durch Redundanz und sensitive Materialeigenschaft Qualitätssicherung von Objekten durch Thermografie Lagebestimmung von Objekten und Dokumentation der erfolgten Tätigkeiten Plasmavorbereitung Verbesserung der Adhäsionswirkung Prozessplanung beim Verkleben von Faserverbundbauteilen Kooperation Neuartige Bahnplanung für Leichtbauroboter Visuelle Assistenz durch Projektion Assistenzumfang ist individuell anpassbar © ZeMA gGmbH Seite 42 Industrie 4.0 im IProGro-Projekt Produkt Das System erhält via RFID: – Mitarbeitercharakteristika – Werkstück-Geometriedaten – Werkstückeigenschaften Intelligente Positionierung mittels Laserprojektion und Kamerasystem © ZeMA gGmbH Prozess Intelligente Aufgabenplanung auf der Basis von Systemfähigkeiten (Prozess Mensch) Flexibler Robotereinsatz durch aufgabenunabhängiges Roboterprogramm und optische Bahnvorgabe Seite 43 Betriebsmittel Modularer Betriebsmitteleinsatz durch dezentrale Steuerungsarchitektur und einheitliche Schnittstellen Variantenunabhängige Bauteilaufnahme durch adaptive Formgedächtnis-Greifer Es wird ein durchgängiges System geschaffen, wodurch zukünftig die Effektivität und Qualität der Ergebnisse in der Planung erhöht werden Vorgaben, Rahmenbedingungen Digitale Planungstools Modelle Unterstützung, Informationen Prozess Betriebsmittel Mensch Aktoren Realität - Montagesystem Entscheidung, Umsetzung Daten, Informationen © ZeMA gGmbH Optimierungsziele Parameteranpassung Spezifische Informationen Seite 44 Sensoren Daten, Informationen Einflüsse, Störungen, Restriktionen Produkt Agenda 1 ZeMA – Wissenschaftliche Ausrichtung und Aktivitäten 2 Aktivitäten des ZeMA im Vorfeld zu Industrie 4.0 3 Planungsunterstützung – ein Industrie 4.0 Projekt © ZeMA gGmbH Seite 45
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