Referenzprojekte

OPC Unified Architecture ist ein offener Kommunikationsstandard für den Datenaustausch in der industriellen Automatisierung. In vielen Forschungsprojekten haben wir bereits erfolgreich OPC UA genutzt, um effizient aus Maschinendaten Mehrwerte zu generieren. In der Industrie werden die Vorteile von OPC UA jedoch häufig noch nicht genutzt. Wir wollen OPC UA in die Praxis bringen und Unternehmen dabei unterstützen, von der Technologie zu profitieren.

Im Projekt »AUDIo - Auditlösung für ML-basierte, datengetriebene Dienstleistungen« wird eine praxisorientierte Lösung zum sicheren Umgang mit produktionsnahen (Maschinen-)Daten in verteilten Wertschöpfungsnetzwerken erarbeitet. Hierbei werden die Daten überprüfbar und manipulationssicher mittels Blockchain-Technologie gespeichert.

Noch fehlt es in vielen Unternehmen der Produktionstechnik an Wissen, wie die aufgrund der zunehmenden Digitalisierung anfallenden zahlreichen Mess- und Maschinendaten richtig ausgewertet werden können. Im Vorhaben »GIgAfLoPs« werden Methoden zum Maschinellen Lernen im Produktionsumfeld für verschiedene Zielgruppen aufbereitet und in anwendungsorientierter Form im Rahmen von Hands-On-Workshops vermittelt.

Zukünftig werden hybride Arbeitsplätze, an denen bioinspirierte Technologien als autonome Systeme und/oder in symbiotischer Zusammenarbeit mit Menschen zum Einsatz kommen, eine immer größere Rolle spielen. Um dies zu ermöglichen, müssen Vorteile der Softrobotik wie Sicherheit und Flexibilität sowie die Möglichkeit, repetitive Aufgaben ermüdungsfrei durchzuführen, in neuen Systemen kombiniert werden. Im Projekt BioiC werden dafür Roboter nach biologischen Vorbildern entwickelt, die für die Produktion essentielle Zielgrößen erreichen und dennoch inhärent sicher sind bzw. Arbeitsaufgaben dank ihrer kognitiven Fähigkeiten autonom anpassen können.

Im Fraunhofer-Leitprojekt »Heterogene, auslastungsoptimierte Roboterteams und Produktionsarchitekturen« (SWAP) wurden seit 2020 technologische Konzepte erforscht und umgesetzt, mit denen die Produktion der Zukunft flexibel gestaltet werden kann. Das Projekt schafft die Grundlagen für eine Fertigung mit modularen Einheiten, die kollaborieren und (teil)autonom produktiv zusammenarbeiten.

Um der derzeit langen Ladezeit von Batteriesystemen entgegenzuwirken, wird ein innovatives Schnellladesystem entwickelt, das anstelle von klassischen Steckkontakten einen Stirnflächenkontakt verwendet. Um Ladeleistungen im Megawattbereich zu ermöglichen, wird eine elektrische Kontaktfläche so funktionalisiert, dass der Übergangswiderstand reduziert und die thermischen sowie die mechanischen Eigenschaften verbessert werden. Am Fraunhofer IWU werden die Kontaktoberflächen nach der simulationsgestützten Auslegung und der Entwicklung und Umsetzung der erforderlichen Fertigungstechnologien experimentell charakterisiert.

Grund für das Auftreten von Rissen während des Scherschneid-Kragenzieh-Prozesses sind stochastische Schwankungen durch Blechdickenunterschiede oder Werkzeugverschleiß. Diese Schwankungen können derzeit kaum oder nur bedingt bei der Prozessauslegung berücksichtigt werden. Das Projekt Data4Collar will durch die Entwicklung übertragbaren Wissens eine robuste Gestaltung der Werkzeugwirkflächen ermöglichen.

Die zunehmende Interaktion von Mensch und Maschine verändert die Anforderungen an Robotiksysteme. Bestehende Systeme sind meist an Produktionsaufgaben orientiert, wo Schnelligkeit, Präzision und Kraft eine primäre Rolle spielen. Damit gehen sie nur unzureichend auf menschliche und zwischenmenschliche Bedürfnisse ein. Etablierte Bedien- und Sicherheitskonzepte sind zudem schwer auf menschennahe Aufgaben außerhalb der Produktionsumgebung übertragbar. Zielstellung des ZIM-Netzwerks ist die Demokratisierung der Robotik durch die Entwicklung sicherer und flexibler Robotertechnologien mit hohem Akzeptanzpotential und ausreichender Performanz, die wirtschaftlich sind. Dies soll u.a. durch die Entwicklung von funktionalisierten Strukturkomponenten, dynamischen Sicherheitskonzepten und intuitiven Mensch-Maschine-Schnittstellen sowie die Integration von kognitiven Fähigkeiten und die Umsetzung modularer Systeme erreicht werden.

Markante Fassadenelemente mit Reliefs, die in Form und Farbe kaum Grenzen kennen und ohne teure Umformwerkzeuge durch inkrementelle Blechumformung hergestellt werden können: eine reizvolle Option für gleichermaßen anspruchsvolle wie kostenbewusste Architekten und Bauherren. Das technologisch Machbare zeigen wir anhand eines Fisches in mehreren farblichen Variationen.

Die Qualität eines durch Wälzschleifen bearbeiteten Bauteils hängt entscheidend vom Zustand der Schleifschnecke ab. Derzeit ist eine zuverlässige Bewertung des Schleifschneckenzustands während des Prozesses kaum möglich. Daher werden hohe Sicherheitsfaktoren bei der Prozessauslegung berücksichtigt, wodurch wertvolle Potenziale zur Produktivitätssteigerung ungenutzt bleiben. Unser neu entwickeltes Messsystem ermöglicht eine Minimierung von Störgrößen und damit eine präzisere Analyse des Schleifprozesses.