Referenzprojekte zum Thema Kognitive Produktion

Ein am Fraunhofer IWU entwickelter Schnelltest ermöglicht die schnelle Bewertung der Prozessfähigkeit verschiedener Materialchargen. Der Schnelltest erfasst verschiedene Sensordaten, anhand derer mithilfe von Prognosemodellen eine Aussage über die Prozessfähigkeit getroffen werden kann. Die möglichst schnelle und kostengünstige Erstellung dieser Prognosemodelle ist Ziel des Projekts »ZeroWaste«.

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.

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.

Reibungslose und effiziente Kommissionierungsprozesse sind eine wichtige Voraussetzung, um mit hoher Variantenvielfalt umzugehen und die Just-in-Time (JIT)-Produktion von Fahrzeugen zu ermöglichen. Unsere Softwarelösung AutoLog kombiniert modernste Robotik mit fahrerlosen Transportsystemen (FTS), um Kommissionierungsprozesse effizienter, flexibler und kostengünstiger zu gestalten.

In der heutigen Wettbewerbslandschaft ist die Nutzung von Daten im Produktionskontext entscheidend für den Erfolg. Die Produktionstechnik wird zunehmend von modernen Komponenten der Informations- und Kommunikationstechnik durchdrungen. Dadurch steht bereits heute eine große Menge unterschiedlicher Daten mit einem direkten oder indirekten Bezug zur Produktion für die Erfassung und Verarbeitung zur Verfügung. Wie aber lassen sich diese verarbeiten und als Informationen so zur Verfügung stellen, dass sie in immer komplexeren Produktionsszenarien unterstützend wirken? Entscheidend dabei ist, dass diese Informationen zur richtigen Zeit am richtigen Ort sind. Nur so wird eine flexible und damit ressourceneffiziente Produktion über die gesamte Prozesskette möglich. Diese zu organisieren, ist Aufgabe der »LinkedFactory«. Es handelt sich um eine flexible Datenarchitektur, die von Digitalisierungsexperten des Fraunhofer IWU in Zusammenarbeit mit Partnern in mehreren Forschungsprojekten entwickelt wurde.

Die Maschineneigenschaften von Pressen beeinflussen in Umformprozessen maßgeblich die resultierende Werkstückqualität. Aufbauend auf einer Vielzahl an Forschungsprojekten hat das Fraunhofer IWU eine Vorgehensweise entwickelt, mit der Maschineneigenschaften nicht nur effizient identifiziert, sondern auch in Form integrierter Ersatzmodelle genutzt werden können – und das ohne Kenntnis über den Aufbau der Maschine.

Rapid Prototyping wird vor allem mit dem 3D-Druck in Verbindung gebracht. Eine weitere Möglichkeit speziell für die Blechumformung ist die inkrementelle Blechumformung (IBU), bei der dreidimensionale Blechteile mit komplexen Formen für Prototypen oder Kleinserien hergestellt werden können. Dadurch kann das Tiefziehen, für das hohe Investitionen für teure Formen oder Gesenke benötigt werden, abgelöst werden. Hybride Kombinationen aus IBU und 3D-Druck als neue Fertigungstechnologie oder die Herstellung von hybriden Kunststoff-Blechteilen sind bisher nicht als Werkzeugmaschine oder Dienstleistung auf dem Markt verfügbar. Ziel von MySheet4.0 ist die Entwicklung eines vollständig digitalisierten Rapid Prototypings und einer Fertigung von Blechteilen, indem 3D-Druck-Technologien für die Fertigung des Gegenwerkzeugs mit der inkrementellen Blechumformung (IBU) in einer Werkzeugmaschine kombiniert werden.

Die fortschreitende Digitalisierung erzeugt stetig steigende Datenmengen, deren Nutzung erhebliche gesellschaftliche und ökonomische Potenziale bietet. GAIA-X – ein europäisches Projekt – bietet den Rahmen für eine vernetzte Dateninfrastruktur und die Schaffung eines digitales Ökosystems auf der Grundlage europäischer Werte. Das Projekt COOPERANTS (Collaborative Processes and Services for Aeronautics and Space) will Digitalisierungsprozesse in der Luft- und Raumfahrtbranche mithilfe von GAIA-X beschleunigen, um effizientere Formen für zukünftige Arbeitsmethoden und Prozesse über den gesamten Lebenszyklus von Raum- oder Luftfahrzeugen hinweg umzusetzen.