Automatisierung

Um Lösungen passgenau für die Herausforderungen in der Logistik zu entwickeln, ist es notwendig, den aktuellen Status sowie Zukunftstrends des Marktes zu kennen. Das BIBA führt seit 2007 eine Studienreihe durch, die aktuell im Zweijahresrhythmus erscheint und den Status Quo des Einsatzes von Robotik in der Logistik ermittelt. In diesem Jahr hat das BIBA die Studie RoboScan’14 mit dem Schwerpunktthema „Mensch-Maschine-Interaktion“ durchgeführt. In diesem Beitrag werden die Hauptaussagen der Studie präsentiert und Ergebnissen aus den Vorjahren gegenübergestellt.

In modernen Supply Chains nimmt die Vernetzung der beteiligten Unternehmen immer mehr zu. Dies gilt auch für die Versorgung von produzierenden Unternehmen mit Fertigungsmitteln. Im Bereich des Werk-zeugmanagements gestaltet sich der Informationsfluss daher zunehmend komplexer. Dabei bedingt der in erster Linie papierbasierte Informationsaus-tausch eine geringe Durchgängigkeit sowie eine stark eingeschränkte Verfügbarkeit der Werkzeugdaten. Durch ein digitales Werkzeugmanagement in der Cloud könnten die medialen Brüche in der Werkzeug-Supply-Chain überwunden werden. Der Abruf und die Aktualisierung von Werkzeugdaten ist damit permanent und ortsunabhängig möglich. Durch eine eindeutige Werkzeugidentifizierung kann zudem eine automatische Übertragung benötigter Daten auf Maschinen erfolgen.

Industriesysteme und auch Automatisierungssysteme waren aus Sicht der Unternehmens-IT lange Zeit einsame Inseln, denn es handelte sich dabei vorwiegend um isolierte Systeme. Dies ist zwar zum Großteil nach wie vor der Fall, doch durch die zunehmende Verbreitung von IT-Standards werden Industriesysteme mit ihren Insellösungen immer stärker in die internen Büronetze eingebunden oder gar ans Internet angeschlossen. Vor allem im Zuge der Entwicklung in Richtung der Zukunftsvision „Industrie 4.0“ kommen auf die Systeme neue Anforderungen und Herausforderungen zu - vor allem im Bereich der Sicherheit. Denn stärkere Vernetzung bedeutet auch größeren Sicherheitsbedarf.

Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) ist eine Schlüsseltechnologie in der Fabrik der Zukunft  im Sinne einer sog. ‚enabling technology‘. IKT ist für die Produktion ein Werkzeug, kein Selbstzweck. Zukünftig wird die Durchdringung der Fabriken und ihrer Produktionsanlagen mit IKT-Komponenten und deren selbständige Vernetzung zunehmen. Einige der Handlungsfelder sowie der Auswirkungen des zunehmenden IKT-Einsatzes werden in diesem Beitrag beschrieben.

Die Automatisierung als Querschnittstechnologie besitzt eine erhebliche Bedeutung für den Industriestandort Deutschland. Gerade in der Mikroproduktion als Nischenmarkt finden sich zahlreiche Anwendungen, die eine hoch automatisierte Produktionstechnik erfordern. Die größte Herausforderung besteht hierbei in der Beherrschung der Größeneffekte, die bei der Herstellung von Mikrobauteilen auftreten, da sich das Verhältnis von Volumen- zu Oberflächenkräften verschiebt. Des Weiteren besteht zum Beispiel in der Mikroumformtechnik ein hoher Flexibilitätsbedarf, da in Auftragsfertigung produziert wird und hohe Stückzahlen in relativ kurzer Zeit bearbeitet werden müssen. Dies erfordert eine entsprechende Automatisierung der Mikrohandhabung, um insbesondere mehrstufige Fertigungsprozesse über mehrere Maschinen effizient abarbeiten zu können. Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit den auftretenden Adhäsionskräften und deren Reduzierung durch Minimierung der Kontaktfläche. ...

Besonders die Logistikbranche unterliegt einem stetigen Wandel bei wachsendem Wettbewerbsdruck. Vorherrschende Aufgabe der Forschung im Bereich Logistik ist das Aufdecken und Befriedigen von Optimierungspotenzialen unter weitsichtigen und nachhaltigen Gesichtspunkten. Im Konzept der Logistikfabrik der Zukunft werden Anforderungen und Handlungsfelder beschrieben, die als Basis für Entwicklungen innovativer Produktlösungen für die Logistikbranche dienen. Die Darstellung des Handlungsfelds „Automatisierung“ als ein Baustein der Logistikfabrik der Zukunft ist Gegenstand dieses Beitrags. Die praktische Umsetzung wird am Beispiel des Paketroboters dargestellt.

Langfristig werden Produktionsbetriebe im Umfeld zunehmender Globalisierung nur dann bestehen können, wenn sie flexibel und schnell auf veränderliche Marktanforderungen reagieren können. Um die dabei geforderte Flexibilität technisch zu erfüllen, benötigt man Rekonfiguration - sowohl auf der maschinellen (physikalischen) als auch auf der steuerungstechnischen (logischen) Ebene. Von der technologischen Seite ist daher ein Wechsel weg von zentral gesteuerten, oft starr gekoppelten Produktionssystemen hin zu verteilten, modularen und kooperierenden Komponenten notwendig. Einen wichtigen Bestandteil solcher Systeme stellt dabei das Steuerungskonzept dar.

Im Bereich der Montage von mikromechatronischen Systemen in kleinen und mittleren Stückzahlen existieren bislang nur wenige Lösungen zur wirtschaftlichen Automatisierung. Bedingt durch eine Vielzahl von Prozessen, welche durch hohe Anforderungen und Komplexität charakterisiert sind, erfolgt eine Automatisierung bislang nur in spezialisierten Anlagen der Großserienproduktion. Daraus resultieren sehr hohe Investitionskosten für eine automatisierte Mikromontage. Am Beispiel eines mechatronischen Aktors wird ein Ansatz gezeigt, welcher eine Montage in zunächst niedrigen Stückzahlen und deren stufenweisen Ausbau bei sehr geringem Flächenbedarf ermöglicht. Aufgrund des modularen Aufbaus ist eine Reduzierung der Investitionskosten möglich und die Forderung nach einem wirtschaftlichen Einstieg in die Mikromontagetechnik kann erfüllt werden.

Die ultrapräzise Oberflächenstrukturierung mittels monokristalliner Diamant-Werkzeuge ermöglicht die extrem flexible Herstellung optischer Komponenten für die Display- und Reflektortechnik, die Tageslichtlenkung aber auch die Hochpräzisionsmechanik und ?

Die Verantwortung für eine funktionierende Kommunikation zwischen feldbusfähigen Geräten liegt bei offenen Feldbussystemen nicht mehr zentral bei einem Gerätehersteller, sondern gemeinsam bei allen Herstellern, deren Geräte gemeinsam eine Automatisierungsaufgabe erfüllen. Dem Test der Feldbusschnittstelle auf ihre Konformität zur Kommunikationsspezifikation kommt bei jedem der beteiligten Geräte eine herausragende Bedeutung zu. Bei der PROFIBUS-Nutzerorganisation wird dieser so genannte Konformitätstest im Rahmen eines Zertifzierungstests durchgeführt, d.h. nach erfolgreich bestandenem Zertifizierungstest kann der Gerätehersteller ein Zertifikat beantragen, was die Qualität seines Produkts eindrucksvoll unterstreicht. Wie ein Gerätehersteller erfolgreich zu einem Zertifikat kommt, ist Inhalt des Beitrags.