Thema: Produktionssystem

Die Arbeitswelten von morgen werden maßgeblich durch digitale und vernetzte Technologien geprägt sein. Dies gilt auch für Tätigkeiten in Produktionsprozessen. Infolge der Umgestaltung von Produktionssystemen im Rahmen der unter dem Stichwort „Industrie 4.0“ diskutierten Entwicklungen werden Mensch und Maschine enger zusammenarbeiten. Die Rolle des Menschen in der Produktion und damit auch die Gestaltung von Arbeitsplätzen verändern sich dabei grundlegend. Der Anteil manueller und physisch belastender Tätigkeiten wird durch den Einsatz physischer Assistenzsysteme, z. B. Mensch-Roboter-Kooperationen, zurückgehen. Gleichzeitig nehmen komplexe und wissensintensive Aufgaben zu, um Maschinen und Anlagen zu überwachen und zu steuern. Die damit verbundene zunehmende Verantwortung der Mitarbeiter kann zu einer steigenden psychischen Beanspruchung führen. Informationstechnische und kognitive Assistenzsysteme sind ein Ansatz, um die Fachkräfte bei ihrer Tätigkeit zu unterstützen ...

Instandhaltungstätigkeiten erfordern von den Fachkräften ein hohes Maß an Analyse- und Problemlösefähigkeit, um eine erfolgreiche Fehlerdiagnose und Fehlerbehebung durchführen zu können. Die zunehmende Vernetzung und Digitalisierung der Arbeitssysteme erweitern auch den Umfang und die Komplexität der Informationen, die für eine Fehlerdiagnose herangezogen werden können. Assistenzsysteme bieten das Potenzial, Fachkräften durch die gezielte Bereitstellung didaktisch aufbereiteter Assistenzinformationen eine Entscheidungsgrundlage für die Diagnose und Behebung von Fehlern zu bieten und damit Lernprozesse zu fördern. Die Qualität der Diagnoseleistungen bei Fehlern ist nicht einfach auf die Menge an Wissen zurückzuführen, sondern vor allem auf die Verfügbarkeit von zielrelevantem Wissen und die Fähigkeit, relevantes von irrelevantem Wissen zu unterscheiden [1]. Diese Expertise der Fachkräfte beruht insbesondere auf der erfolgreichen Nutzung von Wissen in ...

Workflowmanagementsysteme versprechen Verbesserungen im Änderungsmanagement. In Bezug auf den Anlagenbau können sie jedoch nicht allen Anforderungen heutiger Projektabwicklungen gerecht werden. In diesem Beitrag werden Anforderungen sowie Lösungsansätze für ein agiles Änderungsmanagement vorgestellt.

Optische Messsysteme sind eine populäre Wahl für die Qualitätsprüfung, da sie nicht nur kontaktfrei funktionieren, sondern auch präzise und vergleichsweise schnell sind. Vor allem in Fällen, in denen eine 100 %-Qualitätsprüfung angestrebt wird, ist eine geringe Mess- und Auswertezeit von essentieller Bedeutung. Bei hohen Taktzahlen von mehreren Teilen pro Sekunde, wie bspw. beim Mikrokaltumformen, wird die Auswertung dabei von Algorithmen übernommen. Um eine schnelle und präzise Defekterkennung zu ermöglichen, werden solche Algorithmen üblicherweise auf die Erkennung einer beschränkten Anzahl vordefinierter Defektklassen zugeschnitten. Der Nachteil gegenüber der manuellen Prüfung ist dabei jedoch, dass unbekannte bzw. unerwartet auftretende Defektarten eventuell nicht erkannt werden. Bei neu entwickelten Verfahren und/oder einer hohen Anzahl von Einflussfaktoren ist es daher wichtig, dass die Auswertealgorithmen solche Anomalien zuverlässig und schnell erkennen.

Die Digitalisierung verändert die industrielle Produktion in Deutschland nachhaltig: In der Industrie 4.0 entstehen aus Produktionsanlagen sowie Informations- und Kommunikationstechnik intelligente Wertschöpfungsnetzwerke. Mit dem Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 legt die Plattform Industrie 4.0 erstmals ein Koordinatensystem vor, das alle wesentlichen Aspekte von Industrie 4.0 in drei Dimensionen sortiert. Das RAMI-Raster bringt Orientierung, zeigt aber auch weiteren Handlungsbedarf auf dem Weg in die digital-vernetzte Produktion. Ein wesentlicher Bedarf besteht in einem einheitlichen Interaktionsmodell. Sollen Maschinen, Anlagen, Sensoren und Produkte miteinander interagieren, müssen sie die gleiche Sprache sprechen. In der Arbeitsgruppe „Referenzarchitekturen, Standards und Normung“ der Plattform Industrie 4.0 arbeiten Experten aus verschiedenen Bereichen daran, diesen Kommunikationsstandards näher zu kommen und legten im November 2016 neue Ergebnisse vor.

Die allumfassende Digitalisierung der Arbeitswelt schafft große Herausforderungen im Umgang mit neuen Medien im Hinblick auf eine erweiterte Mensch-Technik-Interaktion. Dabei hat sich die Instandhaltung als ein wesentliches Anwendungsfeld für diese Form von Industrie 4.0 herauskristallisiert. Trotz hoher Prozessanforderungen aufgrund von kurzfristigen Störungen, teilweise rauen Umgebungsbedingungen und engen Zeitkorridoren muss die korrekte Prozessdurchführung und auch -dokumentation sichergestellt werden. Diese Anforderungen sowie die zunehmende Digitalisierung begünstigen die Anwendung von Augmented Reality-Lösungen in diesem Bereich. Mit Schwerpunkt der Windenergie widmet sich dieser Beitrag dem Stand der Technik mit Bezug auf aktuelle Lösungsansätze sowie Entwicklungsbedarfen im Hinblick auf den prozessnahen Einsatz von Augmented Reality. Hierzu werden neben bestehenden, auf dem Markt befindlichen Lösungen auch Ergebnisse aus dem Verbundprojekt „AR Maintenance System“ ...

Das Plastikzeitalter begann vor über 100 Jahren mit der industriellen Produktion von synthetisch hergestellten Kunststoffen aus Erdöl. Obwohl die Verwendungszeiten von Plastikartikeln meist sehr gering sind, dauert deren Abbau mehrere hundert bis tausend Jahre. Seit einigen Jahren rücken sogenannte Biokunststoffe immer mehr in den Fokus der Gesellschaft. Dabei ist nicht jedes Bioplastik biologisch abbaubar oder basiert auf nachwachsenden Rohstoffen, wie man vermuten könnte. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Produktion eines mikrobiell synthetisierten Polyesters, der ähnliche Eigenschaften zu Polyethylen aufweist, vollständig aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden kann und unter gewöhnlichen Umgebungsbedingungen in der Natur abgebaut wird. Als Ausgangsstoffe dienen biogene Reststoffe, die keine Konkurrenz zur Lebensmittel- oder Biokraftstoffindustrie darstellen.

Hybride Leistungsbündel versorgen Produktionsanlagen in Industriebetrieben mit Druckluft, Stickstoff und anderen technischen Gasen, die teilweise aus der Luft abgeschieden werden können. Bei ausreichender Dimensionierung und durch Ausstattung mit Automatisierungstechnik können diese Systeme zur Flexibilisierung der Nachfrage nach elektrischer Energie genutzt werden. Durch Verarbeitung von Mess- und Zustandsdaten können die Systeme Bedarfsprofile im Zeitverlauf erstellen. Indem diese Profile mit Daten wie beispielsweise zum Druck, zu Volumina, Systemrestriktionen, aktuellen Produktionserfordernissen sowie zum Strompreis angereichert werden, kann die Steuerung des Systems vorhandene Flexibilitätspotenziale identifizieren und optimal nutzen.

Die zunehmende Fertigung vieler Produktvarianten in kleinen Losgrößen erfordert eine hohe Flexibilität von Produktionssystemen. Da Produktionssysteme dynamischen Einflüssen unterliegen, stellen die Erzeugung der Produktionspläne sowie die Steuerung der Produktionsprozesse häufig schwierige Aufgaben dar. Dieser Beitrag beschreibt ein Konzept zur Planung und Steuerung von Produktionssystemen durch ein adaptives simulationsbasiertes Optimierungsverfahren. Zu diesem Zweck wird ein Simulationsmodell einer Fertigung mit einer Meta-Heuristik zur Optimierung der Produktionsparameter gekoppelt. Der klassische Ansatz simulationsbasierter Optimierung eignet sich zum Lösen komplexer, stochastischer Planungsprobleme. Das vorgestellte Konzept erweitert diesen Ansatz, um zusätzlich die Dynamik von Werkstattfertigungen berücksichtigen zu können. Dadurch erfolgt die Optimierung von Planungsentscheidungen und Steuerungsregeln stets auf Grundlage des aktuellen Systemzustands. Der Ansatz basiert ...

Das BIBA ist das älteste An-Institut der Exzellenzuniversität Bremen und zählt zu den international renommiertesten Wissenschaftseinrichtungen Deutschlands. Hier arbeiten rund 130 Menschen in enger Verbindung mit dem Uni-Fachbereich Produktionstechnik. Sie kommen aus der Produktionstechnik, dem Wirtschaftsingenieurwesen sowie aus der Informatik und angrenzenden Disziplinen. Das BIBA engagiert sich in der Grundlagenforschung, der anwendungsorientierten Forschung, der industriellen Auftragsforschung sowie in nationalen und europäischen Forschungsverbünden. In seiner Arbeit verknüpft das ingenieurwissenschaftliche Institut die Schwerpunkte Produktion und Logistik mit der Sicht sowohl auf Prozesse als auch auf Produkte.