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Digitale Produktion - Der geschlossene Informationskreislauf

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Automation im Focus, (April 2017)

Abstract

Die dritte industrielle Revolution in den 1970er Jahren verknüpfte die klassische Produktion mit den, zu der Zeit aufkommenden Mitteln der IT, um einen höheren Automatisierungsgrad zu erreichen. Fast 40 Jahre später greift die Industrie wieder auf die sich schnell entwickelnde IT-Branche zurück, um beide Disziplinen noch weiter zu verknüpfen. Industrie 4.0 als Synonym für den Anfang der vierten industriellen Revolution hat hierbei zum Ziel, eine unternehmensübergreifende Vernetzung von Menschen, Maschinen und deren Produkten zu erreichen. Durch die angestrebte Vernetzung kann ein geschlossener Informationskreislauf geschaffen und Mehrwert generiert werden. Der Informationskreislauf beginnt mit der Erfassung von Produktionsdaten. Diese Daten beinhalten beispielsweise Echtzeitdaten von Werkzeugmaschinen und Produktionsanlagen, prozessbeschreibende Dokumente, Planungsdaten, Nutzungsverhalten des Maschinenbedieners, usw. Durch Speicherung der Daten auf einer Plattform (lokal oder in der Cloud) können durch Analyse und lernende Verfahren Informationen abgeleitet werden. Auf Basis dieser Informationen kann durch Planen, Optimieren und Ableiten von Regeln neues Wissen generiert werden. Die abschließende Rückführung dieser Daten in die reale Produktion schließt den Informationskreislauf und setzt den theoretischen Mehrwert in einen tatsächlichen um. Die Rückführung kann dabei entweder durch automatisierten Eingriff oder manuell durch Anleitung des Maschinenbedieners erfolgen. Die Realisierung eines solchen Informationskreislaufs ist aktuell jedoch relativ aufwändig, insbesondere für viele kleine und mittelständische Unternehmen. Das benötigte umfangreiche Know-how in verschiedensten Teilaspekten (Steuerungstechnik, Datenerfassung, Cloud-Plattform, Datenanalyse, Visualisierung, usw.) steht oft nicht zur Verfügung und kann nicht ohne erheblichen personellen Aufwand erarbeitet werden. Am Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) in Stuttgart werden derzeit verschiedene Forschungsprojekte durchgeführt, die kombiniert den Start in die digitale Produktion ermöglichen und erleichtern. Nachfolgend werden Erkenntnisse und Ergebnisse aus drei vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundprojekten vorgestellt.

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