Advanced Systems Configuration zur komplexitätsreduzierten sensorgetriebenen Entwicklung von Produktionssystemen im digitalen Zeitalter (ConSensE)

Problemstellung
Produzierende Unternehmen haben die Chancen der Digitalisierung erkannt. Sie stehen vor der konkreten Frage, welchen Mehrwert die Erweiterung bestehender Maschinen und Anlagen mit neuen Technologien verspricht, um die Innovationspotenziale zu nutzen. Wichtig ist dabei, die Flexibilität und Anpassbarkeit von Maschinen und Anlagen hinsichtlich zu fertigender Produkte und digitaler Geschäftsmodelle zu erhöhen. Dabei führen die Vielzahl und Komplexität verfügbarer Technologien, die fehlende aber notwendige Kompetenzentwicklung und Gestaltungshilfen für die Mensch-Technik- Interaktion sowie Schwierigkeiten bei der Abschätzung der Wirtschaftlichkeit sensorbasierter Anwendungen oft dazu, dass insbesondere KMU die dringende Erweiterung ihrer Maschinen und Anlagen aufschieben.

Projektziel
Ziel des Forschungsvorhabens ConSensE war, bei der Anlagenentwicklung die Komplexität im Bereich der verfügbaren Sensorik und der damit einhergehenden technischen Vielfalt zu reduzieren. Das erfolgte durch die Entwicklung eines Assistenzsystems, das Nutzer wie Anlagenbetreiber und -hersteller sowie Sensorhersteller bei der Auswahl und Integration geeigneter Sensoren für bestehende und neue Produktionsanlagen unterstützt, die Rüstzeiten verkürzt und die Grundlage für die Entwicklung digitaler Dienstleistungen und Geschäftsmodelle legt.

Vorgehensweise
Ausgehend von bestehenden Geschäftsmodellen wurden Anforderungen an die Sensorik in Produktionsanlagen abgebildet und anschließend mit der Charakteristik verfügbarer Sensoren verknüpft. Dabei wurden Methoden des Advanced Systems Engineerings und modernste Konzepte wie Design Thinking, Open Innovation und Collaboration Creation eingesetzt. Es wurde ein plattformbasierter Konfigurator als Assistenzsystem entwickelt, der die Sensorauswahl unterstützt. Mit Hilfe modularer Prototypen und Modelle, beispielsweise in Form von Klick-Demonstratoren, werden nun dadurch insbesondere KMU beim schrittweisen Aufbau funktionsadäquater und kostengünstiger Sensorsysteme in der Anlagenentwicklung unterstützt. Zusätzlich wurden praxistaugliche, ressourcenschonende Methoden und nutzerfreundliche Leitfäden zur Verfügung gestellt, die eine effektive und effiziente Einführung sensorbasierter Technologien ermöglichen.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Durch den zukünftigen Einsatz des Assistenzsystems können die Kosten und potenzielle Dienstleistungen sowie Geschäftsmodelle schon im Vorfeld der Anlagenentwicklung kalkuliert werden. Dies erhöht auf der einen Seite die Planungssicherheit und senkt gleichzeitig die Planungs- und Umsetzungskosten. Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus können so beispielsweise durch verbesserten Sensoreinsatz die Auswertung von umfangreichen Zustands- und Betriebsdaten zur vorbeugenden Wartung als Dienstleistung anbieten. Anbieter von teilautomatisierten Lösungen erleichtert das Assistenzsystem bei einer stärkeren Integration des Menschen in einen Prozess, die hohen Sicherheitsanforderungen besser zu erfüllen. Die breitenwirksame Zugänglichkeit, Nutzung und Verwertung des Assistenzsystems wurden durch die Einbindung weiterer assoziierter Partner gesichert.