Cyber-Physische Produktionssysteme – Produktivitäts- und Flexibilitätssteigerung durch die Vernetzung intelligenter Systeme in der Fabrik (CyProS)

Problemstellung
Die steigenden Kundenanforderungen, wie individualisierte Produkte sowie kurze Lieferzeiten, führen zu einem rasant steigenden Kosten- und Effizienzdruck. Gerade die Reaktionsfähigkeit von produzierenden Unternehmen auf immer wieder veränderte Marktbedingungen ist künftig Basis für den unternehmerischen Erfolg. Die mangelnde Transparenz in und über alle Unternehmensebenen steht dem jedoch entgegen, ebenso wie fehlende Methoden und Werkzeuge, um Rekonfigurationen an Produktionsressourcen aufwandsarm und schnell durchzuführen. Sollen weiterhin hochqualitative Produkte in einem Hochlohnland wie Deutschland hergestellt werden können, müssen Produktions- und Logistiksysteme wie auch deren Planungs- und Steuerungssysteme leicht an neue Bedingungen angepasst werden können, um den Menschen bei der Erfüllung seiner Arbeit bestmöglich zu unterstützen.

Projektziele
Im Forschungsprojekt CyProS wurden zu diesem Zweck Methoden und Werkzeuge zur Entwicklung und zum Betrieb von Cyber-Physischen Produktionssystemen (CPS) erarbeitet, welche zu einer besseren Beherrschung der Komplexität in Produktion und Logistik führen.

Vorgehensweise
Dazu bilden Analysen bei Industrieunternehmen und die Ableitung von Anforderungen an die CPS-basierte Produktion die Basis für eine einheitliche zu entwickelnde Referenzarchitektur. Sicherheitskonzepte in der Datenübertragung zwischen CPS und konkrete Anwendungen wurden erarbeitet. Dies umfasste u. a. die Entwicklung von neuartigen Assistenzsystemen, die dem Mitarbeiter auf einem Tablet-PC im Kontext zu seinen Aufgaben Informationen zu Produkten, Prozessen und Systemen in Echtzeit bereitstellen. Zudem wurden Produktionssysteme zum aufwandsarmen Umrüsten erforscht, z. B. industrielle anwender- und kundenfreundliche Plug & Play-Anwendungen. Überdies wurden Planungs- und Steuerungssysteme für Produktion und Logistik dahingehend weiterentwickelt, dass sich diese an den aktuellen Zustand in der Produktionsebene, z. B. durch eine selbstaktualisierende Stammdatenbasis, anpassen.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Die in CyProS erarbeiteten Ergebnisse wurden in der Industrieanwendung in einer realen Schaufensterfabrik und darüber hinaus in drei Kompetenz- und Transferzentren implementiert und validiert. In Zukunft können die erzielten Forschungsergebnisse auch in weiteren Anwendungen, wie z. B. im Dienstleistungsgewerbe, Einsatz finden oder völlig neue Geschäftsfelder schaffen.

• aio IT for Logistics GmbH
• BIBA - Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH
• BMW AG
• Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH
• Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH
• DHL Freight GmbH
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• GFFT Technologies GmbH
• Giesecke & Devrient Gesellschaft mit beschränkter Haftung
• ifp Prof. Dr.-Ing. Joachim Milberg Institut für Produktion und Logistik GmbH & Co. KG
• IS Predict GmbH
• ITQ GmbH
• Röhm GmbH Sontheim
• SALT Solutions GmbH
• Scheer GmbH
• SemVox GmbH
• Siemens Aktiengesellschaft
• software4production GmbH
• Technische Universität München
• TRUMPF Werkzeugmaschinen SE + Co. KG
• WITTENSTEIN SE