Hochauflösende Produktionssteuerung auf Basis kybernetischer Unterstützungssysteme und intelligenter Sensorik (ProSense)

Problemstellung
67 Prozent der deutschen produzierenden Unternehmen bezeichnen Liefertermintreue als ihre wichtigste logistische Zielgröße. Die Herausforderung ist es, diese trotz schwankender Kundennachfragen und individuellen Produkten zu erfüllen. Diese Randbedingungen führen zu immer komplexeren Prozessen in der Produktion. Die Produktion zu begreifen sowie richtig zu planen und zu steuern sind daher die wesentlichen Erfolgsfaktoren. Zur Unterstützung bei der Planung von Ressourcen (z. B. Personal, Maschine) und Produktionsterminen werden zwar bislang bewährte IT-Systeme, wie z. B. sogenannte Feinplanungssysteme, eingesetzt. Diese IT-Systeme sind den dynamischen Anforderungen aber nicht gewachsen, da sie eine zu hohe Reaktionszeit auf sich ändernde Rahmenbedingungen aufweisen. Erschwerend kommt hinzu, dass die Planung dieser Systeme intransparent und ihre Ergebnisse für den Nutzer nur eingeschränkt nachvollziehbar sind. Es bedarf daher einer direkten Verbindung zwischen realer Produktion und digitaler Welt.

Projektziele
ProSense hat eine Produktionssteuerung auf Basis selbststeuernder Unterstützungssysteme und intelligenter Sensorik entwickelt. Die Steuerungssysteme unterstützen auf Basis von detaillierten online erfassten Daten aus der Produktion kombiniert mit einer intelligenten Visualisierung den Menschen als Entscheider optimal bei der Planung und Steuerung der Produktion, um damit die Ziele der Unternehmen, wie z. B. die Liefertermintreue, deutlich zu verbessern.

Vorgehensweise
Dazu wurde ein Modell eines cyber-physischen Produktionssystems erarbeitet, das die Grundlage des neuartigen Feinplanungssystems bildet. Mit Hilfe von intelligenten Sensoriksystemen, z. B. zur eindeutigen optischen Erfassung von Objekten, wie Bauteil- oder Auftragsidentifizierung, werden hochauflösende Rückmeldedaten aus der Produktion generiert und anschließend verarbeitet. Ein modulares, selbstoptimierendes Feinplanungssystem analysiert die Daten nach auftretenden Mustern und Steuerungsalternativen. Die Schnittstelle zum Anwender unterstützt diesen optimal in seiner Entscheidungsfindung. Dem Anwender werden dabei die Datenanalysen und Steuerungsvorschläge transparent visualisiert. Die Ergebnisse aus ProSense werden in einer Demonstrationsfabrik und bei den Anwenderunternehmen validiert.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Die erarbeiteten Lösungen tragen zu Einsparpotenzialen hinsichtlich Prozess-, Steuerungs- und Betriebsaufwendungen sowie zu einer höheren Transparenz der Produktionsabläufe bei. Das entwickelte Feinplanungssystem kann bei produzierenden Unternehmen aus unterschiedlichsten Branchen, wie z. B. in der Einzel- und Kleinserienproduktion im Maschinen- und Anlagenbau sowie in der Automobilhersteller- und -zuliefererindustrie, eingesetzt werden.

• Ergoneers GmbH
• etagis GmbH
• Fachhochschule Aachen
• Forschungsinstitut für Rationalisierung e. V.
• MSR Technologies GmbH
• ORTLINGHAUS-WERKE GmbH
• PSI Automotive & Industry GmbH
• RWTH Aachen
• SICK AG