Intelligente Arbeitsvorbereitung auf Basis virtueller Werkzeugmaschinen (itsowl-InVorMa)

Problemstellung
Produktion am Standort Deutschland kann nur wettbewerbsfähig bleiben, wenn Produktionsanlagen effizient betrieben werden. Die Produktionsplanung wird bereits heute durch Software-Systeme aus den Bereichen der „Digitalen Fabrik“ und „Virtuellen Produktion“ unterstützt. Bislang berücksichtigen Simulationsprogramme jedoch nur Teilaspekte der Arbeitsplanung und Arbeitssteuerung. Auf diesem Gebiet besteht noch erheblicher Forschungsbedarf, damit die Unternehmen die Auslastung ihrer Anlagen im Hinblick auf Maschinen, Werkzeuge, Materialien, Energie und Arbeitskraft optimieren können. Nur so können Benutzerfreundlichkeit, Verlässlichkeit und Ressourceneffizienz gesteigert werden.

Projektziele
Ziel des Forschungsprojekts itsowl-InVorMa ist die Entwicklung einer Dienstleistungsplattform zur optimierten Arbeitsvorbereitung auf der Basis von virtuellen Werkzeugmaschinen. Schwerpunkte sind das virtuelle Einrichten der Maschine, die Auftragsverteilung und die Aufbereitung von Expertenwissen.

Vorgehensweise
Dazu werden innovative Methoden, Technologien und IT-Werkzeuge für die virtuelle Arbeitsvorbereitung entwickelt. Insbesondere geht es um neue Ansätze für das Wissensmanagement, parallel ausführbare Optimierungsverfahren und web-basierte Verfahren für verteilte Rechnersysteme mit sensiblen Daten, d. h. die effektive Kombination von Rechnerleistungen an unterschiedlichen Standorten. Die Projektpartner greifen dabei auf Ergebnisse aus den Spitzencluster-Querschnittsprojekten zu, wie z. B. „Selbstoptimierung“ und „Systems Engineering“. In Pilotprojekten werden unterschiedliche Aspekte mit Anwenderunternehmen validiert, beispielsweise die Simulation von Werkzeugmaschinen in einer Cloud-Umgebung oder eine automatisierte, lernende Leistungssteigerung auf der Basis von Simulationsverfahren. Auf Grundlage der Projektergebnisse werden Prototypen entwickelt und in einer Dienstleistungsplattform umgesetzt.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Die Projektergebnisse liefern Services zur schnellen und automatisierten Optimierung vorgegebener Bearbeitungsprozesse und ermöglichen somit eine ressourcenoptimale Fertigungsplanung. So lassen sich beispielsweise bis zu 80 v. H. der Einrichtezeiten an der Maschine einsparen. Insgesamt werden Zeit-, Ressourcen- und Kosteneinsparungen von über 30 v. H. erwartet. Somit leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zur Sicherung der internationalen Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen mit Produktion am Standort Deutschland.

• Gildemeister Drehmaschinen GmbH
• Hochschule Bielefeld – University of Applied Sciences and Arts (HSBI)
• Universität Paderborn