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Methodische Werkzeuge zur Erhöhung der Wandlungsfähigkeit von Mikromontage-Anlagen bei Entwicklung, Konfiguration und Monitoring (MIKROKOMO)

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Fördermaßnahme: Kompetenz Montage - kollaborativ und wandlungsfähig (KoMo)

Laufzeit: 01.01.2017 - 30.06.2020

Forschungsziel: Die Wandlungsfähigkeit in der Mikromontage soll durch Verbreitung des Wissens über modulare Optionen, die Bereitstellung einfacher Planungswerkzeuge mit durchgängiger Datenbasis und durch die Etablierung eines Wertschöpfungsnetzwerks auf Basis einer modularen Anlagenplattform deutlich verbessert werden. Entwickelt werden soll ein Beschreibungssystem für Mikromontageaufgaben, ein Lastenheftgenerator, ein Anlagenkonfigurator, Simulationswerkzeuge sowie ein Produkt- und ein Kapazitätenportal und ein Monitoring-System. Erprobt werden sie von drei Anwendern anhand konkreter Mikromontageprojekte.

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Ansprechperson Projektkoordination

Christoph Gielisch
+49 711 685-83826
christoph.gielisch@hahn-schickard.de

Ansprechperson bei PTKA

Dipl.-Ing. Martina Göttel
+49 721 608-28561
martina.goettel@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

Problemstellung
Von Mikromontage spricht man bei der Montage von Bauteilen mit Genauigkeiten im Mikrometer-Bereich. Sensoren, Optiken und andere elektronische oder mechanische Bauteile werden mittels Mikromontage hergestellt. Die Mikromontage ist eine relativ junge Disziplin mit hohem Innovationsdruck und vergleichsweise wenig Standardisierung. Viele Mikromontageaufgaben werden noch manuell oder mit Sondermaschinen gelöst. Inzwischen werden auch erste automatisierte, standardisierte modulare Montageanlagen angeboten. Diese sind jedoch ungefähr um den Faktor 10 teurer als normale Anlagen. Da viele Mikromontageprodukte, wie z.B. Sensoren, einen sehr schnelllebigen Markt bedienen, lassen sich die automatisierten Anlagen in der Regel nicht in der Produktlebenszeit eines einzigen Produkts amortisieren. Dies hat zur Folge, dass die erfolgreiche und schnelle Markteinführung vieler neuer durch Mikromontage herstellbarer Produkte, deren nachgefragte Stückzahlen schwer abschätzbar sind, aufgrund des zu hohen Investitionsrisikos für die automatisierte Fertigung verhindert wird.

Projektziel
Ziel des Forschungsvorhabens MIKROKOMO war die Entwicklung von ineinandergreifenden neuartigen Softwarewerkzeugen für die Entwicklung, Auslegung und den späteren Betrieb von Mikromontageanlagen. Diese Softwarewerkzeuge umfassen u.a. ein Beschreibungssystem für Mikromontageaufgaben, einen Lastenheftgenerator, eine Maschinendatenbank und ein Portal zur Kapazitätsplanung.

Vorgehensweise
Als Grundlage wurde ein durchgängiges Daten- und Prozessmodell für den gesamten Lebenszyklus der Mikromontageanlagen, von der Produkt- und Anlagenplanung bis zum Anlagenbetrieb entwickelt. Die Softwarewerkzeuge zur Planung konnten anschließend anhand von drei konkreten Mikromontageprodukten aus der Medizintechnik, der Sensorik und der Optik durchgängig angewandt und evaluiert werden. Konkret realisiert wurden die Mikromontageprozesse sowohl in der Transfer-Fab bei Hahn-Schickard als auch bei den Anwendern. Dazu wurde eine modulare Mikromontage-Anlagenplattform mit offengelegter Architektur und Schnittstellen genutzt, auf der im Laufe des Projekts die drei exemplarischen Produkte gefertigt wurden. Im Rahmen des Projekts konnte die Plattform gemeinsam mit den Anwendungspartnern um Schnittstellen und Programmbibliotheken erweitert werden. Neben Standardmontagemodulen kamen auch neue, von den Anwendern gestaltete Module für spezifische Montageschritte zum Einsatz.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Die entwickelten Softwarewerkzeuge werden als nicht firmenspezifische, internetbasierte Toolbox von den Projektpartnern vermarktet. Zusammen mit der Transfer-Fab und der Mikromontage-Akademie bei Hahn-Schickard wird dies dazu beitragen, mehr potenzielle Anwender von den Möglichkeiten der automatisierten Mikromontage zu überzeugen.

Projektpartner
  • AVERIO Systems GmbH
  • Dr. Prautsch & Partner Ingenieure PPI-Informatik
  • Häcker Automation GmbH
  • Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V.
  • Hengstler GmbH
  • LEA Medizintechnik GmbH
  • Plus Apps GmbH
  • SCHÖLLY FIBEROPTIC GMBH
Publikationen
Titel: MIKROKOMO_Projektatlas Kompetenz Montage – kollaborativ und wandlungsfähig
Akronym: MIKROKOMO
Autor: Bauer, W.; Deuse, J. et al.
Verlag: RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Informationsmanagement im Maschinenbau RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Informationsmanagement im Maschinenbau
Veröffentlicht im Jahr: 2019
Deutschland ist im Weltmaßstab eine bedeutende Industrienation. Bei der Herstellung komplexer Industriegüter hat die Montage einen entscheidenden Anteil an der Wertschöpfung. Vor diesem Hintergrund hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Jahr 2015 den Ideenwettbewerb „Kompetenz Montage – kollaborativ und wandlungsfähig“ ausgerufen. Wissenschaft und Praxis haben in dreijährigen gemeinsamen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten viele neue Systemlösungen für die Montage erarbeitet. Dabei war es den 80 Projektpartnern ein besonderes Anliegen, ihre Ergebnisse direkt in der betrieblichen Praxis auf ihre Tauglichkeit zu überprüfen. Der vorliegende Projektatlas bereitet die Ergebnisse in einer neuartigen, anschaulichen Form auf. Mit dem Format des „Atlas“ wird der Versuch unternommen, alle Aspekte der Montageautomatisierung aus dem jeweiligen Blickwinkel verschiedener betrieblicher Akteure zu betrachten. Der Atlas wendet sich damit vor allem an Management, Betriebsrat, Arbeitsplanung, Arbeitssicherheitsverantwortliche, Controlling, Produktionsleitung, Personalplanung und Fachkräfte in der Montage. Damit die Gestaltung zukünftiger Montagesysteme ein Erfolg wird, sollten möglichst alle relevanten Personengruppen angemessen beteiligt werden. Wie dies gelingt, zeigen die einzelnen Kapitel des Atlas. Zusätzlich erhältllich: Leitfaden für Betriebsräte

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