Produktbasierte automatische modellbasierte Anlagenentwicklung (ProMoA)

Problemstellung
Flexibilität, Produktivität und Variantenvielfalt sind die Herausforderungen für die Produktionstechnik der Zukunft. Unternehmen müssen auf Nachfrageschwankungen durch flexible Nutzung von Maschinen und Montageanlagen schnell reagieren können. Die Planung von Montageanlagen für neue Produkte ist gegenwärtig ein aufwändiger, iterativer und zu großen Teilen manueller Prozess. Bei dem Versuch, die Flexibilität und Modularität heutiger Montagesysteme umfassend zu berücksichtigen, stoßen herkömmliche Vorgehen der Montageplanung jedoch schnell an ihre Grenzen, da der Vielzahl an Lösungsmöglichkeiten mit bestehenden Methoden nicht effizient begegnet werden kann.

Zielstellung
Ziel des Forschungsprojektes war die Entwicklung von Methoden und IT-Tools für eine automatische Planung und Optimierung von auf Produktdaten basierende Montageanlagen. Die Planung von Montageanlagen sollte dadurch erheblich beschleunigt werden und damit sowohl komplett neue Anlagen als auch notwendige Änderungen an bestehenden Anlagen möglichst automatisiert planbar sein. Die Projektpartner dieses Forschungsvorhabens haben die dafür geeigneten IT-Tools und Methoden anhand von beispielhaften Anwendungsfällen entwickelt und erprobt. Als Eingangsinformationen dienen bestehende Produkt- und Anlagendaten dienen. Die Auswahl und Anordnung der Betriebsmittel und Stationen und vergleichbare Kenngrößen und Alternativlösungen sind generierbar.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Die Ableitung der Produktanforderungen erfolgt auf Basis von vorliegenden CAD-Produktdaten, indem durch eine virtuelle Demontage der Produkte valide Montagereihenfolgen und nötige Prozesse bestimmt werden. Zum Abgleich und Zuweisung der Anforderungen des Produkts und der Fähigkeiten der Anlage stehen eine Reihe von geeigneten Simulationsmodule zur Verfügung, die Betriebsmittelmodelle aus einer zu erstellenden Bibliothek sowie digitale Produktdaten automatisch verknüpfen. Für das Gesamtlayout werden räumliche und steuerungstechnische Abhängigkeiten zwischen den Betriebsmitteln sowie kooperierenden Menschen modelliert. Als Ergebnis werden dem anwendenden Unternehmen in einer 3D-Visualisierung die Produktionsanlage und der Produktionsprozess mit den relevanten Produktionskennzahlen, wie Taktzeiten, Arbeitsabläufen, angezeigt. Dieses System als Gesamtmethodik dient als Unterstützungswerkzeug für den Planer zur Überprüfung der Durchführbarkeit und notwendige Optimierung. Die Software-Demonstratoren zeigen die neuartigen Werkzeuge zur automatischen Anlagenentwicklung, wie etwa die automatische Analyse von Produktdaten und produktbasierte Betriebsmittelauswahl. Das Konzept wird anhand von Anwendungsszenarien erprobt und validiert. Die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Unternehmen und andere Montageprozesse wird durch die erweiterbare Systemarchitektur und über Beratungskonzepte der beteiligten IT- Systemunternehmen sichergestellt. Des Weiteren erlaubt der Hardware-Demonstrator in Form einer prototypischen.
Die Unternehmen erwarten eine signifikante Verkürzung der Planungsprozesse von Montageanlagen und damit der Planungskosten. Weitere Informationen sind über die Koordinatorin des Projektes erhältlich. Weiterführende Informationen zu den Ergebnissen stehen zum Downloaden unter https://komo-publikationen.ima.rwth-aachen.de/bereit.

• Conti Temic microelectronic GmbH
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• plavis GmbH
• Sennheiser electronic GmbH & Co. KG
• Software Factory Gesellschaft für Unternehmensberatung und Software-Engineering mbH
• Technische Universität München
• TWT GmbH Science & Innovation
• XENON Automatisierungstechnik GmbH