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CPS

In der Lernfabrik das ABC der Digitalisierung üben

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So funktioniert die Lernfabrik

In der Lernfabrik wird das CPS unter Demonstration von CPS-Komponenten betrieben. Es handelt sich um eine typische Produktionslinie mit veränderlichem Automatisierungsgrad. Beginnend bei einem niedrigen Automatisierungsgrad, wie es in vielen Unternehmen der derzeitige Stand ist, lässt sich dieser schrittweise durch CPS-Elemente erhöhen und Gesichtspunkte wie Verfolgbarkeit, Energieverbrauch, Produktionsanalysen usw. einbringen. Damit sind manuelle Arbeitsplätze in das Automatisierungssystem integrierbar. Die schrittweise Erhöhung des Automatisierungsgrads während des Workshops erlaubt es, die Ausbildung sowie die angewandten Methoden und Interaktionen von Studenten oder Mitarbeitern zu dokumentieren.

Der Produktionsprozess beginnt mit einer auftragsspezifischen, werkergeführten Kommissionierung, gefolgt von mehreren manuellen Montageplätzen. Diese lassen sich digitalisiert und vernetzt betreiben. Zudem erfolgt eine digitale, individuelle Werkerführung durch die einzelnen Montageprozesse. Die Montageplätze sind nach Ergonomie- und Lean-Kriterien optimiert. Des Weiteren sind diese nach dem oben beschriebenen CPS- bzw. Automatisierungskonzept ausgestattet. Hier allerdings aus Gründen der Robustheit mit den Embedded-Hardwaregeräten my RIO, die National Instruments für Schulungszwecke entwickelt hat. Für weitere Automatisierungsschritte sind zum Beispiel ein fahrerloses Transportsystem bzw. eine klassisch automatisierte Fertigungsstraße vorgesehen.

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Die individuellen Teile sind frei durch den Kunden konstruierte Komponenten des Modellfahrzeugs wie Felgen oder Spoiler. Während der Konstruktion wird der Kunde durch eine App geführt. Die Bestellungen werden in Produktionsaufträge überführt. Diese haben aufgrund des Customizings unterschiedliche Fertigungs- und Montagezeiten und müssen entsprechend in den Produktionsablauf eingelastet werden.

Am Ende der Produktionslinie erfolgt eine Qualitätssicherung, bei der die Fahrzeuge eine Teststrecke durchfahren. Nach erfolgreichem Abschluss wird das Fahrzeug an die Verpackungs- und Versandstation übergeben.

Der gesamte Produktionsprozess ist für jedes Produkt dokumentiert, um die Verfolgbarkeit eines Auftrags zu ermöglichen. Daten von Arbeitsplätzen, Maschinen und Montagelinie werden ggf. in Echtzeit in einer Fabrik-Cloud verarbeitet, die auch für die Interauftragskommunikation genutzt wird. Hierzu wird ein modifiziertes Kommunikationsprotokoll verwendet, das aber auch mit nicht modifizierten Komponenten gemischt einsetzbar ist. Die Cloud überwacht die Aufträge und zugehörige spezifische Informationen und kommuniziert mit den unterlagerten CPS. So lässt sich der Materialfluss dezentral durch diese CPS selbst organisieren und die Fertigungsaufträge geben über die Cloud selbst vor, was an den einzelnen Stationen mit ihnen geschehen soll. Die Kommunikation zwischen den Aufträgen wird möglich. Gleichzeitig wird der gesamte Prozess dokumentiert.

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