Vernetze Fabrik Leistungszentrum
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Leistungszentrum »Digitale Vernetzung« auf der Hannover Messe 2018

Gebündeltes Know-how für die digital vernetzte Produktion

Die Produktionsarbeit wird mit den Möglichkeiten der Digitalisierung in der Fabrik der Zukunft komplett neu gestaltet: Industrie 4.0 eröffnet neue Chancen der Mensch-Technik-Kooperation zur Steigerung der Effizienz bei der Arbeit an Produktions- und Fertigungsanlagen. Das Exponat des Leistungszentrums Digitale Vernetzung zeigt auf der Hannover Messe vom 23.-27. April 2018 in Halle 2 am Stand C22, wie Unternehmen mit Zukunftstechnologien die digitale Transformation erfolgreich implementieren können.

Demonstrator des Leistungszentrums Digitale Vernetzung: Smarte Produktionsumgebung

Mittelpunkt der smarten Produktionsumgebung ist ein Robotersystem, an dem die Zukunftstechnologien »gestenbasierte Roboterprogrammierung«, »digitale Assistenzsysteme für Anlage und Prozess«, »Simulation und Synchronisation mit dem digitalen Zwilling«, »Informationsvisualisierung in der Anlagenumgebung durch Augmented Reality« und »Überwachung durch Sensorik und Edge-basiertes Zustandsmonitoring« zur durchgängigen Unterstützung der Produktionsarbeit demonstriert werden. So kann am realen Beispiel erprobt werden, welche Potenziale sich aus dem Einsatz und der Kombination von Technologien der Digitalisierung und Vernetzung ergeben. Unternehmen können geeignete Teilprozesse vor Ort erleben und testen.

In einem Szenario für mobiles kontextbasiertes Arbeiten von Werker und Instandhalter werden multimediale Interaktion und Kooperation mit dem Anlagensystem demonstriert. Die Kopplung der Anlage und Prozesse mit ihren virtuellen digitalen Abbildern und Modellen erfolgt in Echtzeit. Mit geeigneten AR-Visualisierungstechniken wird Assistenz in die Arbeitsumgebung integriert. Dabei werden insbesondere die mobile Bereitstellung kontextbasierter Informationen für Mitarbeiter in ihrer jeweiligen Aufgabensituation und der Umgebung sowie neue Möglichkeiten der multimedialen und multimodalen Interaktion und Kooperation mit den Anlagensystemen selbst thematisiert. Wesentliche Funktionen sind die Einbettung und der Abgleich der virtuellen digitalen Abbilder und Modelle mit den Anlagen und Prozessen der realen Welt. Die Ergebnisse aus der Prozess- und Simulationsauswertung werden mit geeigneten Visualisierungstechniken direkt in die Arbeitssituation und reale Umgebung eingebettet.

Gestenbasierte Roboterprogrammierung

Der Messedemonstrator verwendet eine hochautomatisierte Programmerzeugung. Dies ermöglicht eine schnelle Parametrisierung der Roboterbahn. Mit SPS und einem passend entwickelten Softwareinterface wird ein älteres Robotermodell in die moderne Fertigungsumgebung eingebunden. Dies erlaubt die Integration neuer, in Hochsprachen entwickelter Bildverarbeitung und stellt die Grundlage für die präsentierte gestenbasierte Programmierumgebung. 

Digitale Produktions- und Maintenance-Assistenz

In Produktion und Service behindern sowohl zu wenige als auch zu viele Informationen effiziente Prozesse. Assistenzsysteme, die Mitarbeiter kontextbezogen und interaktiv unterstützen, machen Prozesse effizienter. Sie entlasten von nichtwertschöpfenden Tätigkeiten und führen zielgerichtet durch den Prozess. Auf der Messe führt ein mobiles Assistenzsystem den Besucher interaktiv durch den Showcase und nutzt dabei Informationen von allen beteiligten Systemen.

Virtueller Fabrikzwilling

Die Erweiterung des digitalen Fabrikzwillings durch Virtual-Reality-Komponenten ermöglicht die Integration eines weiteren systemrelevanten Faktors: den Menschen. Durch die Spiegelung des Fabrikzwillings in eine virtuelle Umgebung wird die Anlage für den Anlagenplaner begehbar, erlebbar und interaktiv bedienbar. Das ermöglicht neben der Absicherung von Human Factors, wie Montierbarkeit und Sicherheitsüberprüfungen, eine visuelle Analyse des Anlagenverhaltens und der Werkstückverarbeitung.

Augmented Reality und Objekterkennung

Wir verwenden die Technologie der Augmented Reality (AR) in Verbindung mit Interaktion und Objekterkennung. Das System erkennt in unserem Exponat die exakte Lage eines Werkstücks, die AR-Projektion reichert das Werkstück und die Arbeitsfläche mit Informationen an, und der Nutzer kann per Fingerzeig auf das Objekt definieren, an welcher Stelle das Werkstück vom Roboter bearbeitet werden soll.

Schlüsselkomponente »Modularer Sensorbaukasten«

Zur einfachen und schnellen Erprobung von Hardware- Prototypen steht ein modularer Sensorbaukasten zur Verfügung. Angepasst an den konkreten Anwendungsfall werden aus voll funktionstüchtigen Modulen autonome Sensoren kostengünstig und in kürzester Zeit aufgebaut. Dabei können auch sehr spezifische Sensoren, zum Beispiel Radarsensoren, in das modulare System eingebunden und nutzbar gemacht werden. Über eine intuitiv bedienbare Nutzerschnittstelle können notwendige Konfigurationen an den Modulen vorgenommen.

Zeit-deterministische Netzwerke und Edge Computing

Time-Sensitive Networking (TSN), ein offener Standard für deterministische, zeit-synchrone Netzwerke, hält Einzug in die Fabrik. Damit wird der Einsatz vieler verschiedener proprietärer Feldbussyteme obsolet. Im Exponat erlaubt TSN die direkte Anbindung der Produktionsumgebung an Cloud- und Edge-Plattformen (für den Einsatz von MES- und ERP-Systemen) – mit niedriger Latenz und als einheitliches Netz.