Factory-X – souveräner Datenraum für den Maschinen- und Anlagenbau

Das Ziel: Flexible, modulare Produktionsumgebungen

Der Wunsch, Produkte gemäß Kundenanforderungen zu individualisieren, und verkürzte Produktlebenszyklen erfordern eine Flexibilisierung und Modularisierung der Produktionsumgebungen. Der vom Fraunhofer IOSB geleitete Anwendungsfall Modulare Produktion adressiert zwei Bereiche:

• die optimierte und automatisierte Rekonfiguration einzelner Maschinen 
• eine agile Produktionsablaufsteuerung, die auf einer Selbstbeschreibung der modularen Produktionsressourcen basiert und die Ausführung fortlaufend optimiert.
   

Fokus auf optimierte Ablaufsteuerung

Das Fraunhofer IOSB arbeitete in diesem Anwendungsfall insbesondere an einer für modular organisierte Produktionsumgebungen optimierten Ablaufsteuerung. In einem ersten Schritt wird es möglich sein, Aufträge aus dem ERP durch eine erweiterte Selbstbeschreibung für eine vollautomatische Ausführung anzureichern.

In dem Projekt wird an mehrstufigen Planungs- und Optimierungsverfahren gearbeitet, damit die Ablaufsteuerung adaptiv auf Feldzustände und Ausfälle reagieren kann. Insbesondere sollen Zustandsinformationen, die über die offenen Standards OPC UA und Industrie-4.0-Verwaltungsschale (AAS) bereitgestellt werden, direkt in die Entscheidungsfindung einfließen.

Ihr Kontakt zu diesem Thema:

Andreas Ebner, Gruppenleiter Adaptive Produktionssysteme

Zielsetzung: Schnell alternative Lieferanten finden − Lieferketten resilienter machen

Manufacturing as a Service (MaaS) unterstützt den Wandel, hin zu flexiblen und resilienten Lieferketten. Durch den automatisierten Abgleich von benötigten und verfügbaren Fertigungskapazitäten, Werkzeugen und Materialbeständen hilft das Konzept MaaS den Herstellern, alternative Lieferanten schnell und einfach zu finden. So werden neue Lieferketten effizienter aufgebaut und die Widerstandsfähigkeit gegenüber unerwarteten Störungen gestärkt – ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer resilienten Produktionsumgebung.
 

Manufacturer Information Service: Angebote und Fertigungskapazitäten sichtbar machen

Die Abteilung Informationsmanagement und Leittechnik (ILT) des Fraunhofer IOSB unterstützt diesen Ansatz als wissenschaftlicher Partner. Mit der Entwicklung des Manufacturer Information Service (MIS) schaffen wir eine digitale Lösung, die Herstellern ermöglicht, ihre Angebote und Fertigungskapazitäten gezielt sichtbar zu machen. Das MIS erleichtert das Matchmaking zwischen Anbietern und potenziellen Abnehmern und vereinfacht so die Suche nach neuen Partnern und Lieferketten.

Mit MaaS und dem MIS profitieren Unternehmen von einer flexiblen, zukunftssicheren Lieferkettenmanagement und einem optimierten Zugang zu Produktionsressourcen.

MIS bei Github

Ihr Kontakt zu diesem Thema:

Felix Schöppenthau, Gruppe Modellbildung und Vernetzung  

Klimaschonende und netzdienliche Optimierung der Produktion

Unser Ilmenauer Institutsteil Fraunhofer IOSB-AST ist im Use Case »Energy Consumption and Load Management« aktiv. Dabei geht es um die Optimierung des Energieeinsatzes, die Verringerung des CO2-Fußabdruckes und eine netzdienliche Produktion, wobei Industrieunternehmen und die Engergiewirtschaft über einen Datenraum verbunden werden sollen.

Das Fraunhofer IOSB-AST erarbeitet dabei die Capability »Load Management«, die energetische Flexibilitäten aus den Produktionsprozessen mit vor-Ort verfügbaren Flexibilitäten durch Energiespeicher zusammenführt. Die hieraus resultierenden Flexibilitäten können zur Erhöhung der Eigenversorgung, zur Vermeidung von Lastspitzen oder als Angebot an Energieversorger und Netzbetreiber genutzt werden. Dazu werden zunächst die Produktionsprozesse und das gesamte Energiesystem eines Unternehmens analysiert. Anschließend werden die Anforderungen an die Referenzarchitektur erarbeitet und die Capability Load Management validiert. In Zusammenarbeit mit DMG MORI wird ein Umsetzungskonzept für ein ganzheitliches Energiemanagement entwickelt.

Mehr Informationen und Kontakt zu diesem Thema:

Factory-X-Projektseite des Fraunhofer IOSB-AST

Unterstützung der Kreislaufwirtschaft durch digitale Zwillinge

Ziel des Anwendungsfalls ist die Verlängerung der Verweildauer von Maschinen und Komponenten im Wertschöpfungsnetzwerk. Dazu muss die Informationslücke bezüglich der Produktzustandsdaten geschlossen werden. Diese Lücke entsteht durch fehlende Möglichkeiten zur kontinuierlichen Datenerhebung und zum standardisierten Datenaustausch zwischen Unternehmen. Auf der Basis von grundlegenden Standards wird eine R-App entwickelt, die R-Szenarien zur Weiter- oder Zweitverwertung von Komponenten und Maschinen evaluiert und empfiehlt.

Die Abteilung Informationsmanagement und Leittechnik (ILT) berät im Use Case »Circular Economy« als wissenschaftlicher Partner zu digitalen Ökosystemen wie Digitale Zwillinge auf der Basis von AAS (Asset Administration Shell) und ist aktiv an der Datenmodellierung beteiligt. Dabei ist ein Ziel aus den anwendungsspezifischen Daten ein generisches Datenmodell für die Kreislaufwirtschaft abzuleiten, das anschließend bei der Industrial Digital Twin Association (IDTA) in die Standardisierung gebracht werden kann. Dies ermöglicht eine langfristige Nutzung des Datenmodells, wovon sowohl Projektpartner als auch externe Unternehmen profitieren können. Darüber hinaus stellt die Abteilung ILT den FA³ST Service bereit, der bei der Softwareentwicklung der R-App als AAS Server genutzt werden kann.

Ihr Kontakt zu diesem Thema:

Dr.-Ing. Michael Baumann, Gruppe Smarte Fabriksysteme