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Industrie-4.0-Vorführanlage des DFKI (auf der Hannover Messe 2015): Interesse in den letzten Monaten stark gestiegen
Industrie-4.0-Vorführanlage des DFKI (auf der Hannover Messe 2015): Interesse in den letzten Monaten stark gestiegen (Bild: DFKI)

Automatische Fabrik stellt Visitenkartenetuis her

Auf einer Straße mit Modulen von - zum Teil konkurrierenden - Anlagenherstellern wurde auf der Hannover Messe 2015 ein Visitenkartenetui produziert, mit einem Boden aus Kunststoff und einem farbigen Deckel aus Metall. Den Deckel zierte ein QR-Code, in den die Daten der Visitenkarten kodiert waren. So können die Karten nachgedruckt werden, wenn sie aufgebraucht sind.

Alle für die Herstellung nötigen Daten sind auf einem Funkchip (Radio Frequency Identification, RFID) hinterlegt, der auf dem Boden des Etuis angebracht ist. Die Daten werden an einem Computer eingegeben. Am ersten Modul wird der Produktträger vorbereitet, auf den das zweite Modul den Boden mit dem RFID-Chip legt. Dann geht die Reise los.

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Zwei Maschinen überprüfen die Qualität

Die dritte Maschine setzt eine Klammer ein, die die Visitenkarten festhält, die vierte montiert den Gehäusedeckel, der in mehreren Farben zur Auswahl steht. Die fünfte Maschine ist ein Laser, der den Code auf den Deckel graviert, Maschine Nummer sechs prüft, ob der Deckel die gewünschte Farbe hat und der QR-Code lesbar ist. Nach der optischen folgt eine weitere Qualitätskontrolle: Das Produkt wird gewogen. So wird geprüft, ob es komplett ist.

Jedes Modul hat den RFID-Chip ausgelesen und die erforderlichen Arbeiten durchgeführt. "Das Produkt holt sich seinen Service an jedem Modul, an jeder Maschine ab", erklärt Christian Heyer, Sprecher vom DFKI in Kaiserslautern, im Gespräch mit Golem.de. Eine solche dezentrale Steuerung ermöglicht eine hohe Flexibilität.

Ein Roboter bringt mehr Farben in die Produktion

So könne beispielsweise ein Roboter an eines der Module angedockt werden, der Hüllen mit einer anderen Farbe in die Straße einfüge. Im Wiegemodul könne der Prozess so verändert werden, dass ein Flaschenöffner oder eine USB-Karte hinzugefügt werde. "Wir haben auf einmal ganz andere Produktvarianten", sagt Heyer. Das Prinzip nennen die DFKI-Forscher "Plug-and-Produce": Eine Maschine wird in einen Produktionsprozess eingefügt, und das funktioniert umgehend - vergleichbar dem Plug and Play beim heimischen Computer.

Das Modell ist aber noch eine recht einfache Variante. In einer Fabrik könnte das Spiel sehr viel komplexer aussehen. Die Aufgabe könnte etwa sein, ein Loch in ein Werkstück zu bohren. Die Anlage teilt diesem mit, welche Komponenten das können - standardmäßig macht das die Bohrmaschine, das kann aber auch ein Laserschneider erledigen. "Das System fällt eine Entscheidung, auf welche Anlage das Produkt kommt und das Loch gebohrt wird", sagt Fraunhofer-Forscher Seidelmann.

Viele Parameter machen das System komplexer

Diese Entscheidung kann einfach sein - eben die zwischen der Bohrmaschine und dem Laserschneider. Es können aber auch viele weitere Parameter und Rahmenbedingungen einfließen, die die Entscheidung sehr komplex machen: Sind beide Maschinen einsatzbereit? Wie hoch sind die Kosten des Bohrers oder des Laserschneiders? Wie viele Werkstücke warten schon? Muss das Produkt dringlich fertiggestellt werden? Dann würde vielleicht die schnellere Variante gewählt, auch wenn diese teurer ist. Ist die Fertigstellung weniger dringlich, wählt das System die langsamere, aber günstigere Variante. Wenn es an einem anderen Standort eine Maschine gibt, die günstiger bohrt: Wie ist die Ersparnis der Kosten in Bezug auf die Transportkosten? Und wird bei einem Transport das Produkt rechtzeitig fertig?

Die Anzahl der Bedingungen und damit die Komplexität lässt sich wahrscheinlich noch beliebig steigern. Ein wichtiger Faktor für die Komplexitätssteigerung ist die Globalisierung: Unternehmen produzieren seit einiger Zeit für unterschiedliche Märkte, die alle unterschiedliche Anforderungen haben: Käufer in den USA bevorzugen ein anderes Produktdesign oder eine andere Ausstattung als Käufer in Europa oder in den verschiedenen asiatischen Ländern.

Kunden wünschen personalisierte Produkte

Gleichzeitig wünschen sich Kunden seit einiger Zeit mehr personalisierte Produkte - also individuelle Varianten für ein Produkt, das eigentlich in großen Massen hergestellt wird. Von einer solchen Komplexität aber wären Mensch und Zentralcomputer endgültig überfordert. Das lasse sich nur noch mit solchen dezentralen Systemen bewältigen, sagen die Experten.

Die dezentralen Systeme funktionieren allerdings nur dann, wenn genug Daten zur Verfügung stehen.

 Industrie 4.0: Wenn das Werkstück der Maschine Anweisungen gibtMaschinen sammeln Daten 

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Cok3.Zer0 12. Mai 2015

Bei der Platinenherstellung gibt es bereits Losgröße Eins, man kann individuell...

mich 11. Mai 2015

Das klingt ungefähr, als würdest du sagen "Brötchen sind out - Backwaren sind...

deadeye 08. Mai 2015

Mit einer Schraube wird das kaum realisierbar sein. Nimm irgendein Produkt, dass z.B...

Booth 08. Mai 2015

Dazu der passende Mini-Film auf Youtube, der das ganze noch viel drastischer und...



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