2015 12 18 Folie UseCases

 

 Übersicht Use Cases

 

 

 

Prof. Dr.-Ing. Eberhard Abele zu Industrie 4.0

Industrie 4.0 wird die Fabrik von morgen erneuern und Potenzial für Qualitätsverbesserung, Kostenoptimierung mit einer Flexibilität und Wandelbarkeit liefern. Es kommt nun darauf an dem Mittelstand Potenzial und Lösungswege an konkreten Beispielen zu zeigen.

 

 

Prof. Dr.-Ing. Joachim Metternich zu Industrie 4.0

  • Wie passen Lean und Industrie 4.0 zusammen?
  • Was kann man sich unter dem Kompetenzzentrum Mittelstand 4.0 vorstellen?
  • Welche Unternehmen profitieren? Wird sich Industrie 4.0 dementsprechend etablieren?

 

 
 

 

Bauteil als Informationsträger

Der zentrale Use Case (Use Case 0) beschäftigt sich mit dem Datenmanagement und dem Bauteil als Informationsträger, da zur Realisierung einer effizienten und zukunftsorientierten Produktion im Sinne von Industrie 4.0 die Erfassung und die Verarbeitung der Daten, die während der Wertschöpfung anfallen, als besonders wichtig zu sehen sind. Für die Umsetzung einer medienbruchfreien, digitalen und idealerweise automatischen Datenerfassung ist neben der Integration notwendiger Sensoren in die Produktion auch die Kommunikation zwischen allen beteiligten Systemen und Betriebsmitteln notwendig.

 

 

Papierlose Qualitätssicherung

In Use Case 1 wird eine papierlose, prozesssichere und automatisierte Qualitätssicherung in der manuellen Montage des Pneumatikzylinders demonstriert. Eine konkrete Umsetzung erfolgt an einer Schraubstation. Die elektronische Schraubstation wird erst freigeschaltet, wenn die vorgeschaltete Qualitätskontrolle das Bauteil als „in Ordnung“ freigegeben hat. Anschließend wählt die Schraubstation, entsprechend der vorliegenden Variante, ein entsprechendes Schraubprogramm aus und dem Werker wird eine Arbeitsanweisung angezeigt wie er seinen Auftrag auszuführen hat. Bei der Montage des Zylinders werden zusätzlich Prozesskennzahlen zum Qualitätsnachweis, z.B. Drehmoment oder Streckgrenze, erfasst und der Identifikationsnummer des aktuell in der Bearbeitung befindlichen Pneumatikzylinders zugewiesen. Die Durchgängigkeit der prozessbegleitenden Dokumentation der Produktqualität sowie der Prüfergebnisse ermöglicht eine ganzheitliche Nachverfolgbarkeit auf Produktebene.

 

 
 

 

Digitales Wertstromabbild

Um zu jedem Zeitpunkt in Echtzeit alle relevanten Informationen über den Prozess zu erhalten, beschäftigt sich Use Case 2 mit der Erstellung eines „Digitalen Wertstromabbildes“. In diesem werden alle relevanten Informationsflüsse über den gesamten Wertstrom vernetzt – realisiert durch das Bauteil als Informationsträger sowie die Integration von Sensorik und Maschinendaten. Die anwendergerechte Visualisierung und Verknüpfung dieser bisher getrennt erhobenen und eingesetzten Daten stellt die Grundlage zur schnellen Aufdeckung von Potenzialen zur Effizienzsteigerung dar.

 

 

Condition Monitoring

Ziel von Use Case 3 ist das Aufzeigen verschiedener Wegbereiter, um die Daten für ein echtzeitfähiges Abbild der Güte des Bearbeitungsprozesses (spanende Bearbeitung) abzugreifen. Unter der Güte des Bearbeitungszustands wird hier die Kontrolle von drei Zuständen verstanden: Produktzustand, Prozesszustand und Maschinenzustand.

 

 
 

 

Flexibles intelligentes Werkerassistenzsystem

Durch die Implementierung von Lösungen und Ansätzen der Industrie 4.0 erfährt die Rolle der Beschäftigten im innerbetrieblichen Produktionsumfeld einen erheblichen Wandel. Der Fokus des Use Cases „flexible intelligente Werkerassistenzsysteme“ liegt darauf, den Beschäftigten mithilfe eines sozio-technischen Gestaltungsansatzes die Lösungsansätze von Industrie 4.0 zur Verfügung zu stellen und die dadurch erzielbaren Vorteile näher zu bringen. Hierbei sollen Montageinformationen aus dem 3D-CAD-System erstellt und zur Montage von geringen Losgrößen dem Beschäftigten interaktiv und bedarfsgerecht zur Verfügung gestellt werden. Bestandteile der Umsetzung sind – neben der intelligenten Vernetzung aller Komponenten des Montagearbeitsplatzes – Systeme zur visuellen Unterstützung und Steuerung im Montageprozess. Dabei findet ein bidirektionaler Informationsfluss zwischen System und Beschäftigtem statt.

 

 

Individualfertigung

Use Case 5 ist ein vom restlichen Wertstrom der Prozesslernfabrik CiP abgekoppelter Demonstrator für die kundenspezifische und variantenreiche Montage. In dem Demonstrator wird ein Getriebemotor in mehreren Varianten montiert. Die entsprechende Variante wird durch einen Produktkonfigurator vom Kunden definiert und diese Information wird direkt auf dem Bauteil gespeichert. Zur Verwirklichung der Montage ruft das Bauteil per RFID ein nichtlineares Assistentssystem für den entsprechenden Werker auf, der damit die Möglichkeit erhält die gewünschte Motorkonfiguration zu bauen. Die Daten die während der Bearbeitung entstehen, wie Montage- und Schraubprotokolle, werden in der Cloud gespeichert und können durch die RFID-Identifikation eines einzelnen Motors abgerufen werden. Auf diese Weise bleiben die Daten sowohl für den Kunden als auch internen Abteilungen wie der Qualitätssicherung dauerhaft verfügbar.

 

 
 

 

Digitales Shopfloor Management

Im Umfeld der vernetzten Fabrik stehen die Mitarbeiter komplexen IT-Systemen und autonom agierenden Maschinen gegenüber und müssen neben deren Überwachung gleichzeitig als flexibler und kreativer Problemlöser agieren. Ein Instrument zur Unterstützung der Mitarbeiter in diesem Prozess bildet das Shopfloor Management. Durch die Digitalisierung der Prozesslernfabrik CiP stehen Echtzeitdaten zur Verfügung, welche die Entwicklung eines digitalen Shopfloor Managements möglich machen. Dieses dient als zentrale Kommunikations- und Kollaborationsplattform für die Mitarbeiter auf dem Shopfloor in ihren täglichen Aufgaben. Bei der Entwicklung wurden sowohl funktionale Anforderungen an die Benutzerführung und Visualisierung, als auch die kontextsensitive Informationsbereitstellung berücksichtigt.