20.11.2019

Praxistaugliche Ergebnisse aus Forschungsprojekten

Feuertaufe bestanden

Selbstoptimierende Maschinen, intelligente Automatisierung und neue Geschäftsmodelle: Im Netzwerk it´s OWL entwickeln 200 Unternehmen und Forschungseinrichtungen neue Technologien und Verfahren für die Produktion der Zukunft. Abgeschlossene Projekte leisten bereits heute einen Beitrag für die Wettbewerbsfähigkeit im Maschinenbau und in der Elektrotechnik. Einige solche Lösungen werden auf der SPS in Nürnberg gezeigt.


Durch wandlungsfähige Produktionstechnik können Aufwand für Entwicklung, Engineering und Fertigung reduziert werden.
Bild: OstWestfalenLippe GmbH

"Um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen produzierende Unternehmen die Intelligenz in ihren Produkten und ihrer Fertigung erhöhen und neue Kundenzugänge erschließen", betont Prof. Dr. Roman Dumitrescu, Geschäftsführer it´s OWL Clustermanagement. Im Cluster bündle man dazu die Kompetenz und Erfahrung von Anbietern und Forschungseinrichtungen. "Bis 2018 haben wir 47 Projekte im Umfang von 100Mio.€ umgesetzt. Daraus sind viele neue Produkte und Geschäftsmodelle für die Praxis entstanden."

Die fühlende Maschine

So z.B. eine Maschine, die den Teig fühlt und knetet wie ein Bäcker. Um die Voraussetzungen hierfür zu schaffen hat, der Bäckereimaschinen-Hersteller WP Kemper gemeinsam mit der FH Bielefeld und der Universität Paderborn das Projekt "Intelligenter Knetprozess" umgesetzt. Auf Basis von Analyse und Simulation wurde eine Sensorik entwickelt, die den Teigzustand während des Knetens kontinuierlich ermittelt und bewertet. Die zweite wichtige Komponente ist eine intelligente Steuerung, über die das Wissen erfahrener Bäcker nutzbar gemacht wird. Auf Basis dieser Ergebnisse ist die neue Knetmaschine Kronos digital entstanden. Sie beendet den Prozess eigenständig zum passenden Zeitpunkt und ermöglicht damit reproduzierbare Teigqualität. Als Bestandteil einer Kooperation zwischen WP Kemper und Zeppelin Systems verbindet die Lösung das Chargenkneten mit kontinuierlichem Kneten und Dosieren.

Reduzierte Prozesszeit

Gemeinsam mit Forschungseinrichtungen und Industriepartnern hat Beckhoff Automation Ansätze für Scientific-Automation erforscht. Kern der neuen Steuerungstechnik sind Many-Core-IPCs, durch deren Anwendung die Prozesszeit in Testanwendungen bereits um zehn Prozent reduziert werden konnte. Die Lösung bietet ausreichend Rechenleistung zur Integration von Messtechnik, Condition Monitoring, Analyse- und Lernverfahren. Das ermöglicht es z.B. Schwingungen, Temperaturen oder Drücke hochpräzise zu erfassen und ohne Verlustzeiten direkt in der Steuerung zu analysieren. Das Tool Twincat Analytics erstellt ein komplettes zeitliches Abbild des Prozesses und der Produktionsdaten. Dadurch werden umfassende Zustandsanalysen, vorausschauende Wartung sowie hocheffiziente Produktion möglich. Der Einsatz der Lösung führt bereits bei einem Sägemodul zu einer Energieeinsparung bis 17 Prozent sowie zur Reduzierung von Verschleiß und Geräuschemissionen.

Wandlungsfähige Produktion

Phoenix Contact hat sich in dem Projekt 'Automation für wandlungsfähige Produktionstechnik' gemeinsam mit Fraunhofer IOSB-INA und der TH OWL eine einfache Rekonfiguration von Produktionsanlagen zum Ziel gesetzt. Bestehende Planungsmethoden und Schnittstellen wurden um ein selbstoptimierendes, interagierendes Verhalten zwischen Anwender, Maschine, Automatisierung und Bedienung erweitert. Das Ergebnis war ein Demonstrator zur durchgängigen digitalen Planung der Elektroinstallation von Maschinen und Anlagen. Durch einen modularen Ansatz werden eine einfache Skalierung des Automatisierungsgrads und die Integration neuer Fertigungstechnologien ermöglicht. Das sichert die schnelle und einfache Reaktion auf veränderte Marktsituationen. Die Schnittstellen des Fertigungsleitsystems stellen zudem den einfachen Datenaustausch mit bestehenden Systemen und der Steuerungstechnik sicher. Die Datenkette mittels eines digitalen Artikels vereinfacht den Engineering- und Fertigungsprozess für den Anwender, reduziert den Entwicklungsaufwand, verkürzt Produktionsanläufe und ermöglicht einen automatisierten Produktionsablauf.

Empfehlungen der Redaktion

Sensorlösung ohne Kabel

Mit Transferprojekten hat das Unternehmen Steute die Grundlage für die neue kabellose Sensor/Netzwerk-Lösung Nexy gelegt. Basis ist das Low-Power-Funknetzwerk sWave.NET für die energieeffiziente kabellose Übertragung von Sensordaten. Es erlaubt z. B. die Einbindung von mobilen E-Kanban-Regalen und FTSen in übergeordnete IT-Systeme. Über Access Points und eine Sensor Bridge als Middleware wird die durchgängige Kommunikation der Sensoren mit der Unternehmens-IT sichergestellt. Dabei bietet das proprietär für diese Anwendungen entwickelte Funkprotokoll spezifische Vorteile wie einen Deep-Sleep-Modus mit kurzer Aufweckzeit oder einen sehr geringen Energieverbrauch. Diese Lösung kommt insbesondere in der Intralogistik bereits zum Einsatz.

Geschäftsmodell für Data Analytics

Als Ansatz in Richtung IoT hat Weidmüller Lösungen für die Diagnose und Selbstoptimierung von Produktionsanlagen entwickelt. Zusammen mit der Universität Paderborn, der Hochschule OWL sowie dem Fraunhofer IEM bzw. IOSB-INA sind Lösungen entstanden, mit denen Unregelmäßigkeiten in Stanz/Biege-Prozessen, aber auch allgemeine Anomalien von Maschinen und einzelnen Komponenten erkannt und eigenständig Korrekturmaßnahmen abgeleitet werden können. Die Arbeiten im Projekt legten den Grundstein dafür, das Feld der Datenanalyse und den damit verbundenen Nutzen für industrielle Anwendungen zu erschließen. Das anvisierte Modell ist der Verkauf von Maschinen- und Anlagenverfügbarkeit, der mithilfe von Services wie Predictive Maintenance und Condition Monitoring realisiert werden soll. Das Portfolio wird sukzessive um weitere Analysebausteine erweitert.

Systemlösung für kollaborative Robotik

Aus der Zusammenarbeit in den Projekten sind bereits über 40 Unternehmen gegründet worden, so z.B. das Startup Unchained Robotics. Mit dessen Systemlösung aus Kamera, Software und kollaborativen Robotern können Anwender die Fertigungskosten in der manuellen Bestückung von Platinen in der Leistungselektronik reduzieren. "Wir sind überzeugt, dass Mensch und Maschine in der digitalen Fabrik eng zusammenarbeiten", erklärt Geschäftsführer Mladen Milicevic. "Durch intelligente Bildanalyse und den Einsatz von Cobots können wir Fertigungsprozesse flexibel, schnell und sicher automatisieren."

Technologien für den Mittelstand

Aktuell erschließen Unternehmen und Forschungseinrichtungen in fünf Leitprojekten des Clusters it´s OWL Schwerpunktthemen zu maschinellen Lernen, Big Data in der Produktion, dem Digital Twin, digitalen Plattformen und der Arbeitswelt der Zukunft.

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