Wertstromkinematik

Projektziele

Der Trend zur individualisierten Produktion und Massenanpassung erfordert neue Konzepte für Produktionssysteme. Unternehmen, die auf flexible Fertigung setzen, sind zwar in der Lage, individuelle Produktionsbedürfnisse zu erfüllen, werden aber oft mit Wettbewerbern verglichen, die hocheffiziente automatisierte Produktionslinien einsetzen. Dies führt häufig zu der Frage, ob man sich für statische Produktionslinien mit hoher Produktivität oder für die flexible Fertigung mit geringerer Effizienz entscheiden soll.

Um dieses Problem zu lösen, verfolgt die Wertstromkinematik ein grundlegend neues Produktionssystemkonzept, das einen hohen Automatisierungsgrad mit hoher Flexibilität verbindet. Es basiert auf der Idee, ganze Produktionsabläufe mit einer universellen roboterähnlichen Kinematik zu realisieren. Austauschbare Endeffektoren mit verschiedenen Werkzeugen und Sensoren sowie Roboterkopplungseinheiten ermöglichen es den Kinematiken, verschiedene Bearbeitungsschritte wie additive Fertigung, Trennen, Fügen sowie Qualitätssicherungsschritte durchzuführen. Gleichzeitig erlaubt der Aufbau von Produktionssystemen auf Basis dieser Kinematiken eine flexible Abbildung von Wertströmen und und vereinfacht die Rekonfiguration des Produktionssystems.

ITIV-Beteiligung

Das Wertstromkinematik Konzept führt zu neuen Herausforderungen an die Datenverarbeitungs- und Maschinensteuerungsarchitektur. Die Komponenten der Steuerungs- und Datenverarbeitungssoftware werden komplexer und müssen online hinzugefügt oder entfernt werden, wenn sich das Produktionssystem ändert. Gleichzeitig muss diese Software auf Edge-Units im Netzwerk des Produktionssystems gehostet werden, da Echtzeit- und Latenzanforderungen eine Verlagerung in die Cloud verhindern. Daher untersucht das ITIV grundlegende Softwarearchitekturkonzepte für Edge-Units, die eine flexible Integration und Bereitstellung von Softwarekomponenten und -diensten ermöglichen und den Einsatz von FPGA-basierten Hardwarebeschleunigern zur Beschleunigung komplexer Datenverarbeitungsaufgaben erlauben.