Fraunhofer IPK

Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik

Digital integrierte Technologien

Der Mehrwert der digitalen Vernetzung lässt sich nur dann nutzen, wenn die Systeme verschiedenster Fachdomänen von Soft- und Hardwareentwicklung bis zu Funk- und Vernetzungstechnik als integrierte Gesamtlösung funktionieren. Das Leistungszentrum »Digitale Vernetzung« macht mit modularen und skalierbaren Lösungen deutlich, dass das Internet der Dinge und Industrie 4.0 für Unternehmen jeder Größe ökonomisch umsetzbar sind – vom Start-up über den Mittelstand bis zum Großkonzern. In unserem Exponat greifen Technologien und Lösungen aller beteiligten Partner zuverlässig ineinander.

Gestenbasierte Roboterprogrammierung

Der Messedemonstrator verwendet eine hochauto­matisierte Programmerzeugung. Dies ermöglicht eine schnelle Parametrisierung der Roboterbahn. Mit SPS und einem passend entwickelten Soft­ware­interface wird ein älteres Robotermodell in die moderne Fertigungsumgebung eingebunden. Dies erlaubt die Integration neuer, in Hochsprachen entwickelter ­Bildverarbeitung und stellt die Grundlage für die präsentierte gestenbasierte Programmierumgebung.

Digitale Produktions- und Maintenance-Assistenz

In Produktion und Service behindern sowohl zu wenige als auch zu viele Informationen effiziente Prozesse. Assistenzsysteme, die Mitarbeiter kontextbezogen und interaktiv unterstützen, machen Prozesse effizienter. Sie entlasten von nichtwertschöpfenden Tätigkeiten und führen zielgerichtet durch den Prozess. Auf der Messe führt ein mobiles Assistenzsystem den Besucher interaktiv durch den Showcase und nutzt dabei Informationen von allen beteiligten Systemen.

Virtueller Fabrikzwilling

Die Erweiterung des digitalen Fabrikzwillings durch Virtual-Reality-Komponenten ermöglicht die Integra­tion eines weiteren systemrelevanten Faktors: den Menschen. Durch die Spiegelung des Fabrikzwillings in eine virtuelle Umgebung wird die Anlage für den Anlagenplaner begehbar, erlebbar und interaktiv bedienbar. Das ermöglicht neben der Absicherung von Human Factors, wie Montierbarkeit und Sicherheitsüberprüfungen, eine visuelle Analyse des Anlagenverhaltens und der Werkstückverarbeitung.

Augmented Reality und Objekterkennung

Wir verwenden die Technologie der Augmented Reality (AR) in Verbindung mit Interaktion und Objekterkennung. Das System erkennt in unserem Exponat die exakte Lage eines Werkstücks, die AR-Projektion reichert das Werkstück und die Arbeitsfläche mit Informationen an, und der Nutzer kann per Fingerzeig auf das Objekt definieren, an welcher Stelle das Werkstück vom Roboter bearbeitet werden soll.

Schlüsselkomponente »Modularer Sensorbaukasten«

Zur einfachen und schnellen Erprobung von Hardware-Prototypen steht ein modularer Sensorbaukasten zur Verfügung. Angepasst an den konkreten Anwendungsfall werden aus voll funktionstüchtigen Modulen autonome Sensoren kostengünstig und in kürzester Zeit aufgebaut. Dabei können auch sehr spezifische Sensoren, zum Beispiel Radarsensoren, in das modulare System eingebunden und nutzbar gemacht werden. Über eine intuitiv bedienbare Nutzerschnittstelle können notwendige Konfigurationen an den Modulen vorgenommen und die Systeme in Betrieb genommen werden. 

Zeit-deterministische Netzwerke und Edge Computing

Time-Sensitive Networking (TSN), ein offener Standard für deterministische, zeit-synchrone Netzwerke, hält Einzug in die Fabrik. Damit wird der Einsatz vieler verschiedener proprietärer Feldbussyteme obsolet. Im Exponat erlaubt TSN die direkte Anbindung der Produktionsumgebung an Cloud- und Edge-Plattformen (für den Einsatz von MES- und ERP-Systemen)?– mit niedriger Latenz und als einheitliches Netz.