Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik
Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik

Digitale Fabrik und Inspektionsmethoden

Digitalisierung und Vernetzung verändern kontinuierlich die Art, wie produzierende Unternehmen ihre Produke herstellen. Digitale Fabriken sind in der Lage, Massen- und Einzelfertigung und das entsprechende Variantenmanagement immer einfacher zu realisieren. Methoden der virtuellen Planung und Steuerung helfen dabei, Anlauf- und Rüstzeiten zu verkürzen. In-situ-Inspektionsmethoden eröffnen neue und umfangreichere Methoden der Erfassung des Ist-Zustandes von Maschinen und Anlagen.

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Digitale Modelle zur Fabrikplanung

Ganzheitliche Fabrikmodelle tragen dazu bei, die verschiedenen Aspekte der Produktherstellung zu integrieren. Immer mehr Disziplinen der gesamten Wertschöpfungskette werden mit einbezogen. Die Planungsgüte und -geschwindigkeit von Fabriken und Fabrikationsprozessen wird durch Simulationen und durch übergreifende Modelle weiter steigen.

 

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Fertigungsvarianten CAE-basiert simulieren

Computer-aided Engineering (CAE) erlaubt es, Prozessveränderungen aller Art zu untersuchen und zu bewerten. Ein ausreichend genaues virtuelles Abbild der Fabrik und der entsprechenden Produktionsprozesse erlaubt die Simulation von Szenarien und die Bewertung von Optionen bei auftretenden Störungen oder geplanten Veränderungen. Diese Szenarien können unabhängig vom realen Betrieb durchgespielt und bewertet werden.

Beispiel in-situ FEM

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Virtuelle Inbetriebnahme First Time Right

Werden Produktionsanlagen vom Konzept an entwicklungsbegleitend durch Simulation abgesichert, wird eine reibungslose Inbetriebnahme möglich. Auf Basis eines datendurchgängigen Back-Ends lässt sich das gesamte Anlagenverhalten mithilfe der realen oder virtuellen Steuerung erleben. Methoden der virtuellen Realität werden eingesetzt, um das Montageszenario und das Umfeld der Anlagen abzusichern, noch bevor die reale Inbetriebnahme ansteht.

 

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Virtualisierung von Montageprozessen

Virtualisierung und direkte Erlebbarkeit sind Voraussetzungen für kollaboratives Arbeiten über räumliche und sprachliche Grenzen hinweg. Montageprozesse, Anlaufszenarien, Schulungen und Problemlösungen vor Ort können so viel einfacher und schneller durchgeführt werden.

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Inspektion und Scan2CAD

Mit Scan2CAD kann der Ist-Zustand jedes Bauteils exakt erfasst werden. Das ermöglicht individuelle Produkte, eine neue Dimension der Rückverfolgbarkeit der Einzelkomponenten und damit eine neue Dimension der Qualitätssicherung in der Produktion. Anlagen können adaptiv auf die IST-Geometrien von Bauteilen reagieren und optimale Bearbeitungsstrategien ad hoc ableiten.

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Digitaler Fabrik-Zwilling

Ein digitaler Fabrikzwilling ist das exakte virtuelle Abbild einer realen Fabrik – und mehr: Wir entwickeln Fabrikzwillinge, die durch Integration von Sensordaten und intelligente Anlagensteuerungen eine bidirektionale Verknüpfung zwischen realer und virtueller Fabrik ermöglichen. So können nicht nur Verfahrensvarianten durchgespielt werden, ehe sie in der realen Fertigung umgesetzt werden. Es kann auch über den digitalen Zwilling die reale Anlage gesteuert oder optimiert werden.

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Ausgewählte Referenzen

Smart Factory Cell 4.0

Mit unserer Smart Factory Cell wird eingängig aufgezeigt, welche Potentiale in der Kopplung einer intelligenten Fabrik mit ihrem digitalen Zwilling liegen.

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Virtual Modification of Aircraft Cabins

Im öffentlich geförderten Projekt Virtual Modification of Aircraft Cabins (VMOD) wird das Ziel der Optimierung des Produktentstehungsprozesses im Flugzeuginterieur-Unikatbau verfolgt.

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Virtuelle Inbetriebnahme mit Smart Hybrid Prototyping

Erleichterung des Produktentstehungsprozesses von Fertigungssystemen mittels virtueller Techniken

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LZDV VR-Twin

Das Ziel des »VR-Twin« aus dem Leistungszentrum »Digitale Vernetzung« ist es, die beiden Technologien Virtual Reality und Digital Factory Twin zu verbinden.

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