Die von einem interdisziplinären Konsortium aus Fraunhofer-Instituten entwickelte Produktionsarchitektur »SWAP-IT« ist einsatzbereit. Damit wird die Vision auslastungsoptimierter, flexibel angeordneter Fertigungsmodule, die durch fahrerlose Transportsysteme bestückt werden und eine Vielzahl von Produkten fertigen können, Realität. Moderne Fertigungslayouts, wie beispielsweise Matrixanordnungen, bilden zusammen mit der Softwarearchitektur »SWAP-IT« eine anpassungsfähige Produktionsinfrastruktur, die die effiziente Fertigung auch kleinerer Stückzahlen ermöglicht: mit Hilfe einer Fertigungsplanung und -steuerung, die diese Module flexibel belegt und dank Segmentierung und intelligenter Verteilung von Fertigungsumfängen auch große Bauteile in kleinen Anlagen herstellbar macht. Selbstverständlich können auch Bestandsmaschinen in diese neue Produktionsarchitektur eingebunden werden. Das umfassende Spektrum an Soft- und Hardwareapplikationen der SWAP-IT-Architektur steht im Mittelpunkt eines Industrieworkshops am 26. September 2024 in Dresden.
Produzierende Unternehmen müssen heute mit vielschichtigen und unterschiedlichsten Herausforderungen umgehen. Dazu gehören Stückzahlbandbreiten von der Losgröße 1 bis zu größeren Serien und nicht zuletzt der Umgang mit Verzögerungen und Ausfällen in den Lieferketten. Genau dieser Herausforderung stellten sich mehrere Fraunhofer-Institute im Leitprojekt »SWAP – Heterogene, auslastungsoptimierte Roboterteams und Produktionsarchitekturen«, in dessen Rahmen die »SWAP-IT«-Architektur entwickelt wurde. Das neue technologisches Konzept bildet umfassend die Anforderungen der Produktion von morgen ab. Es ermöglicht eine Transformation von starr verketteten Einzweck-Produktionssystemen zu flexiblen und dynamischen Verbünden von Bearbeitungsstationen. Im Vordergrund stehen modular aufgebaute Produktionssysteme, die sowohl zentral als auch dezentral organisierte Komponenten unterstützen. Die Module lassen sich an die Anforderungen der Produktionsumgebung anpassen und können mit geringem Aufwand weiterentwickelt werden.
Die Fraunhofer-Verbünde »Produktion«, »Light & Surfaces« sowie »IUK-Technologie« bündelten interdisziplinäre Kompetenzen, um eine gemeinsame Architektur zu entwickeln, für die es nun Anwendungsmöglichkeiten in den Branchen Automobilproduktion, Maschinenbau, Flugzeugbau und Elektrotechnik gibt. Das Ergebnis unterstreicht die Technologieführerschaft von Fraunhofer in modernen Produktionsarchitekturen.
Ein wichtiger Schritt in Richtung umsetzungsreifes cyber-physisches Produktionssystem ist die auftragszentrierte Produktionsumgebung, in der Produktionsaufträge mittels eigens entwickelter Beschreibungssprache, der Production Flow Description Language (»PFDL«), orchestriert und an die Bearbeitungsstationen ausgeliefert werden. Diese PDFL formalisiert Produktionsaufträge und steuert vollautomatisch Aufträge ein. Die Produktionsressourcen können mit der Architekturlösung dynamisch zur Laufzeit allokiert werden, was eine schnelle Reaktion auf Ausfälle oder kurzzeitige Auftragsspitzen erlaubt.
Sowohl Architektur als auch PFDL der SWAP-IT stehen künftig open source für einen Ausbau zur modularen Produktionsarchitektur zur Verfügung.
Industrieworkshop am 26. September 2024
Im Rahmen des Industrieworkshops werden die erreichten Ergebnisse präsentiert und in Referententandems mit Industrievertretern im Hinblick auf unterschiedliche Einsatzszenarien evaluiert. Schwerpunkt der ersten Hälfte ist die Diskussion des erreichten Standes im Kontext der industriellen Anforderungen. Ein Highlight im zweiten Teil ist die Vorstellung einer kompletten, nach dem SWAP-IT-Ansatz gesteuerten Prozesskette. Breiten Raum soll im Workshop der Austausch mit den künftigen Anwendern einnehmen: Ihre Bedürfnisse stehen im Mittelpunkt.
Text- und Bildquelle: Fraunhofer IWU
