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Fabriken sollen smarter werden
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Spezielle Software und Datenstecker sorgen künftig dafür, dass Computer neue Fertigungsstraßen automatisch grafisch darstellen.
Archiv | 08.10.2011 | Neue Produkte kommen in immer kürzeren Abständen auf den Markt. Die Folge: Die Waren werden mit Produktionsanlagen und IT-Systemen gefertigt, die ursprünglich für die Herstellung ganz anderer Modelle vorgesehen waren. Entwickler wollen die Fabrik smarter machen, so dass sie auf Änderungen eigenständig reagiert.
Wenn von DNA die Rede ist, denkt man sofort an Biologie und
Lebewesen. Denn das DNA-Molekül, das in jeder Zelle steckt, enthält den
verschlüsselten Bauplan von Menschen, Tieren oder Pflanzen. Doch auch
eine Fabrik besitzt einen solchen Masterplan. Jeder moderne
Produktionsbetrieb ähnelt mit seiner komplexen Struktur einem lebenden
Organismus. Und genau wie in der Biologie sind alle Komponenten
miteinander verknüpft und müssen aufwändig koordiniert werden. Das
Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB
in Karlsruhe ist nun – gemeinsam mit den Fraunhofer-Instituten IPA in
Stuttgart und IPT in Aachen – angetreten, die »Fabrik-DNA« zu
entschlüsseln.
Hinter dem griffigen Schlagwort stehen handfeste
Ziele: Es geht darum, die Kosten zu senken, die bei Veränderungen von
Produkten oder Maschinen entstehen. Denn bisher klappt das Zusammenspiel
der einzelnen Bausteine einer Fabrik noch nicht optimal. Das zeigt sich
vor allem dann, wenn ein neues Produkt hergestellt werden soll, etwa
ein Automodell. Sogar das Hinzufügen eines Manipulators in eine
Produktionsstraße oder auch nur ein Update des Betriebssystems machen
Ärger, weil sich jede Änderung auf den gesamten Betrieb auswirkt. Was
fehlt, sind intelligente Verknüpfungen zwischen den Komponenten: den
hergestellten Produkten, den fertigenden Produktionsanlagen und den
steuernden IT-Systemen. Hier setzen die Experten vom IOSB an. Mit neuen
Schnittstellen wollen sie die Fabrik smarter machen, so dass sie auf
Änderungen eigenständig reagiert. Dabei profitieren die Forscher von
ihrer jahrelangen Erfahrung mit Softwarelösungen für Fabriken. Sie
arbeiten vor allem mit der Daimler AG zusammen. In den Fertigungshallen
für den C-Klasse-Mercedes läuft das Produktionsleitsystem
»ProVis.Agent«, das rund 2000 Maschinen steuert.
Es geht primär
darum, die Produktionsanlagen und die IT-Systeme intelligent zu
verknüpfen. Wenn heute das Produkt wechselt, wird zunächst die
Produktionsstraße neu zusammengestellt. Erst danach folgt die
Konfiguration des IT-Systems. Dazu müssen die Daten jeder Maschine, die
zur Straße gehört, von Hand in den Rechner eingegeben werden. Weil es
sich dabei um eine Vielzahl kryptischer Zeichenkombinationen handelt,
ist die Arbeit langwierig und fehleranfällig. »Und den Fehler merkt man
erst, wenn die Anlage läuft«, sagt IOSB-Bereichsleiter Dr. Olaf Sauer.
Der Forscher und sein Team haben einen eleganteren Weg gefunden: Ein
Mitarbeiter steckt einen Datenstecker ein, und die Sache ist erledigt –
»Plug-and-work« heißt das Zauberwort. Das ist wie beim heimischen
Computer. Wer früher ein Periphergerät anschließen wollte, musste den
entsprechenden Treiber installieren. Heute genügt es, einen USB-Stecker
einzustöpseln. Das neue Gerät kommuniziert darüber mit dem PC und
beschreibt sich selbst. In der modernen Fabrik soll es ähnlich zugehen,
auch wenn dort alles komplizierter ist. So gibt es viele
unterschiedliche Maschinen von verschiedenen Herstellern. Und von einer
standardisierten Software oder auch nur einer einheitlichen
Software-Sprache ist die Sparte weit entfernt. Die Forscher haben
deshalb einen digitalen Dolmetscher erfunden und patentieren lassen. Der
übersetzt die jeweiligen digitalen Gerätebeschreibungen in die genormte
Maschinensprache CAEX (Computer Aided Engeneering Exchange). Diese
Daten landen auf einem speziellen Datenspeicher, den das Institut
ebenfalls zum Patent angemeldet hat. »Die beiden Komponenten genügen, um
die einfache Steckerlösung zu verwirklichen. Wenn die Daten darüber
fließen, entwirft der Rechner ein Prozessführungsbild der neuen
Fertigungsstraße, ganz ohne Hilfe«, sagt Sauer. Dass das Verfahren
funktioniert, haben die Informatiker bereits auf einer kleinen
Modellanlage mit vier Komponenten – zwei Transportbändern, einem
Drehtisch und einem Prüfgerät – gezeigt. An der ersten konkreten
Anwendung wird bereits gearbeitet.
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