SmartFace

Industrie 4.0 für die Automobilindustrie

Laufzeit: 01.11.2013 bis 31.10.2016

Die vierte industrielle Revolution bringt eine Vielzahl neuer Technologien wie Smart Mobile Devices, auf RFID-Tags dezentral verfügbare Informationen und Maschinen, die autonom agieren und über Agenten auf der Cyber-Ebene miteinander kommunizieren. So können die Anlagen selbständig Entscheidungen, beispielsweise bezüglich der Bearbeitung des nächsten Auftrags, treffen. Auf diese Weise entfällt die zentrale Steuerung des Systems, sodass dies nahezu beliebige Komplexität annehmen kann und die Herstellung der „Losgröße 1“ auch in einem Hochlohnland wie Deutschland effizient möglich wird.

Der Automobilsektor stellt allerdings einen besonderen Fall dar: Mit einer Variantenvielzahl von je nach Hersteller 1025 gleicht kein Fahrzeug dem anderen, sodass in der Produktion das Thema „Losgröße 1“ schon lange vorherrscht. Hohe Effizienz bei gleichzeitiger Variantenvielfalt wird in der variantenreichen Serienfertigung bereits mit komplexen und trägen Planungssystemen und klassischer Fließfertigung in der PKW-Montage beherrscht. Jedoch gibt es gerade im Bereich der Kleinstserienfertigung, insbesondere der aufkommenden Produktion von Elektroautos, deutlich abweichende Anforderungen, die nicht von diesen klassischen Systemen erfüllt werden.

Ziel

Deshalb besteht das Ziel des Forschungsprojektes SmartFace in der Ableitung der speziellen Anforderungen der Kleinstserienfertigung bezüglich Betrieb, Skalierbarkeit, Robustheit und Wirtschaftlichkeit. Vor diesem Hintergrund leiten sich folgende forschungsleitende Fragestellungen ab:

  • Wie viel Skalierbarkeit kann mit CPS erreicht werden?

  • Welcher Grad an Dezentralisierung ist vor dem Hintergrund der Wirtschaftlichkeit möglich und sinnvoll?

  • Wie schlank kann eine Produktionsplanung gestaltet werden?

  • Wie sieht die Interaktion zwischen Produktionsplanung und dem CPS aus?
     

Besonderes Augenmerk der Abteilung „Informationslogistik und Assistenzsysteme“ liegt dabei auf der Entwicklung einer schlanken Produktions-, insbesondere Wochenprogrammplanung. Bei der Zuordnung von Produktionsaufträgen zu Fertigungswochen stellt sich bereits heute die Herausforderung, begrenzte Kapazitäten einzuhalten. Die den CPS immanente Stochastik in der Produktionsreihenfolge und damit der Bedarfszeitpunkte führt zu zusätzlicher Sicherheit. Deshalb besteht das Ziel aus der Entwicklung entsprechender Algorithmen und der anwendergerechten Bereitstellung über ein Logistisches Assistenzsystem.

Innovation

Im Gegensatz zu oftmals sehr alten operativen Planungssystemen stellen Logistische Assistenzsysteme schon heute eine komfortable, ganzheitliche und effiziente Planungsumgebung dar. Im Rahmen der Einführung von Industrie 4.0 sind auch die heute vorhanden Algorithmen derart zu erweitern, dass sie der neu gewonnenen Flexibilität und damit einhergehenden Stochastik gerecht werden. Neben Erwägungen, die heute vorhandenen Planungsebenen und -zyklen Planung in der Automobilindustrie aufzuweichen, besteht die Innovation in der Entwicklung eines Planungsalgorithmus, der den Anforderungen der Industrie 4.0 gerecht wird und eine entsprechende Wochenprogrammplanung ermöglicht, und dessen Implementierung im Rahmen des Assistenzsystem-Frameworks OTD-Assist. Auf diese Weise wird es dem Anwender ermöglicht, die Kontrolle über das Produktionssystem zu behalten und die CPS im erforderlichen Rahmen zu planen.

Partner

  • Volkswagen AG

  • SICK AG

  • F/L/S Fuzzy Logik Systeme GmbH

  • Continental Teves AG  Co

  • Lanfer Automation GmbH & Co.KG

  • LinogistiX GmbH

  • Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik

  • Technische Universität Dortmund, Lehrstühle Informatik 7 und 12