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Intelligente Fabrik (Smart factory)

Das Konzept der intelligenten Fabrik (Smart Factory) revolutioniert und verbessert die Rolle der Menschen in der Produktionsanlage, macht die Prozesse und Arbeitsabfolgen effizient und fließend, wobei vor allem in hochflexiblen Umgebungen das Produktivitätsniveau bedeutend gehoben wird. Es wirkt sich auch auf die Zuverlässigkeit der Anlage und des Prozesses und auf die Instandhaltungsfähigkeit von vor allem komplexen Systemen äußerst vorteilhaft aus.

Das zugrunde liegende Konzept besteht darin, dass repetitive Tätigkeiten, für die eher geringe Kenntnisse vorausgesetzt werden, vom Zuständigkeitsbereich des Menschen in jenen der Maschine, der Software, der Automation oder kollaborativer Roboter wechseln. Der Mensch wird von Entscheidungen, die - zum Beispiel aufgrund von Logiken in Abhängigkeit eines bestimmten Maschinenzustandes oder einer Prozessabfolge - automatisiert werden können, befreit und ist daher nur noch für die Überwachung des Systems zuständig.

Der Bediener konzentriert sich in der Smart Factory ausschließlich auf wichtige Tätigkeiten und Probleme, die nur aufgrund der Einzigartigkeit des menschlichen Beitrags in Form der Integration und der Korrelation verschiedener Informationsquellen in komplexen und verzweigten Umgebungen verwaltet werden können.

Flexible Systeme sind schon aufgrund ihrer Beschaffenheit komplex und ihre Nutzbarkeit hängt von zahlreichen Faktoren ab. Die Verarbeitung der aus dem engmaschigen Netz von Sensoren und Überwachungssystemen, mit denen die MCM-Anlagen ausgestattet sind, stammende und fortwährend generierte enorme Datenmenge wird über einzigartige Algorithmen erhalten, die auf synthetische und vom Bediener verwendbare Weise, die für die Anlagen- und Prozessdiagnose unerlässlichen Daten generieren. In der Smart Factory wird dieser Datenfluss systematisch organisiert. Der Bediener hat immer einen Überblick über die Situation, auf dessen Basis er unmittelbare und bewusste Entscheidungen mit kurz- wie langfristiger Wirkung treffen kann. Die Gesamtheit dieser Elemente bildet den tatsächlichen Motor der hochleistungsfähigen Systeme und Prozesse.

Seit 2015 ist MCM unterstützender Gesellschafter des italienischen Cluster Tecnologico Nazionale Fabbrica Intelligente (Nationaler Technologie-Cluster Smart Factory), eines von der italienischen Regierung geförderten Projekts im Bereich der angewandten Forschung. Das spezifische, von MCM entwickelte einschlägige Know-how ist der Beitrag, der geliefert wurde, um das übergeordnete Ziel der Vorgabe eines strategischen Leitfadens für die weltweite Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der italienischen Industrie zu erreichen.

Die intelligente wartung

Die intelligente Wartung nutzt alle Informationssysteme zur Verwaltung und Planung der ordentlichen Wartung, um sie effizient und wirksam zu machen.

Mit der intelligenten Wartung werden alle bereits in der Maschine vorhandenen Sensoren und Überwachungssysteme und weitere, spezifische MCM-Systeme genutzt, um einen Datenfluss zu generieren, dessen Verarbeitung auf der Basis raffinierter, algorithmischer Techniken erfolgt. Nach dem Aggregieren und Zusammenfassen wird der Informationsgehalt gespeichert und mit den statistischen Daten und kritischen Schwellenwerten verglichen, um eventuelle Trendabweichungen im System zu erkennen. Auf diese Weise erhält man eine Übersicht über den Anlagen- und Prozessstatus, der die Planung der Wartung mit rechtzeitigen Maßnahmen ermöglicht, die im Rahmen bereits ordentlich geplanter Eingriffe erfolgen. Typische, für die Erkennung von Systemabweichungen extrem bezeichnende Beispiele der Überwachung sind: der Vergleich der Ausführung der typischen Zyklen im Zeitverlauf, die Kontrolle der Verringerung der Flüssigkeitsfüllstände im Zeitverlauf, die Veränderung der Stromaufnahmen der Achsen, die Entwicklung von Vibrationserscheinungen am Werkzeug im Zeitverlauf etc.

Im Falle der MCM-Anlagen durchläuft der Informationsfluss den Überwachungsknoten der Produktionszelle, die für die Kontextualisierung der Daten sorgt, und wird an einen exklusiven Clouddienst geschickt. Hier werden mittels Algorithmen des maschinellen Lernens statistische Modelle erstellt und synthetische Indizes und Kontrollkarten berechnet, wobei sichergestellt wird, dass die Kundenorganisation für die Verwaltung der Diagnoseprozesse und der prädiktiven Wartung sicher zugreifen kann

Kollaborative robotik

Die neuen industriellen Technologien sollen den Menschen nicht vollkommen ersetzen, sollten aber auf den Übergang von einem auf Aufgaben basierenden Organisationsmodell auf ein auf Personen, die die volle Kontrolle über den Prozess und die Technologie haben, basierendes Modell abzielen.

In der Smart Factory, die der strategischen Vision von MCM zugrunde liegt, entwickeln sich die Bediener der Maschine zu Anlagensupervisoren. Daher müssen sie mit Instrumenten ausgestattet werden, die bestimmte Tätigkeiten weniger beschwerlich und repetitiv machen. Die traditionellen Lösungen, die den Einsatz anthropomorpher Roboter vorsehen, erweisen sich als potentiell gefährlich, sofern es Räume gibt, die Menschen und Roboter gemeinsam nutzen.

Aus diesem Grund hat MCM in den letzten Jahren den Einsatz von kollaborativen Robotern bzw. solchen, die im Falle gemeinsamer Nutzung von Räumen mit dem Faktor Mensch auf sichere Weise verwendet werden können, weiter ausgebaut. Diese roboterhaften Partner, deren Steuerung in der Gesamtsteuerarchitektur der Bearbeitungszelle integriert ist, werden mit repetitiven Aufgaben mit niedrigem Mehrwert betraut. Es handelt sich dabei zum Beispiel um Befestigungssysteme für Werkstücke oder Ausrüstungen oder die Überprüfung des Zustands der Beladung oder des Vorliegens einiger Bearbeitungseigenschaften beim Entladen