Kundenindividuelle Produktion

Wie sich ein Werkstück selbst durch die Produktionsanlage navigiert.

Industrie 4.0 ermöglicht eine effiziente und kostengünstige Produktion. Die Digitalisierung versetzt Unternehmen zunehmend in die Lage, flexibel auf individuelle Kundenwünsche zu reagieren und neue Produkte schneller auf den Markt zu bringen. Bei der Implementierung einer reibungslosen, automatisierten Produktionslandschaft sind im Innern des Unternehmens vielfältige IT-Sicherheitsanforderungen zu beachten. Dabei geht es aber nicht nur um die Gefahr, die den Unternehmen durch mögliche Hackerangriffe von außen drohen. Sondern auch um die Sicherheit, dass ein Werkstück jederzeit den richtigen Weg durch die Fertigung findet und dabei immer identifizierbar bleibt. Und sollte es während der Produktion einmal zum Stau kommen, muss die intelligente Fabrik in der Lage sein, eine Alternativroute zu bestimmen. Denn was in Autos schon längst zur Grundausstattung gehört, ist in der Produktion noch nicht angekommen: Navigationssysteme, die zu jeder Zeit den Standort bestimmen und die schnellste und effizienteste Route für ein Werkstück bestimmen.

Ein aktueller Blick in die Produktionshallen der kleinen und mittleren Unternehmen zeigt, dass der Arbeitsalltag oft noch von manuellen Prozessen bestimmt wird. Dabei bietet Industrie 4.0 viele Chancen, um Mitarbeiter in den Arbeitsabläufen zu unterstützen. IUNO widmet sich deshalb dem Thema „Kundenindivdiuelle Produktion“ und zeigt Lösungen einer sicheren, reibungslosen, automatisierten Produktionslandschaft. Unternehmen profitieren von einer kostengünstigen, flexiblen und effizienten Produktion. Und am Ende von zufriedenen Kunden. Die Federführung übernehmen hier Unternehmen aus der Möbel- und holzverarbeitenden Industrie.

Warum die Möbelindustrie eine Vorreiterrolle einnimmt

Gerade wenn es um den Kauf von Möbeln geht, wünschen sich die Endkunden maßgeschneiderte und individuelle Lösungen für ihr Zuhause. Dabei müssen eine hohe Qualität und verbindliche Lieferzeiten zu einem niedrigen Preis gewährleistet werden. Für die Unternehmen in dieser Branche rücken die Bedürfnisse des Kunden damit immer mehr in den Fokus. Die Möbelindustrie ist darauf angewiesen, individuelle Produkte zu Kosten der Massenfertigung herstellen zu können. Nur eine vernetzte Fertigung mit höchstmöglichem Automatisierungsgrad in Verbindung mit intelligenter Softwaretechnik wird dieser Anforderung gerecht. Aus diesem Grund sehen sich Möbelhersteller weltweit gezwungen, ihre Fertigungsprozesse dementsprechend anzupassen, um ihren Marktanteil zu halten oder sogar zu erhöhen. Der Bedarf an intelligenten Anlagenkonzepten und flexiblen, hoch effizienten Einzelmaschinen steigt daher kontinuierlich an. IUNO erarbeitet sichere Lösungen für eine automatisierte Produktion, die auf alle Branchen übertragbar sind.  

Entwicklung von zwei Demonstratoren

In IUNO werden exemplarisch zwei Demonstratoren entwickelt, welche die großen Möglichkeiten für Unternehmen zur Steigerung der Produktivität und Wirtschaftlichkeit aufzeigen. Dabei achtet das Referenzprojekt vor allem auf die Etablierung sicherer Kommunikationsstandards, um Angriffe von außen oder Störungen im Produktionsablauf zu verhindern.

Demonstrator Intelligentes Werkstück

Die Entwicklung eines Intelligenten Werkstücks hat die Etablierung eines automatisierten und dynamischen Prozesses in der industriellen Einzelstückfertigung zum Ziel. Die Herausforderung bei der Umsetzung liegt vor allem in der Identifikation der Bauteile. Jedes Stück muss im Produktionsprozess zu jeder Zeit identifizierbar sein, auch nach den einzelnen Bearbeitungsschritten wie beispielsweise dem Lackieren eines Holzes. Ein aufgeklebter Barcode ist hier hinderlich. Daher soll die Position des Werkstücks während des Produktionsprozesses dauerhaft mitverfolgt werden. Bei der Entwicklung müssen entsprechende Maßnahmen zur Absicherung der ausgetauschten Produktions- und Steuerungsdaten vorgenommen werden, um Datenverfälschungen, Fehlkommandos oder einen nicht legitimierten Datenabfluss zu verhindern. Wird eine zuverlässige Kommunikation nicht sichergestellt, kann dies eine Verletzung der Datenintegrität und damit der Verfügbarkeit bedeuten. Die Folge ist eine Blockierung des Produktionsprozesses und damit die Verschwendung wertvoller Ressourcen. Mit Hilfe eines digitalen Zwillings soll die Position und Bearbeitungshistorie des Werkstücks im Fertigungsprozess dauerhaft erfasst werden, aber ohne hierbei die Maschinen zu belasten.

Simulation einer Produktion

Die Inbetriebnahme von Produktionsanlagen sollte möglichst effizient und ohne hohen Konfigurationsaufwand erfolgen. Auch müssen hinzukommende Produktionsanlagen in eine bestehende Fertigungsumgebung integrierbar sein und zwar ohne die Produktion oder die Funktionstüchtigkeit der Gesamtanlage zu gefährden. In einer virtuellen Fabrik existieren die Maschinen und Anlagen sowie die innerbetriebliche Logistik in virtueller Form. Daraus lassen sich Anpassungsoptionen für die physische Produktion ableiten. Mit der Simulation einer Produktion werden also mögliche Inkompatibilitäten vor Inbetriebnahme der Produktionsanlage erkennbar und eine sichere, reibungslose, IT-gestützte und prozessbasierte Produktion ermöglicht. Die Simulation kann Abhängigkeiten und Schwierigkeiten im Produktionsprozess abbilden, Verbesserungspotenziale erarbeiten und bei der Produktionsplanung unterstützen. Es wird also sofort sichtbar, ob sich ein Werkstück in der gewünschten Form mit den vorhandenen Maschinen fertigen lässt oder wie viel Zeit und Kosten die Produktion einer bestimmten Möbelserie in Anspruch nehmen wird. Mit der Simulation wird es aber auch möglich, Unternehmen vor Cyberkriminalität zu schützen. Mögliche Einfallstore für Angriffe von außen werden sichtbar und es können entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.