FH Aachen – Car Manufacturing Cube Industrie 4.0 Demonstrator

igu-award-adm | Juli 23, 2020

CMC – Car Manufacturing Cube

Der Industrie 4.0 Demonstrator „CMC – Car Manufacturing Cube“ wurde für die Industrie 4.0 Modellfabrik der FH Aachen entwickelt. Schwerpunkt des Projektes ist die Darstellung von Industrie 4.0 Ideen, Entwicklungen, und Lösungen mittels branchenüblicher Automatisierungskomponenten. Im Rahmen des CMC wurde auf der Basis des Referenzmodells RAMI 4.0 eine Systemlösung entwickelt, die alle Aspekte der digitalen Fabrik rund um Industrie 4.0 berücksichtigt und in einer kompakten Industrie 4.0 Anlage für die individualisierte Modellproduktion von Autos implementiert.

Um eine praxisnahe Realisierung sowie einen industrierelevanten Schulungsprozess zu ermöglichen, wurde ein igus Flächenportal für die Anwendung ausgewählt. Für das Datenmanagement und die Abbildung der Geschäftsprozesse wurde eine open-source Webshop Lösung eingesetzt. Durch geeignete Adapter und Erweiterung der Services entstand eine Industrie 4.0 kompatible Anwendung, die den gesamten Prozess von der Lagerhaltung, Bestellwesen und Finanzdienstleistung bis hin zur Produktion Mandanten-fähig umsetzt. Für die Kommunikation werden ausschließlich bewährte Protokolle eingesetzt. Auch auf der Produktionsebene wurde konsequent eine hierarchische Kommunikation realisiert, die zwischen Echtzeit- und nicht Echtzeit unterscheidet und den einschlägigen Standards der IT Sicherheit genügt.

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Problem:

Industrie 4.0 ist die Herausforderung des 21. Jahrhundert. Im Zusammenspiel von Branchenverbänden, Politik, Industrie und Wissenschaft wird das Zusammenwirken von Mensch und Technik revolutioniert. Die integrierte, digitale Produktion mit intelligenten Werkstücken und Produktionsmitteln in virtuellen Unternehmensverbünden ermöglicht eine maximale Flexibilisierung der Produktion mit dem Ziel der 1-Stück-Produktion zum Preis eines Massenprodukts. Das ermöglicht Mitteleuropa auch weiterhin als Produktionsstandort attraktiv zu bleiben. Die ganzheitliche Umsetzung von Industrie 4.0 erfordert eine große Bandbreite unterschiedlichster Technologien und Kenntnisse, die in der Regel die Einzeldisziplinen des Maschinenbaus, der Automatisierungs- und Steuerungstechnik sowie der Betriebswirtschaft übersteigen. Nur generalistische Ansätze führen zu einer akzeptablen Lösung.

Das Referenzmodell RAMI 4.0 gibt einen Ansatz zur Entwicklung von Best-Practices für Industrie 4.0. Das Referenzmodell RAMI 4.0 gibt einen Ansatz zur Entwicklung von Best-Practices für Industrie 4.0. Jedoch ist festzustellen, dass eine ganzheitliche Umsetzung des Modells nur selten vorhanden ist, da praxisnahe Beispiele in der Automatisierungstechnik fehlen. Das Ziel des vorliegenden Projektes ist es daher, Studierenden, Unternehmensvertretern sowie technikaffinen Personen den Wandel in der Automatisierungstechnik nahe zu bringen. Der Demonstrator dient hierbei als Diskussionsgrundlage.

Die mechanische Herausforderung bei der Entwicklung des Industrie 4.0 Demonstrators waren die erforderliche spontane Verfügbarkeit der Anlage (Produktion in unregelmäßigen Abständen), die Transportfähigkeit, die Praxis- und Industrienähe sowie die Verwendung in der Lehre. Insgesamt war daher eine kosteneffiziente Entwicklung, welche langfristig diverse Funktionalitäten bereitstellt, gefordert.

Lösungidee:

Die Verwendung des igus Flächenportals in der Modellfabrik sowie der Lehre ermöglicht eine kostengünstige und effiziente Darstellung typischer Automatisierungskomponenten. Vor allem mittelständische Unternehmensvertreter kennen die igus Flächenportale und können durch deren Verwendung in der Modellfabrik die Verbindung zwischen derzeitiger Automatisierungstechnik und Industrie 4.0 Softwarelösungen praxisorientiert erfahren.

Durch die Robustheit und Zuverlässigkeit des Systems konnte der beschriebene Demonstrator bereits an mehreren Messen (u.a. Hannover Messe) und Veranstaltungen (u.a. Tag der Forschung der FH Aachen) ausgestellt werden.

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