Mittelstand 4.0

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Kompetenzzentrum Hamburg

An einer modular aufgebauten und dezentral gesteuerten fertigungstechnischen Anlage an der Helmut-Schmidt-Universität können kleine Pneumatik-Zylinder kundenindividuell geplant, produziert, gelagert und kommissioniert werden.

Die Produktion dieser Pneumatik-Zylinder erfolgt durch insgesamt sechs Bearbeitungsstationen, die über ein Förderband miteinander verbunden sind und auf Werkstückträgern transportiert werden.

Zylinder auf dem Werkstückträger


Zur Produktion werden, ausgehend von einem individuellen Kundeauftrag, zunächst alle produktionsrelevanten Daten zur Erfüllung des Auftrages auf einem RFID-Chip gespeichert. Dieser RFID-Chip ist direkt in einem Werkstückträger integriert, der die zu bearbeitenden Zylinder durch den gesamten Produktionsprozess leitet. Der Werkstückträger weiß somit, wann welcher Bearbeitungsschritt durchzuführen ist und welche Spezifikationen dazu an die jeweilige Bearbeitungsstation übertragen werden muss. Somit bilden die RFID- Chips in Kombination mit den Werkstückträgern das Herzstück der Anlage, denn durch sie erfolgt nicht der der physische Transport der Werkstücke, sondern auch die Steuerung des Produktionsprozesses, losgelöst von einem zentralen Koordinationssystem.

 Ablaufskizze der modular aufgebauten und dezentral gesteuerten fertigungstechnischen Anlage

Nach erfolgreicher Beschreibung des RFID-Chips, navigiert der Werkstückträger eigenständig zur ersten Bearbeitungsstation. An dieser wird die Grundform des Zylinders bereitgestellt. Dazu übermittelt er der Bearbeitungsstation, welche Farbe dieser Grundform benötigt wird. Sofern diese zur Verfügung steht, wird diese an den Werkstückträger übergeben und auf dem RFID-Chip vermerkt, wann diese Auslieferung stattgefunden hat. Somit lässt sich auch im Nachhinein detailliert nachvollziehen, wann welcher Bearbeitungsschritt des Produktionsauftrages durchgeführt wurde.


Im nächsten Schritt, an einer separaten Bearbeitungsstation, erfolgt die Anpassung in Form von Bohrungen der Grundform, so dass in einem späteren Schritt weitere Komponenten passgenau eingesetzt werden können. Auch für diese Anpassungen trägt der RFID-Chip die entsprechenden Informationen, die an die Bearbeitungsstation übertragen werden und nach erfolgreicher Bearbeitung durch die Bearbeitungsstation mit einem Zeitstempel quittiert wird.


Diesem Produktionsschritt folgt eine Qualitätskontrolle. An der dritten Bearbeitungsstation wird mittels Bildverarbeitung überprüft, ob die zuvor durchgeführten Bohrungen korrekt ausgeführt wurden. Ist dies der Fall, so wird dem Werkstückträger mitgeteilt, dass, nun der nächste Bearbeitungsschritt durchgeführt werden kann. Andernfalls wird in Abhängigkeit der Höhe der Abweichungen entweder die Notwendigkeit einer Nacharbeit oder der Ausschleusung des Werkstückes aus dem Produktionsprozess übermittelt. Der Werkstückträger ist nun eigenständig in der Lage, entsprechend der erhaltenen Rückmeldung den nächsten Schritt innerhalb der Produktion anzufahren.

Durch dieses Beispiel kann verdeutlicht werden, dass durch die dezentrale Informationshaltung der produktionsrelevanten Daten direkt am Werkstück, ein dynamischer Produktionsprozess ermöglicht wird, der sich eigenständig flexibel den gegebenen Bedingungen anpasst.
Eine weitere Besonderheit dieser Art der dezentralen Informationshaltung und Produktionssteuerung ist die Flexibilität in der Reihenfolgeplanung. Änderungen in der Reihenfolge der Bearbeitung können einfach durch eine manuelle Neuanordnung der Werkstückträger vorgenommen werden. Eine manuelle Anpassung innerhalb eines zentralen Koordinationssystem ist somit nicht notwendig, wodurch die operativen Tätigkeiten stark vereinfacht werden und eine potentielle Fehlerquelle eliminiert wird.

 

 

 

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