TU Wien startet Pilotfabrik für Industrie 4.0

Neue Produktion industrieller Güter / Intelligente, durchgängige Informations-Technologie sorgt für mehr Effizienz

Die Pilotfabrik Industrie 4.0 der Technischen Universität (TU) Wien veranstaltete am 19. Oktober 2017 ihren ersten „Open Lab Day“, der gleichzeitig den Start der regulären Demo-Produktion markiert. Wie kann moderne Produktion funktionieren, wenn man Produkte in kleiner Stückzahl fertigen will? Was ist, wenn sehr spezifische Kundenwünsche zu berücksichtigen sind und im Extremfall jedes fertige Produkt ein maßgeschneidertes Einzelstück sein soll? Für diese Fragestellungen werden in der Pilotfabrik Lösungen entwickelt. Das Infrastrukturministerium fördert die Pilotfabrik in der Seestadt Aspern mit zwei Millionen Euro. Die gleiche Summe investiert die TU Wien gemeinsam mit Industriepartnern. Das Gebäude stellt die Stadt Wien bereit.

Moderne Produktion am Forschungsstandort Wien

Die Produktion industrieller Güter wird in Zukunft ganz anders ablaufen als bisher. „Verschiedene Arbeitsschritte werden vernetzt, eine intelligente und durchgängige Informationstechnologie (IT) sorgt für mehr Effizienz, auch bei kundenindividuellen Wünschen und daher kleinen Stückzahlen“, erklärt Professor Detlef Gerhard, Dekan der Fakultät für Maschinenwissenschaften und Betriebswissenschaften der TU Wien und Mit-Initiator der Pilotfabrik. „Eine durchgängige Datenverarbeitung kann alle Schritte von der individuellen Konfiguration und Bestellung eines Produkts über notwendige konstruktive Anpassungen bis hin zur Teilefertigung und Montage automatisch miteinander verbinden“, so Gerhard weiter. „Unsere Pilotfabrik ist ein zentraler Träger im Gerüst der TU-Aktivitäten bei Industrie 4.0“, erklärt Johannes Fröhlich, Vizerektor für Forschung und Innovation der TU Wien. Verknüpft damit ist die Arbeit im K1-Zentrum „Austrian Center for Digital Production“ wo an der Virtualisierung der Produktion, flexibler Automation und Maschinenkommunikation geforscht wird. „Zur Kompetenzvertiefung bieten wir mit dem DigiTrans 4.0 -Innovationslehrgang eine wichtige Möglichkeit zur Schulung von Firmen“, so Fröhlich.

„In der digitalisierten Fabrik gilt der alte Gegensatz zwischen günstiger Fließbandproduktion und teuren Einzelstücken nicht mehr. Wir werden dann etwa unser Auto ganz nach unseren Wünschen zusammenstellen können, statt zwischen vorgefertigten Modellen zu wählen – vom Design über den Motor bis zur Innenausstattung. Heimische Unternehmen erproben die digitale Produktion von morgen bereits heute in unseren Pilotfabriken, ohne ihren eigenen Betrieb zu stören. So können wir neue Produktionsmethoden entwickeln und Arbeitsplätze in Österreich schaffen“, sagt Infrastrukturminister Jörg Leichtfried.

Losgröße 1 auf Knopfdruck

Welche Arbeitsschritte müssen demnächst erledigt werden? Wie kann man sie möglichst effizient zusammenfassen? Kann man die Reihenfolge der Schritte so wählen, dass Zeit und Energie gespart wird und die Maschinen optimal ausgelastet sind? Solche Entscheidungen lassen sich in einer modernen Fabrik nicht von Menschen treffen, dafür ist das Gesamtsystem zu kompliziert. Aber mit moderner Datenverarbeitung eröffnen sich ganz neue Möglichkeiten. Das Ziel ist es, die „Losgröße 1“ zu den gleichen Kosten wie eine großvolumige Produktion zu realisieren. Moderne Produktionsplanung und Industrie 4.0-Strategien werden nun an der TU Wien anhand der Produktion von 3D-Druckern untersucht. „Das ist ein Produkt, das sich für unsere Zwecke sehr gut eignet“, meint Detlef Gerhard. „Es ist komplex genug, um als Beispiel für die oben genannten Fragestellungen zu dienen, vereint mechanische Komponenten mit elektrischen Antrieben, Elektronik und Software zur Steuerung und kann in vielen unterschiedlichen Varianten produziert werden, zum Beispiel in verschiedenen Größen oder mit unterschiedlichen Druckköpfen. Das bringt entsprechende Herausforderungen für die Planung des Produktionsprozesses mit sich.“

Technologiezentrum fördern

„Seit mehr als sieben Jahren sind innovative Fertigungstechnologien ein zentraler Förderschwerpunkt, den die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) für das bmvit abwickelt. Herzstücke dieser Bemühungen sind Pilotfabriken, wie sie gerade an der TU Wien, an der TU Graz und an der Johannes-Kepler-Universität Linz eingerichtet werden. Wir erwarten, dass Pilotfabriken eine aktive Rolle in den ganz zentralen Innovations-, Technologie- und Forschungsbereichen der Zukunft, nämlich Digitalisierung, Robotik und Automatisierung einnehmen werden, und wünschen der Pilotfabrik der TU Wien viel Erfolg!“, führt Klaus Pseiner, Geschäftsführer der FFG aus und betont, dass „zusätzlich zu den Pilotfabriken die FFG auch weitere zahlreiche Förderformate für diese Zukunftsthemen anbietet“.

„Uns war es wichtig, der Pilotfabrik in unserem Technologiezentrum einen raschen Start zu ermöglichen. Durch das Zusammenspiel mit den bereits ansässigen Weltkonzernen wie Hoerbiger oder Opel und den dynamischen Technologie-Start-Ups hat sich die Seestadt bereits zu einem österreichweiten Zentrum für die Erforschung und Umsetzung von Lösungen für die Industrie 4.0 entwickelt“, so Gerhard Hirczi, Geschäftsführer der Wirtschaftsagentur Wien.

Fabrik mit digitalem Zwilling

Neben der durchgängigen Datenverarbeitung, die alle Prozessschritte miteinander verbindet, gibt es noch einen weiteren Kernpunkt, der für das Umsetzen einer effizienten Produktion entscheidend ist und in der Pilotfabrik erforscht wird: Die Fabrik hat einen „digitalen Zwilling“, das heißt am Computer können alle Abläufe in der Fabrik virtuell simuliert werden. „Nur, wenn man schon im Voraus Änderungen an Produktprozessen simulieren und Alternativen durchspielen kann, lassen sich die Prozesse optimal gestalten“ erklärt Detlef Gerhard. Darüber hinaus gibt es viele weitere Forschungsthemen, die in der Pilotfabrik untersucht werden – es geht dabei um die Kommunikation zwischen Maschinen, um kollaborative Robotik, aber auch um Sicherheitsaspekte und die Frage, wie man das umfangreiche Datenmaterial, das in einer automatisierten Fabrik anfällt, optimal auswertet und möglichst großen Nutzen daraus zieht.

 

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