Flexibler als jedes Fließband: Die Fördermatrix kann mehrere Produkte gleichzeitig in unterschiedliche Richtungen bewegen oder auch drehen.
Universität Hannover/ITA
Maschinen sprechen miteinander. Förderbänder denken mit, und die Produkte finden wie von Geisterhand gesteuert Ihren Weg zu den Fertigungsstationen – wäre endlich die babylonische (Computer-)Sprachenverwirrung überwunden.
Es ist nicht einfach, für die Fabrik 4.0 zusammenwachsen zu lassen, was zusammen gehört: Heutige Materialflusssysteme seien weit davon entfernt, die stetig wachsenden Anforderungen an Wandelbarkeit und Dynamik zu erfüllen, konstatiert Springer-Autor Willibald A, Günthner in „Internet der Dinge in der Intralogistik“ (Seite 337). Denn herkömmliche Steuerungsarchitekturen beruhten auf dem Gedanken der genauen Planbarkeit, der deterministischen Abarbeitung und der zentralen Steuerung fester, im Voraus bekannter Prozesse. Wenn heute eine einzige Maschine ausfällt, steht meist die ganze Produktion still. Schließlich ist genau festgelegt, auf welcher Route ein Produkt die Fabrik durchläuft und in welcher Reihenfolge die einzelnen Produktionsschritte erledigt werden müssen.
Produkte sollen selbst die beste Route durch die Fabrik finden können
Damit die Produkte in der flexiblen Fabrik der Zukunft selbst den besten Weg von Fertigungsstation zu Fertigungsstation finden können, gilt es, alle Maschinen, Förderbänder und Flurförderzeuge miteinander zu vernetzen und sie dazu zu befähigen, miteinander kommunizieren zu können.
Technologien zur intelligenten Vernetzung gibt es bereits, bisher fehlt jedoch eine einheitliche Kommunikationsschnittstelle. Maschinen, Förderbänder und -fahrzeuge sind in ganz unterschiedlichen Sprachen programmiert und können sich nicht direkt miteinander verständigen.
Hier setzt das Forschungsprojekt „Vernetzte, kognitive Produktionssysteme (netkoPs)“ an: Ingenieure des Instituts für Integrierte Produktion Hannover (IPH) wollen eine einheitliche Sprache entwickeln, eine Art Esperanto für die Fabrik. Die Gigatronik Technologies GmbH aus Ulm entwickelt parallel ein dezentrales Vernetzungsmodul, das in jede Maschine, jedes Flurförderzeug und jedes Förderband integriert werden kann und das die spezifische Maschinensprache in die Einheitssprache ProductionML übersetzt, damit alle Elemente des Produktionssystems miteinander kommunizieren und Informationen weitergeben können.
Intelligente Fördertechnik nutzt zahlreiche Förderelemente
Damit die Produkte am Ende wie von Geisterhand gesteuert tatsächlich die beste Route durch die Fabrik finden können, dafür wollen weitere Projektpartner unter Federführung der Lenze SE sorgen, einem Hersteller von Elektromotoren aus Aerzen. Ziel ist es, eine Fördermatrix zu entwickeln und zu konstruieren, die Produkte völlig flexibel verteilen kann (siehe Grafik). Ermöglichen sollen das zahlreiche Förderelemente, die sich unabhängig voneinander bewegen und dadurch mehrere Produkte gleichzeitig in unterschiedliche Richtungen verschieben oder auch drehen können. Zur Koordination des komplexen Zusammenspiels dieser Förderelemente wird, so die Planung im Projekt, keine zentrale Steuerung benötigt, sondern die einzelnen Rollen bestimmen untereinander die optimale Route. Damit ist die Fördermatrix deutlich flexibler als ein herkömmliches Fließband.
Die Antriebstechnik, um jedes dieser Förderelemente einzeln anzutreiben und zu steuern, entwickelt die Lenze SE. Das Institut für Transport- und Automatisierungstechnik (ITA) der Leibniz Universität Hannover schreibt die Algorithmen, die zur selbstständigen Routenführung nötig sind, und die Dream Chip Technologies GmbH implementiert diese in die Hardware. Die Transnorm System GmbH baut schließlich einen Prototypen der Fördermatrix, der dann bei verschiedenen Anwendungspartnern getestet werden soll – unter anderem bei der Continental Automotive GmbH.