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Dienstag, 23. Januar 2018

Maschinenbau

Autonome Systeme für alle Fälle

Von Martin Ciupek | 27. Oktober 2016 | Ausgabe 43

Wie die vernetzte Produktion funktioniert, zeigen Beispiele aus dem Straßenbau und der Sportartikelproduktion.

Autonomik-BU1
Foto: Adidas AG

Schuhproduktion: In der Speedfactory werden neue Fertigungsverfahren für individuelle Laufschuhe erprobt und umgesetzt.

Der Einsatz autonomer Systeme in der Industrie reicht von naheliegenden Konzepten in der betrieblichen Logistik und Steuerung von Produktionsprozessen bis hin zur Synchronisation von Arbeiten im Straßenbau. Einblicke dazu gab Anfang Oktober der Kongress „Digitale Innovationen für die Industrie“ in Berlin. Dort wurden Ergebnisse von 15 Projekten vorgestellt, welche das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Förderprogramm „Autonomik für Industrie 4.0“ lanciert hat. „Die Ergebnisse sollen vor allem dem Management kleiner und mittlerer Unternehmen einen schnellen Einstieg in die oftmals komplexen Fragestellungen und passenden Lösungsansätze verschaffen“, verdeutlichte Alfons Botthof, Leiter der Begleitforschung von der VDI/VDE Innovation und Technik GmbH in Berlin.

Autonomikprojekte

Welche Rolle vernetzte Maschinen dabei spielen können, machte das Projekt Speedfactory deutlich. Im Mittelpunkt steht dabei die Produktion individualisierter Laufschuhe beim Sportartikelhersteller Adidas aus Herzogenaurach. Statt die Schuhe wie bisher in Großserien vorwiegend in Asien zu produzieren und dann zu verschiffen, wurde dabei geprüft, inwieweit sich individualisierte Produkte wieder direkt im Abnehmermarkt herstellen lassen.

Foto: Adidas AG

Kleinserie: Neue Obermaterialien kennzeichnen den Sportschuh, den Adidas seit kurzem in Deutschland produziert.

Im ersten Schritt wurden dazu zusammen mit dem Institut für Textiltechnik (TA) an der RWTH Aachen, der Fortiss GmbH und der Pfaff Industrie-Systeme KSL in Lorsch ein 3-D-Produktkonfigurator sowie Schnittstellen und dafür geeignete Produktionsverfahren entwickelt. Damit werden Produktionsdaten direkt aus den Produktspezifikationen generiert. Dank einer weiterentwickelten Strick- und Nähtechnologie können zudem die Obermaterialien der Schuhe individuell (in Losgröße 1) produziert werden. Ein kameraunterstütztes CNC-Nähmodul übernimmt die Onlinequalitätskontrolle beim teilautomatisierten Fügen der Textilien. Das Produktions- und Steuerungssystem ist laut der Projektgruppe modular aufgebaut, damit es sich flexibel konfigurieren lässt.

Die Forschungsergebnisse werden nun auf ihre Integration in die kommerzielle Adidas Speedfactory überprüft und optimiert. Dort wurden bereits 500 Laufschuhe des Modells Futurecraft M. F. G. (Made for Germany) für den Verkauf produziert. Ende September wurden sie ausgewählten Kunden vorgestellt. „Was das Design angeht, eröffnet die Speedfactory ganz neue Möglichkeiten für die Entwicklung des perfekten Schuhs“, freut sich Ben Hearth, der Vizepräsident für Design bei Adidas.

 Die Speedfactory und die Schuhe mit integriertem Identifikationschip sind Teil eines komplett neuen Konzeptes für den Sportartikelhersteller und Impulsgeber für die Branche. Per Nahfeldkommunikation (NFC) kann dabei der Nutzer mit seinem Handy Informationen zum Schuh und seiner Produktion abfragen. Gleichzeitig erhält er einen direkten elektronischen Kontakt zu Adidas und kann seine Eindrücke schildern.

Während die Individualisierung der Schuhe sich zunächst auf die Außenstoffe und grobe Informationen zur bevorzugten Laufstrecke konzentrieren, sollen damit z. B. Komfortbedürfnisse identifiziert werden. Sie sollen künftig in die Produktentwicklung einfließen.

Laut Projektleiter Jan Hill von Adidas wird nun zweigleisig gearbeitet: Auf der Anlage in Ansbach werden echte Aufträge produziert. Parallel dazu werden neue Verfahren erprobt, die in künftige Anlagen integriert werden könnten. Etwa 160 Produktionsarbeitsplätze will Adidas mit dem Konzept wieder in Deutschland etablieren. Weitere Fabriken würden in wichtigen Auslandsmärkten wie den USA aufgebaut.

Ebenfalls von großem öffentlichen Interesse dürfte das Projekt Smartsite sein, das die Qualität neuer Straßenbeläge verbessern soll. Der Grund: Bisher führten zu stark ausgekühlte oder unzureichend verdichtete Materialien zu Qualitätsmängeln und frühzeitigen Schäden der Verkehrswege. Kosten für Nachbesserungen können, laut dem Projektteam unter Leitung der Drees & Sommer Infra Consult GmbH bis zu 5 % der Bausumme ausmachen. Durch die Vernetzung der beteiligten Maschinen und eine verbesserte Bauprozesssteuerung sollte das verhindert werden.

Transportfahrzeuge, Fertiger und Walzen wurden dazu mit Sensoren ausgerüstet und über einen einheitlichen Kommunikationsstandard vernetzt. Die Daten lieferten schließlich nützliche Informationen zur Verbesserungen von Arbeitsabläufen. Beispielsweise konnte damit die Anlieferung des heißen Asphalts genauer geplant und auch Wettereinflüsse berücksichtigt werden. Maschinenhersteller Ammann nutzte zudem die Positionsdaten seiner Walzen, um die Verdichtung besser zu steuern. Im Forschungsprojekt wurde das mit fahrerlosen Walzen umgesetzt.

Das Smartsite-Team sieht in den Projektergebnissen einen Mehrwert für Bauunternehmen und Maschinenhersteller. Bauunternehmen profitierten von einer besseren Dokumentation und höherer Qualität ihrer Arbeit. Maschinenhersteller könnten durch die offenen Kommunikationssysteme ihr Angebot erweitern.

Anlässlich der Projektvorstellungen in Berlin empfahl die Informatikerin Constanze Kurz den Industrieunternehmen sich nicht auf den Wettbewerb der Schnelligkeit einzulassen. „Ich glaube ein Vorteil der deutschen Ingenieurkunst ist es, sich nicht hetzen zu lassen, sondern es richtig zu machen“, sagte sie und ergänzte: „Es gut zu machen und IT sicher zu machen, könnte langfristig wirtschaftlich die bessere Strategie sein.“ Davon profitierten schließlich auch diejenigen, die mit Maschinen und Robotern interagierten.

Damit gibt es bereits Ziele für das neue Technologieprogramm „PAiCE – Digitale Technologien für die Wirtschaft“ des BMWi, welches zum IT-Gipfel im November starten soll.

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