Industrie 4.0 22. Jul 2021 Von Martin Ciupek

Die smarte Produktion nimmt Fahrt auf und geht mit Plug-in-Labor auf Tour

Das Prinzip von Industrie 4.0 ist vielerorts klar. Nun gilt es die Konzepte in Anwendungen umzusetzen. In Baden-Württemberg bringt es dazu jetzt ein mobiles Forschungslabor zu den Unternehmen. In Ostwestfalen wird dagegen gemeinsam der Einsatz von Künstlicher Intelligenz für die nachhaltige Kreislaufwirtschaft erprobt.


Foto: Fraunhofer IAO - Golden Sekorka Adobe Stock

Gerade kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) scheint es schwer zu fallen, in öffentlich geförderten Forschungseinrichtungen Lösungen für smarte Fabriken zu entwickeln. Dabei zielen viele von Bundesministerien geförderte Programme im Rahmen von Industrie 4.0 gerade darauf ab, kleinere und mittlere Unternehmen zu unterstützen. Das soll sich nun ändern. In Baden-Württemberg geht im September ein mobiles Plug-in-Labor auf Tour zu den Unternehmen. Es soll anhand interaktiver Anwendungsbeispiele demonstrieren, wie digitalisierte Produktentstehung aussehen kann. Schlagwort ist das Advanced Systems Engineering (ASE). Es soll Unternehmen dazu befähigen, komplexe sozio-technische Systeme modellbasiert und unter Zuhilfenahme innovativer Technologien zu entwerfen. Im Gegensatz zu bisherigen Entwicklungsmethoden bringt es eine neue Perspektive für die Planung, Entwicklung und den Betrieb von komplexen Systemen. Das Mobile Plug-in-Labor soll die Technologien und Möglichkeiten eines ASE-gestützten Produktentwicklungs- und Produktionsprozesses in anschaulichen Schritten erlebbar machen.

Digitalisierungstour BW 2021

Initiiert wurde die „Digitalisierungstour BW 2021“, die am 20. September in Stuttgart startet und am 15. Oktober in Friedrichshafen endet, von CODE_n/de:hub future.industries gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO), den regionalen DigiHubs sowie weiteren Netzwerkpartnern. Mithilfe geeigneter Methoden, Software und einem neuen Leitbild im Engineering wollen sie insbesondere KMU, die vor wichtigen Schritten in Richtung Digitalisierung und Automatisierung stehen, dabei unterstützen, sich dem Wandel der Arbeitsstrukturen zu stellen und sich im Wettbewerb stark zu positionieren.

„Als Teil der bundesweiten Digital Hub Initiative gehört es zu unseren Aufgaben, den Mittelstand mit Innovationspartnern aus Wissenschaft und Gründerszene zu vernetzen. Die Idee zur Digitalisierungstour BW 2021 ist aus der Frage entstanden, wie sich neueste Erkenntnisse der Forschung für praktikable Lösungen vor Ort nutzbar machen lassen“, erklärt Christian Lorenz vom Innovationshub CODE_n. Hier wolle man gemeinsam Antworten suchen und Impulse setzen – um diesen Prozess in Gang zu setzen, und komme den Unternehmen in Baden-Württemberg mit der Tour im wahrsten Sinne des Wortes entgegen.

Anhand interaktiver Anwendungsbeispiele wollen die Organisatoren vor Ort zeigen, wie ein digitaler, ASE-gestützter Produktentwicklungs- und Produktionsprozess von der Ideenskizze bis hin zum Endprodukt aussehen kann. Ziel der Tour ist es, Unternehmen vor Ort mit einer Mischung aus praxisnahen Workshops und Vorträgen sowie einem Labor zum Anfassen zu erreichen, sie für die Chancen der Digitalisierung zu sensibilisieren und so zur Zukunftssicherung ihrer Standorte beizutragen. Schirmherrin ist die baden-württembergische Wirtschaftsministerin Nicole Hoffmeister-Kraut.

KI in der Realproduktion

Nicht mobil, aber dafür unter Klimaschutzaspekten hochaktuell ist der Ansatz einer Realproduktion mit Unterstützung durch Künstliche Intelligenz, der jetzt in der SmartFactoryOWL in Lemgo verfolgt wird. Gemeinsam mit Partnern wird dort inmitten des Spitzenclusters Intelligente Technische Systeme Ostwestfalen-Lippe (it‘s OWL) eine digitale und nachhaltige Kunststoffproduktion der Zukunft entwickelt. Basis für das mit rund 2 Mio. € vom Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) geförderte KI-Reallabor bildet ein nachhaltiger Kaffeebecher vom Start-up Cuna aus Mettmann. Daran soll gezeigt werden, wie technische Innovation und Umweltschutz miteinander harmonieren können.

Die Cuna Products GmbH stellt Mehrweg aus CO2-neutralem, pflanzlichen Material her. Die Produktidee: Die Becher werden aus einem biobasierten Kunststoff, also ohne Petrochemie, hergestellt und sind wiederverwendbar sowie recycelbar. Nicht nur das für die Produktion verwendete Material aus nachwachsenden Rohstoffen ist dabei nachhaltig, sondern auch der eigens vom Hersteller organisierte Recyclingkreislauf. Der Rückfluss von genutzten Bechern und damit der Materialkreislauf werden über ein Poolsystem organisiert. Die ökologischen Mehrwegbecher kommen dazu vor allem als Pfandsystem in der Gastronomie oder auf Festivals zum Einsatz.

Im Rahmen der gemeinsamen Initiative des Fraunhofer IOSB-INA und der TH OWL gilt es nun, einerseits datengetriebene Anwendungsfälle gemeinsam mit der Plattform Industrie 4.0 umzusetzen und andererseits KI-Lösungsanbietern reale Industriedaten für die Forschung und Entwicklung industrieller, datenbasierter Lösungen zugänglich zu machen. Die Realproduktion soll dazu auch für Besucher der SmartFactoryOWL zugänglich sein.

Nachhaltige Wertschöpfungskette

Zehn Partner konnten dazu gewonnen werden: Der mittelständische Kunststoffverarbeiter Hadi-Plast GmbH & Co. KG wird die Produktionsleitung und den Betrieb der Fertigung in der SmartFactoryOWL übernehmen und bringt hierbei Expertise aus jahrelanger Spritzgussfertigung ein. Die Gesamtkonzeption und Integration der Anlagentechnik übernimmt federführend der Maschinenhersteller Arburg aus Loßburg. Unterstützt werden sie von weiteren Industriepartnern, wie dem weltweit agierenden Roboterhersteller Kuka sowie den Automatisierungsspezialisten fpt Robotik und der Barth Mechanik GmbH. Für die individualisierte Beschriftung der Becher wird ein Lasersystem der REA Elektronik GmbH zum Einsatz kommen. Die Materialversorgung wird von dem Herforder Mittelständler Digicolor GmbH organisiert, der unter anderem Granulattrockner und Farbsysteme herstellt.

Mit der vollständig abgebildeten Wertschöpfungskette von Komponentenhersteller über den Betreiber der Produktion bis zum Kunden soll die nachhaltige Becherproduktion in Lemgo zu einem Experimentierfeld für Technologien der Industrie 4.0 und der Künstlichen Intelligenz werden. Ziel ist ein schneller und agiler Technologietransfer sowie die Integration von gemeinsam entwickelten Lösungen.

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