Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP
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Unternehmens- und Produktionsorganisation
Arbeitsbereich
Das Team der Unternehmens- und Produktionsorganisation des Fraunhofer IGP entwickelt in enger Zusammenarbeit mit den Industriepartnern individuelle Lösungen für die Gestaltung und Steuerung der Produktion von morgen.
Im Bereich der Fabrik- und Logistikplanung kommen neueste Methoden und Werkzeuge der Digitalen Fabrik, wie etwa Materialflusssimulation, 3D-Layoutplanung und Robotersimulation zum Einsatz. Dadurch können Industriepartner unter anderem bei der Absicherung von Reorganisations- oder Investitionsprojekten in der Produktion unterstützt werden.
Auf Shopfloor-Ebene liegt der Fokus auf der Entwicklung und Umsetzung individueller Lösungen für die smarte Fabrik im Kontext von Industrie 4.0. Indivduelle Lösungen für die Steuerung der Produktion von morgen gehören IT-basierte Betriebsdatenerfassungssysteme, die in Kombination mit modernster Ortungstechnologie zu einer Steigerung der Transparenz über den Produktionsprozess führen. Gleichzeitig wird eine schnelle und flexible Bereitstellung digitaler Informationen für die Mitarbeiter:innen immer wichtiger. Um diese Ziele zu erreichen, werden Assistenzsysteme wie Datenbrillen, Tablets und andere Smart Devices eingesetzt.
Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten liegt im Bereich der ergonomischen Assistenzsysteme. Durch den Einsatz von Ergonomiesimulation und intelligenten Arbeitsplatzsystemen können Montageprozesse ergonomisch korrekt und effizient gestaltet werden. Außerdem werden innovative Produktionskonzepte entwickelt, die auf der Mensch-Roboter-Kollaboration basieren.
Projektübersicht Unternehmens- und Produktionsorganisation
Logistikprozesse
Simulationsbasierte Optimierung
Simulationsbasierte Optimierung der Logistikprozesse in der Rotorblattfertigung von Windkraftanlagen
Im Bereich der Windenergie beträgt die Länge eines einzelnen Rotorblatts nicht selten mehr als 70 Meter. Aus diesem Grund stellt die Bauteillogistik in der Branche eine besondere Herausforderung dar. Die Nordex Energy GmbH setzt daher auf ein Simulationssystem, mit dem sich diese Logistikprozesse digital nachbilden und szenariobasiert evaluieren lassen. Auf dieser Basis konnte eine Reihe von Maßnahmen gefunden und am digitalen Modell validiert werden, mit denen sich die Logistikprozesse optimieren und der Durchsatz des Systems erhöhen lassen. So konnten investitionsneutrale Maßnahmen wie die Reorganisation des Layouts gleichermaßen wie alternative Transportkonzepte für einen schlankeren Materialfluss entwickelt werden.
Wartungsprozesse
Instandhaltungsmanagement für die Kranwartung
Kranwartung 4.0
Die Vernetzung von Servicetechnikern und den Mitarbeitern der Auftragsplanung und –steuerung sowie die digitale Interaktion von Organisationseinheiten wird derzeit unter dem Schlagwort Industrie 4.0 im gesamten Industriesektor vorangetrieben. Basis hierfür ist die Datenerfassung über Sensoren oder Statusmeldungen der ausführenden Mitarbeiter von ihren Arbeitsplätzen.
Im Rahmen eines Entwicklungsprojektes wird ein anspruchsoptimiertes Instandhaltungsmanagement für die Kranwartung entwickelt. Dieses soll hinsichtlich seiner Funktionen sowohl das Auftragsmanagement als auch die Durchführung von Wartungsmaßnahmen bedienen und zur Reduzierung der Komplexität des vorgelagerten Organisationsprozesses sowie der Informationsbeschaffung während des Wartungseinsatzes, u.a. durch AR-Unterstützung, dienen.
Mensch-Roboter-Kollaborationen
Innovative Lösungen dank Cobots
Mensch-Roboterkollaboration in der mechanischen Fügetechnik
Im Zuge der Digitalisierung und Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit besteht ein hoher Bedarf an flexiblen Automatisierungslösungen, die für repetitive und belastende Handhabungsaufgaben eingesetzt werden. Aufgrund steigender Ansprüche an die Flexibilität bei Losgröße 1 können vollautomatisierte Robotersysteme nicht wirtschaftlich eingesetzt werden. Mensch-Roboter-Kollaborationen (Cobots) ermöglichen hier innovative Lösungen. Durch die intelligente Sensorik entfällt der Bedarf von Sicherheitszäunen. So können adaptive, kompakte und mobile Roboterzellen umgesetzt werden. Die Stärken des Menschen (kognitive, motorische, sensorische Fähigkeiten) werden so mit denen des Cobots (Präzision, hohe Traglasten, hohe Einsatzzeiten) kombiniert, so dass Mitarbeiter entlastet und die Produktivität gesteigert werden.
Digitalisierung
Das volle Potenzial endlich ausschöpfen
Digitalisierung im Handwerk
Trotz der enormen Bedeutung der Einhaltung festgelegter Termine für handwerkliche Betriebe wie bspw. Innenausbauer von Immobilien findet die Terminplanung weitestgehend analog statt. Generell wird derzeit im Handwerk das Potential der Digitalisierung oftmals nicht ausgeschöpft. Um dieses Optimierungspotential auszuschöpfen, entstand in Zusammenarbeit mit einem Treppenbauer aus Mecklenburg-Vorpommern ein System zur vollständig digitalen Montageplanung. Alle dafür relevanten Daten stammen aus definierten Schnittstellen zu übergeordneten Produktionssoftware-Systemen und der digitalen Datenerfassung auf den Baustellen. Mit der konsistenten Datenhaltung, systemgestützter Prozessstrukturen sowie der umgesetzten Rollenmodelle geht eine Transparenzsteigerung des ganzheitlichen Planungsprozesses einher.
Assistenzsysteme
Prozessschritte optimal aufeinander abstimmen
Assistenzsysteme in der Montage bei Losgröße 1
Besonders in der Montage geringer Losgrößen bis hin zur Losgröße 1 sind Automatisierungsansätze oftmals unwirtschaftlich, so dass der Mensch aufgrund seiner Flexibilität zum Einsatz kommt. Für den reibungslosen sowie fehlerfreien Prozess und das Ziel der generellen Durchlaufzeitverkürzung werden Assistenzsysteme benötigt. Dabei werden verschiedene Ansätze verfolgt. In einer geförderten Prozessinnovation entstand ein System zur visuellen Unterstützung sowie der prozessabhängigen Bereitstellung der zu verbauenden Komponente innerhalb des Schalttafelbaus. Dieses basiert auf der digitalen Verknüpfung der notwendigen Bauteile und Arbeitsanweisungen mit den jeweiligen Prozessschritten. Das Ergebnis sind eine Projektion zur visuellen Unterstützung, eine optimierte Materialbereitstellung sowie die ganzheitliche Prozessabbildung.
Leistungen
Fabrikplanung und Logistik – Digitale Fabrik
- Produktivitäts- und Potenzialstudien für Produktionssysteme
- Digitale Fabrikgestaltung mittels Materialfluss- und Kinematiksimulation zur Absicherung von Investitionsentscheidungen
- 3D-Layoutplanung in einer Virtual Reality Umgebung für Neuplanungen und Reorganisationsprojekte
- Optimierung von Produktions- und Logistiksystemen auf Basis von Lean Production Methoden
Produktionsplanung und -steuerung – Industrie 4.0
- Gestaltung und Umsetzung intelligenter Algorithmen für die Produktionsplanung und -steuerung
- Entwicklung innovativer Soft- und Hardwarelösungen für ein flexibles Produktionsmanagement (Fertigungsleitstand, Störungsmanagement, etc.)
- Einführung digitaler Tracking und Tracing Systeme auf Basis von Auto-ID-Technologien (RFID, Ortung, etc.) zur lückenlosen Rückverfolgbarkeit von Aufträgen
Ergonomie und Arbeitsgestaltung – Werker der Zukunft
- Ergonomiebewertung am Arbeitsplatz (u.a. Ergonomiesimulation)
- Realisierung innovativer Arbeitssysteme auf Basis der Mensch-Roboter-Kollaboration
- Entwicklung ergonomischer Arbeitsplatzsysteme sowie intelligenter Handhabungssysteme für das schwerelose Handhaben von Lasten
- Umsetzung digitaler Mitarbeiter-Assistenzsysteme für Produktion, Logistik und Instandhaltung
Ausstattung
| Produktionsgestaltung | Ergonomie | Virtual Reality |
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