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Sägen: Mit einfachen Mitteln zur Industrie 4.0

Assistenzsysteme und Datenanalyse in Demonstratoren umgesetzt
Sägen: Mit einfachen Mitteln zur Industrie 4.0

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Zusammen mit neun mittelständischen Säge-Spezialisten zeigt das Fraunhofer IPA, dass Industrie 4.0 auch in der Sägebranche einfach realisierbar ist. Von Dr.-Ing. Christoph Birenbaum, Gruppenleiter, Fraunhofer IPA

Einer der Arbeitsschwerpunkte im Bereich der Fertigungstechnik am Fraunhofer IPA ist die Sägetechnologie. Dieses altbewährte Bearbeitungsverfahren hat zwar auf den ersten Blick nichts mit Industrie 4.0 gemein. Da die Kundenanforderungen jedoch auch im Bereich des Sägens immer komplexer werden, steigt auch hier der Entwicklungsbedarf.

Schwerpunkte dabei sind intelligente Systeme, die den oftmals nur angelernten Maschinenbedienern Hilfestellungen bei der Wahl korrekter Maschinen-, Werkzeug- und Prozessparameter geben, sowie Ansätze, mit denen sich Maschinen selbstständig an geänderte Prozessbedingungen und neue Werkstoffe anpassen. Beide Aspekte adressieren Kernelemente von Industrie 4.0: Assistenzsysteme sowie Datenerfassung, -analyse und die Einleitung von Handlungen.
Assistenzsystem reduziert Fehler
Innerhalb des Projekts, an dem sich fünf Maschinen- und vier Werkzeughersteller beteiligen, wurden zwei Demonstratoren aufgebaut, die die technische Machbarkeit und die Potenziale für die Branche aufzeigen sollten. Am Beispiel eines Bandsägeautomaten wurde die Kommunikation zwischen Werker, Werkzeug und Maschine hergestellt und ein Assistenzsystem realisiert. Der Maschinenbediener erhält via Smartphone Informationen über das Werkzeug und transferiert die korrekten Bearbeitungsparameter automatisch an die Maschinensteuerung. Durch das Assistenzsystem werden Einarbeitungsprozesse verkürzt, die Produktivität verbessert und Fehler erheblich reduziert.
Kreissäge als cyberphysisches System
An einem Kreissägeautomaten wurde der Beleg erbracht, dass bestehende Maschinen zu einem cyberphysischen System ausgebaut werden können, da die nötige Sensorik entweder bereits vorhanden ist oder ohne großen Aufwand integriert werden kann. Das System sendet Daten von Maschine, Werkzeug und Betriebsmitteln an ein mobiles Endgerät und eine Analyseplattform.
Durch die Ausstattung der Kreissägewerkzeuge mit RFID-Technologie tragen die Werkzeuge die Sensordaten bzw. ihre Historie stets in sich und können so an jeder Stelle im Wertschöpfungsprozess abgefragt werden. Für den Werker ohne tiefgreifendes Prozesswissen ergeben sich durch diese intelligente Datenanalyse und -verknüpfung Mehrwerte, indem Zusammenhänge leicht identifizierbar sowie Fehler- und Ursachenanalysen vereinfacht werden. Maschinenbetreiber profitieren von verbesserten Analyse- und Prognosemöglichkeiten zur flexiblen Prozesssteuerung.
Datenerfassung bei Endanwendern
Anhand der beiden Demonstratoren wurde für die teilnehmenden KMU der Beleg erbracht, dass die Einführung von Industrie 4.0 mit relativ einfachen Mitteln gelingen kann und die Mehrwerte schon sehr früh im Einführungsprozess sichtbar werden. Das Projekt wird weitergeführt und der nächste Aspekt von Industrie 4.0 umgesetzt: die Langzeit-Datenerfassung unter realen Bedingungen bei ausgewählten Endanwendern. Von den auf der Datenerfassung aufbauenden Big-Data-Analysen versprechen sich die Maschinen- und Werkzeughersteller Impulse für die Optimierungen ihrer Produkte und die Ableitung von Geschäftsmodellen aus den Daten, z. B. über kostenpflichtige Optimierungspakete für Maschinen oder innovative Abrechnungsmodelle auf Basis realer Schnittdaten. ↓

Exklusive IPA-Serie: Industrie 4.0 im Fokus der angewandten Forschung

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In einer exklusiven Serie beleuchten Experten des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA verschiedene Aspekte des Megatrends Industrie 4.0. Die Themen reichen von der IT über den Menschen hin zur Produktion und zum fertigen Produkt.
In den bisher veröffentlichten Teilen ging es um die Bedeutung des Themas Industrie 4.0 für den Mittelstand, um eine OEE-App, die Maschinenausfälle erfasst, Gelbe Seiten für die Industrie 4.0, die Bedeutung des Personals und Chinas 4.0-Strategie. ↓
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