Verbundprojekt

MetamoFAB

Metamorphose zur intelligenten und vernetzten Fabrik

Kurzfassung:

Das Ziel des Verbundprojekts ist es, bestehenden Unternehmen die Metamorphose zu intelligenten und vernetzten Fabriken zu ermöglichen. Gemäß der Vision von cyber-physischen Systemen (CPS) können dadurch signifikante Produktivitäts- und Flexibilitätssteigerungen erreicht werden.Um den Transfer in die Industrie zu gewährleisten, werden Vorgehensweisen, Modelle, Methoden und Werkzeuge sowie notwendige Qualifizierungsprozesse für die Planung, Begleitung und Durchführung der Transformation zur zukünftigen CPS-Fabrik anwendungs- und branchenübergreifend entwickelt, in virtuellen und realen Labordemonstratoren erprobt und nach erfolgreicher Absicherung in drei realen Produktionsumgebungen der Industriepartner demonstriert.

www: http://metamofab.de/

Projektdauer: 01.11.13 - 31.10.16

Projektkoordinator:

Dr. Nils Weinert
Siemens Aktiengesellschaft
Tel.: +49 173 7359653
E-Mail: nils.weinert@siemens.com

Ansprechpartner bei PTKA-PFT:

Dipl.-Ing. Barbara Mesow
Tel.: +49 351 463-31428
E-Mail: barbara.mesow@kit.edu

 

Detaillierte Projektbeschreibung

1. Problemstellung
Erfolgreiche Produktionsunternehmen von morgen setzen auf eine effiziente, ergebnisorientierte Kommunikation und Kooperation entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Die Einführung cyber-physischer Systeme (CPS) in die Unternehmen kann dabei die Wandlungsfähigkeit der Produktionsbedingungen steigern und zu einer Erhöhung der Flexibilität in Produktion und Logistik beitragen. Alle prozessbeteiligten Akteure, wie Menschen, Maschinen, Werkstücke und Informationstechnik, müssen dabei mit einbezogen werden. Hierfür ist es notwendig, die Unternehmen durch einen Einführungsprozess auf den Paradigmenwechsel hin zu Industrie 4.0 vorzubereiten. Nur mit einer klaren CPS Umsetzungsstrategie kann sich ein Unternehmen von heute ohne empfindliche Störung des operativen wirtschaftlichen Betriebs zu einem smarten Produktionsunternehmen von morgen entwickeln.
2. Ziel
Ziel des Forschungsprojekts MetamoFAB ist es, in bestehenden Betrieben die Metamorphose zu intelligenten und vernetzten Fabriken zu ermöglichen. Gemäß der Vision von CPS können dadurch signifikante Produktivitäts- und Flexibilitätssteigerungen erreicht werden. Die drei Anwendungsfälle »Herstellung von Automatisierungstechnik«, »Halbleiterfertigung« und »Fertigung Elektrotechnischer Bauelemente« sowie die Definition entsprechender Anforderungen und Realisierungspfade bilden die Basis für die geplante Metamorphose hin zu einer CPS-Fabrik.
3. Vorgehensweise
Als ein wesentlicher Lösungsansatz ist die Definition geeigneter Regeln für Entscheidungsprozesse in vernetzten Systemen mit dezentraler Intelligenz geplant. Hierzu wird ein Entscheidungsmodell unter Berücksichtigung aller prozessbeteiligten Akteure in einer vernetzten Fabrikstruktur entwickelt. Daraus werden Regeln für Abstimmungsprozesse mit unterschiedlichen Planungshorizonten und Optimierungszielen, z.B. für den Produktionsplanungsprozess, abgeleitet. Die Qualifizierung der Menschen, die zunehmend die Rolle des flexibel agierenden Problemlösers übernehmen, sowie die Erzeugung der Entscheidungsfähigkeit auf technischer Seite werden unterstützt durch die Entwicklung neuer vernetzter und flexibler Organisationsstrukturen für die CPS-Fabriken der Zukunft. Durch parallele Echtzeitabbildung und Berechnung möglicher Entscheidungsoptionen wird das Verhalten aller entscheidungsfähigen Elemente entsprechend der entwickelten Regeln virtuell abgesichert. Methoden und Werkzeuge zur Planung des Transformationsprozesses werden unter expliziter Berücksichtigung einer schrittweisen Realisierung in realen Anwendungsumgebungen entwickelt.
4. Ergebnisse und Anwendungspotential
Gesamtergebnis des Projekts sind Methoden und Werkzeuge für die Planung, Begleitung und Durchführung der Metamorphose bestehender zu intelligenten und vernetzten Fabriken im Sinne des Zukunftsprojekts Industrie 4.0. Die Anwendbarkeit der in MetamoFAB entwickelten Vorgehensweisen und Werkzeuge wird in virtuellen und realen Labordemonstratoren erprobt und nach erfolgreicher Absicherung in den realen Anwendungsumgebungen der Industriepartner demonstriert. Um den Transfer in die Industrie zu gewährleisten, werden Vorgehensweisen und notwendige Qualifizierungsprozesse für die Planung, Begleitung und Durchführung der Transformation zur zukünftigen CPS-Fabrik anwendungs- und branchenübergreifend entwickelt. Sie bieten für deutsche Produktionsunternehmen eine wesentliche Unterstützung um die Leistungsfähigkeit ihrer bestehenden Fabriken durch den Einsatz von CPS-Systemen
zu steigern.

 

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