Innovative Fabriksysteme

Der Forschungsbereich Innovative Fabriksysteme (IFS) beschäftigt sich im Rahmen von laufenden und avisierten Forschungsprojekten mit Themenfeldern rund um die Produktion der Zukunft. Dabei besteht in den wissenschaftlichen Projekten und der technischen Umsetzung eine enge Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl „Werkzeugmaschinen und Steuerungen“ (WSKL) an der TU Kaiserslautern und der Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V. (SmartFactory-KL).

Prof. Martin Ruskowski und PD Dr. Achim Wagner wirken als inhaltliche Klammer, um die Forschungsprojekte so zu verzahnen, dass sie ergebnisorientiert realitätsnahe Lösungen für die skill-basierte Shared Production im Production Level 4-Ökosystem in Kaiserslautern entwickeln.

Production Level 4 wurde 2019 als Update von Industrie 4.0 formuliert und steht für die mensch-zentrierte subsidiäre Produktion. Dahinter stehen aktuell fünf Forschungsgebiete:

• Factory Interconnection Architecture: Edge-Cloud-Technologien / Multiagentensysteme
• Skill-based Modular Production: Modulare Produktion / Skill-basierte Produktion
• Smart Worker: Mensch-Technik-Systeme
• Intelligent Automation Systems: Autonome Mobile Systeme / Verlässliche Produktion
• Sustainable Production Networks: Kreislaufwirtschaft / Ressourcen-Management

Shared Production Kaiserslautern

Im Zentrum der Forschung steht das gemeinsam mit WSKL und SmartFactory-KL aufgebaute Production Level 4-Ökosystem mit mittlerweile vier Demonstratoren an vier Standorten. Die verteilten Produktionsinseln produzieren gemeinsam einen Modell-LKW. In dieser realitätsnahen Produktionsumgebung werden dabei herstellerübergreifend Technologien entwickelt und erprobt, die auf dem Shopfloor zur Anwendung kommen sollen. Zahlreiche Industrieunternehmen sind in die Forschung integriert. Sie formulieren die Bedarfe der Industrie und wirken an der praktischen Umsetzung mit. So ist sichergestellt, dass die wissenschaftlichen Arbeiten in der industriellen Realität zur Anwendung kommen. Beteiligte wissenschaftliche Forschungsprojekte sind bspw. smartMA-X, DIMOFAC, ReCircE, 5G IDEAS, MAS4AI, KI4ETA, InCoRAP, DIGITBRAIN.

Einige Themenfelder und Fragestellungen

• Skill-based Production – Wie können zukünftig Produktionsarchitekturen aussehen?
• Verwaltungsschale – Wie kann sich die Verwaltungsschale zum Digitalen Zwilling entwickeln?
• Lebenszyklusakte – Wie können wir die Geschichte eines Produktes lückenlos dokumentieren?
• KI-Methoden – Welche KI-Methode ist sinnvollerweise wo einsetzbar?
• Predictive Maintenance – Wie erkennt man unbekannte Fehler im Vorfeld eines Ausfalls?
• Nachhaltige Produktion – Was umfasst eine nachhaltige Produktion?
• Modulare Produktion – Wie erreichen wir einen einfachen Austausch von Modulen in Produktionsanlagen?
• Retrofitting – Wie können bestehende Anlagen digital in Industrie 4.0-Umgebungen integriert werden?
• Industrial Edge Cloud – Wie sehen Edge-Cloud-Architekturen von Morgen aus?
• Smart Human-Machine Interfaces – Wie können Mensch und Maschine im smarten Produktionsumfeld optimal zusammenarbeiten?
• Digitale Plattformen – Wie kann Gaia-X als mögliches Produktionsnetzwerk für Europa funktionieren?

Bereits seit 2016 nimmt der Transfer von Industrie 4.0 in kleine und mittlere Unternehmen der Region einen breiten Raum ein. Das Mittelstand-Digital Zentrum (MDZ, bis 2021 noch Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum) Kaiserslautern ist eines von mehreren regionalen Zentren, die das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) ins Leben gerufen hat. Ziel dieser bundesweiten Förderinitiative ist es, die Bedeutung des Zukunftsthemas Industrie 4.0 kleinen und mittleren Unternehmen bewusst zu machen, sie über dessen große Chancen zu informieren und bei der Umsetzung von Projekten tatkräftig zu unterstützen. Das Projekt läuft zunächst bis Juli 2024 und wird von den Partnern SmartFactory-KL (Konsortialführer), dem DFKI, der TU Kaiserslautern und dem ITA getragen.

https://digitalzentrum-kaiserslautern.de