Simulation-driven virtual engineering – Modellierung der Fähigkeiten von cyber-physischen Produktionssystemen

Projektcluster mit drei Teilprojekten

Im Projekt-Cluster Simulation-driven Virtual Engineering führt Siemens dito CT RDA AUC drei Projektvorhaben in Zusammenarbeit mit dem Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb, Lehrstuhl für Betriebswissenschaften und Montagetechnik (Prof. Dr. G. Reinhart), Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik von (Prof. Dr. M. Zäh)) an der Technischen Universität München sowie dem Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU, Fraunhofer-Projektgruppe Ressourceneffiziente mechatronische Verarbeitungsmaschinen (RMV)) durch:

  • Neue Simulationsmethoden als Basis für autonome Produktionseinheiten
  • Modellierung der Fähigkeiten von cyber-physischen Produktionssystemen
  • Intelligentes digitales Engineering von vernetzten Produktionssystemen


Planung und Inbetriebnahme von Produktionsanlagen heute aufwändig

Bei der Planung und Inbetriebnahme von automatischen Produktionsanlagen für neue oder veränderte Produkte bedarf es einer Vielzahl aufwändiger, meist manuell durchzuführender Prozesse. So wird heute die zu automatisierende Produktionsaufgabe von Experten analysiert und geeignete Betriebsmittel werden manuell ausgewählt. Die Konfiguration und das Programmieren des Gesamtsystems sowie die Prüfung der Funktionserfüllung erfolgen ebenfalls vorwiegend manuell. Die Produktion kann häufig erst nach mehreren Iterationen aller erwähnten Prozesse anlaufen. Vor dem Hintergrund der zunehmenden Produktvarianz, weiter verkürzten Produktlebenszyklen sowie schwankenden, voraussichtlich kleineren, Stückzahlen gilt es eine Methodik zu entwickeln, die inhärente Flexibilität von modernen Produktionsanlagen – sogenannten cyberphysischen Produktionssystemen – besser zu nutzen.

Abb.: Prinzip zum simulativen Abgleich von Anforderungen und Fähigkeiten

Optimale Montageplanung durch Simulation

Das Ziel der Forschungsarbeiten liegt in der Entwicklung einer optimalen Montageplanung durch simulativen Abgleich von Anforderungen des Produktes an seine Fertigung und Fähigkeiten der cyber-physischen Betriebsmittel. Unter Verwendung heute bereits vorhandener und eingesetzter Software-Tools wird an Lösungen für folgende Aspekte geforscht:

  • Automatische Zuweisung optimaler Betriebsmittel zu vom Produkt geforderten Prozessen
  • Automatische simulative Prüfung der Durchführbarkeit der Prozesse
  • Berücksichtigung unterschiedlicher valider Zuweisungsalternativen, Materialflüsse sowie Montagereihenfolgen
  • Generierung individueller Produktanforderungen aus Produkt-CAD-Daten

In Summe ermöglicht das Projekt die virtuelle Absicherung von Montageanlagen und der Montageplanung. Die Reduzierung des Planungsaufwandes ist ein wichtiger Beitrag zur kostengünstigen Herstellung von Produkten auch in kleinen Stückzahlen.


Partner

Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb), Lehrstuhl für Betriebswissenschaften und Montagetechnik (Prof. Dr. G. Reinhart)
Siemens AG Corporate Technology

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