Produktion

Monitoring (Überwachung und Regelung) des Produktionsprozesses

Industrie 4.0 und Big Data sind Treiber für neue Innovationen in der Prüftechnik. Letztere ist ein unverzichtbares Element in der intelligenten Fabrik der Zukunft. Dabei muss die Prüfung vom Labor in die Produktion verlagert werden. Das Fraunhofer IZFP entwickelt Anwendungsszenarien und Lösungen für diese fertigungsintegrierte Prüfung.

Der Fokus liegt dabei auf neuen Produktionsverfahren, da diese immer auch das Risiko für neue Qualitätsprobleme in sich tragen. Zu den aktuellen Entwicklungsschwerpunkten zählen z. B. das Presshärten, das Rührreibschweißen und Verfahren zur Herstellung von Verbundwerkstoffen und Werkstoffverbunden aus CFK, Aluminium, Titan und Magnesium.

Adaptive Fertigungsverfahren werden zunehmend genutzt, da sie schnell an wechselnde Erfordernisse der mass customization angepasst werden können. Um diese komplexen Produktionsprozesse zu überwachen, muss die Qualitätsprüfung in-process und in-situ durchgeführt werden können, wofür das Fraunhofer IZFP neue Prüflösungen entwickelt. Neue Aufgaben und Herausforderungen erfordern auch neue Qualifikationen und Kompetenzen. Aus diesem Grunde beteiligt sich das Fraunhofer IZFP gemeinsam mit der Grundig Akademie an der Gestaltung von Ausbildungslehrgängen zu neuen Fertigungsverfahren, beispielsweise dem Presshärten und dem Rührreibschweißen.

In naher Zukunft wird die fertigungsintegrierte Prüfung dazu genutzt werden, um mit Hilfe verteilter, vernetzter Sensoren ein nahezu vollständiges Echtzeit-Abbild kompletter Produktionsabläufe zu generieren. Mess- und Prüfdaten werden mit weiteren produktionstechnischen Daten kombiniert; mit Methoden des maschinellen Lernens können dann selbstregelnde bzw. selbstoptimierende Fertigungsprozesse realisiert werden. Dementsprechend ist die fertigungsintegrierte Prüfung auch mit dem Thema Big Data eng verknüpft. Schon heute entwickelt das Fraunhofer IZFP intelligente Überwachungs- und Regelsysteme auf Basis von Datenfusion, z. B. für das Laserstrahlschweißen.

Als Folge von Industrie 4.0 wird der Automatisierungs- und Vernetzungsgrad in der Qualitätssicherung stetig steigen. Neuartige Roboter und autonome Systeme können die Palette von möglichen Anwendungen der fertigungsintegrierten Prüfung deutlich erweitern. Das Fraunhofer IZFP setzt dabei auf kollaborierende Roboter. Deren Einsatz beim Übergang von der manuellen zur automatisierten Prüfung gewährleistet Reversibilität und ermöglicht es, Entwicklungsrisiken zu minimieren.

Stichworte

Adaptive Fertigungsverfahren, Fertigungsintegration, kollaborierende Roboter, Presshärten, Rührreibschweißen