Zukunftsfähige Produktion: Effizient, agil und flexibel
Moderne Produktionssysteme müssen sich stetig an neue Anforderungen anpassen. Effizienz, Agilität und Flexibilität sind deshalb die Schlüsselfaktoren beim Aufbau zukunftsfähiger Fabriken.
Der Agile Production Simulation ist ein praxisnahes Trainingsmodell vor, das diese Anforderungen vereint und anschaulich erlebbar macht.
Modulares Fabrikkonzept: Bausteine für individuelle Prozesse
Die Modellfabrik ist modular aufgebaut und setzt sich aus verschiedenen Stationen zusammen, darunter:
- Wareneingang und -ausgang
- Hochregallager
- Fräs- und Bohrstationen
- Qualitätssicherung mit KI-Unterstützung
Zwischen diesen Modulen transportiert ein fahrerloses Transportsystem (FTS) die Werkstücke – flexibel und bedarfsorientiert. Die Produktion lässt sich somit jederzeit an Kundenwünsche oder neue Anforderungen anpassen.
Die Anlage kann zudem problemlos erweitert werden, etwa durch zusätzliche Bearbeitungsstationen, Brennöfen oder weitere Transportsysteme.
Intelligente Werkstücke mit NFC-Technologie
Jedes Werkstück ist mit einem NFC-Tag ausgestattet. Dieser speichert wichtige Produktionsdaten, wie:
- Farbe des Werkstücks (weiß, rot, blau)
- Zeitpunkt der Anlieferung
- Ein- und Auslagerungszeit
- Durchlaufene Produktionsschritte
- Ergebnisse der Qualitätsprüfung
Je nach Farbe folgen die Werkstücke unterschiedlichen Produktionspfaden. Dadurch entstehen unterschiedliche Durchlaufzeiten und individuelle Bearbeitungsprozesse – realitätsnah wie in einer echten Fertigung.
Vernetzte Steuerung für reibungslose Abläufe
Im Zentrum der Steuerung steht ein Raspberry Pi 4 Model B. Er ist mit den einzelnen Modulen über Siemens S7-1200 SPS-Steuerungen (24 V) vernetzt.
Die Kommunikation mit dem Transportsystem erfolgt über die standardisierte VDA 5050-Schnittstelle, gesteuert wird über das leichtgewichtige MQTT-Protokoll. Diese Struktur ermöglicht einen reibungslosen Datenaustausch zwischen den Modulen.
Cloud-Anbindung und Fernzugriff
Über einen WLAN-Router ist die Fabrik mit der fischertechnik Cloud verbunden. Dort stehen verschiedene digitale Werkzeuge zur Verfügung:
- Ein Online-Shop zur Werkstückbestellung
- Dashboards zur Auftragssteuerung und Anlagenvisualisierung
- Auswertungen von Betriebskennzahlen in Echtzeit
- Fernwartungssimulation durch Livebilder einer beweglichen Kamera
So können Nutzer den Zustand der Fabrik jederzeit auch remote einsehen.
Flexible Erweiterung durch cleveres Stecksystem
Die Module der Anlage sind mechanisch über ein Nut- und Federprinzip miteinander verbunden. Neue Module lassen sich unkompliziert an offenen Enden ergänzen und über das Dashboard integrieren und konfigurieren – ideal für Schulungen, Trainings oder Weiterentwicklungen.
Lernplattform für Industrie 4.0
Das begleitende didaktische Material liefert einen umfassenden Einstieg in die Themen rund um die smarte Fabrik. Inhalte sind u.a.:
- Grundlagen der Industrie 4.0
- Aufbau modularer Produktionssysteme
- Intelligente Vernetzung von Maschinen
- Zusammenarbeit von Mensch, Technik und Organisation
- Digitale Zwillinge und Sensordatenauswertung in Echtzeit
Damit eignet sich das Modell hervorragend für Schulungszwecke in Ausbildung, Studium oder Weiterbildung.
- inklusive Digital Learning Platform und Digital Twin
- Modulare Produktion
- Digitalität im Produktionsumfeld
- Qualitätssicherung mit Künstlicher Intelligenz
- Fahrerlose Transportsysteme
- Automatisierung und SPS-Programmierung
- Grundlagen von Industrie 4.0 und modularer Produktion verstehen
- Aufbau und Funktion einer vernetzten Modellfabrik kennenlernen
- Einsatz von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) nachvollziehen
- Produktionsdaten mit NFC-Technologie erfassen und auslesen
- Steuerung über SPS und Raspberry Pi anwenden
- Kommunikation mit MQTT und VDA 5050 verstehen
- Fertigungsprozesse flexibel planen und erweitern
- Datenvisualisierung und Fernüberwachung über Dashboards nutzen
- für Ausbildungsbetriebe, Hochschule und Universitäten
Spezifikationen
- Spannungsversorgung: 24 V Netzgerät, 11 A
- Zentrale Steuerungseinheit: Raspberry Pi 4B
- Einzelmodulsteuerung: 5× SPS Siemens S7-1200
- Zusätzliche Steuerungseinheiten:
- 3× TXT 4.0 Controller
- für Sensorik und Kamera
- für Qualitätssicherung mit KI
- für fahrerloses Transportsystem (FTS)
- 3× TXT 4.0 Controller
- WLAN-Router zur Einrichtung eines lokalen Netzwerks
Software
- SPS-Programmierung in Strukturiertem Text (ST)
- TypeScript für die zentrale Steuerung auf dem Raspberry Pi
- Node-RED zur Kommunikation zwischen SPS und TXT 4.0
- Python für Anwendungen auf den TXT 4.0 Controllern
- TensorFlow für KI-Anwendungen im Bereich Bildklassifikation (Qualitätssicherung)
- Spannungsversorgung 24V Netzgerät 11A
- 1 x Zentralsteuerung Raspberry Pi 4B
- 5 x SPS Siemens S7-1200
- 3 x TXT 4.0 Controller (1x für Sensorik und Kamera sowie Cloudzugang im WE-/WA-Modul, 1x für Qualitätssicherung mit KI, 1x für FTS)
- 1 x WLAN-Router für WLAN-Netzwerk
Elektrogeräte als auch Batterien enthalten wertvolle Ressourcen und auch Schadstoffe.
Das Symbol der durchgestrichenen Abfalltonne bedeutet, dass elektrische und elektronische Geräte als auch Batterien nicht mit dem Hausmüll entsorgt werden dürfen. Verbraucher/-innen sind gesetzlich dazu verpflichtet, Elektroaltgeräte und Batterien ordnungsgemäß zu entsorgen. Durch korrektes Recycling helfen Sie dabei, Ressourcen zu sparen und die Umwelt zu schonen. Weitere Informationen zum Thema Recycling finden Sie hier!
