Am 31.05.24 endet die Förderung von smartMA-X. Das Projekt des BMWK legte den Grundstein für den Aufbau der Shared Production Kaiserslautern. Darin wurden Schlüsseltechnologien für die Produktion der Zukunft entwickelt. „Mit unserer verteilten Produktion, welche die Industrie 4.0 Schlüsseltechnologien Gaia-X, Verwaltungsschale und Skill-basierte Produktion kombiniert, zeigen wir, wie Produktionsressourcen in Zukunft autonom geteilt werden können“ so Projektleiter Simon Jungbluth. „Mit den Ergebnissen werden wir natürlich weiterarbeiten und den Weg konsequent weitergehen. Das war erst der Anfang.“ Industrie 4.0 (I40) hat 2011 offiziell die 4. Industrielle Revolution eingeläutet. „Doch die Zeit der Präsentations-Folien ist vorbei, wir betreten die Ära der Anwendung“, sagt Dr. Ingo Herbst, Leiter Kommunikation bei der SmartFactory-KL (SFKL). „Mit unseren Partnern zeigen wir, dass und wie Industrie 4.0 funktionieren kann.“
Seit dem 01.01.2021 läuft das Projekt smartMA-X. Die formulierten Kernziele waren von Anfang an Resilienz, Nachhaltigkeit und Optimierung der Wertschöpfung. Dazu wurde eine verteilte Produktion mit mehreren Produktionsinseln in Kaiserslautern aufgebaut, die unter Verwendung neuer Technologien ausprobiert, wie eine datenraumorganisierte Produktion auf der Basis von Gaia-X funktionieren kann.
SmartFactory-KL Datenraum
Die SFKL erarbeitete ein Kommunikationsmodell zur horizontalen Vernetzung von Unternehmen auf Basis des Eclipse Dataspace Connectors. In der Shared Production Kaiserslautern übernehmen Produktionsinseln die Rollen von Firmen, bspw. Zulieferer oder Auftragshersteller. Die automatisierte Integration von Produktionseinheiten im Datenraum basiert auf dem Capability-Skill-Service (CSS)-Informationsmodell der Plattform Industrie 4.0. Fertigungsfunktionen können im Datenraum als Production-as-a-Service abgerufen werden. Die Auftragsabwicklung beginnt bei der Feature Extraktion aus Siemens NX. Über das Matching der Capabilities können potentielle Partner erreicht werden, welche dann Angebote zu den Ausschreibungen abgeben können.
Künstliche Intelligenz
Die optimale Auswahl der gefundenen Services sowie die Zuweisung der Aufträge zu entsprechenden Problemen dynamisch zur Laufzeit ist ein mathematisch komplexes Problem. „Daher verwenden wir bei der Produktionsplanung Verfahren der Künstlichen Intelligenz (Deep Reinforcement Learning)“, erklärt Jungbluth. „Konkret erhoffen wir uns dadurch, flexibler und dynamischer und an das Produktionsumfeld angepasst reagieren zu können. Vor allem auch, dass in Fehlerfällen weiterproduziert werden kann, ohne die KPI zu gefährden.“
Digitaler Zwilling
Für die vertikale Vernetzung innerhalb eines Unternehmens zur adaptiven Produktion massenanpassbarer Produkte wurde ebenfalls das CSS-Modell verwendet, um eine Referenzarchitektur zu erarbeiten und zu implementieren. Für die semantischen Beschreibung griffen die Wissenschaftler:innen auf das OPC UA Informationsmodell für Produktionsressourcen und Energieknoten zurück, sowie auf VWS-Teilmodelle, u.a. für Services und Capabilities. Zudem wurde eine holonisches Multiagentensystem als aktive Komponente der VWS implementiert. „Gerade das hat den Vorteil“, sagt Jungbluth, „dass wir die fraktale Struktur unserer Fabrik abbilden können. Abhängig von den Granularitätsstufen können wir unsere intelligenten Einheiten bis tief auf die Feldebene bringen.“ Die Komplexität wird dadurch reduziert, dass gesamte Fabriken wiederum als ein Holon dargestellt werden und sämtliche Interaktionen zwischen den Produktionseinheiten für den Nutzer abstrahiert werden.
Ergebnisse von smartMA-X werden weiterentwickelt
„Das Besondere an smartMA-X ist“, erklärt Herbst, „dass die Ergebnisse bereits von anderen Projekten aufgegriffen werden.“ So z.B. TWIN4TRUCKS: „In TWIN4TRUCKS arbeiten wir unter anderem an der technischen Umsetzung von Konnektoren und Adaptoren für den unternehmensübergreifenden Datenaustausch, die auf den Konzepten von Gaia-X basieren,“ erklärt Projektleiter Dr. Ekkehard Brümmer von Daimler Truck. Auch die Initiative Manufacturing-X greift Ideen von smartMA-X auf, und in Factory-X arbeitet die SFKL aktiv an der Umsetzung der Produktion der Zukunft mit 47 Projektpartnern mit.
Weitere Informatiuonen: https://t0cd191c0.emailsys1a.net/mailing/33/7534452/138182367/432/fd2fe9b1c2/index.html
Quelle Text/Bild:
Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V.
Trippstadter Straße 122
67663 Kaiserslautern
http://smartfactory.de
Kaiserslautern, 28.04.2024
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