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Internet of Production: Fertigungsprozesse besser verstehen

Internet of Production
Fertigungsprozesse besser verstehen

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Je besser sich komplexe Prozesse und ihre Randbedingungen analysieren lassen, desto fundierter kann eine wiederholbar stabile Fertigung sichergestellt werden. Bild: max_776/stock.adobe.com
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Daten von Steuerungen und Sensoren – die bereits heute verfügbar sind – werden im Internet of Production mit digitalen Daten aus Fertigungssimulationen verknüpft. Der Vorteil: Da, wo Simulationen allein an Grenzen stoßen, lassen sich modell- und datenbasiert Fertigungsprozesse besser verstehen und Zusammenhänge erkennen. Welche Chancen die Digitalisierung gerade bei Werkzeugmaschinen bietet, will das kommende 30. Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium zeigen.

Hinweis: Bedingt durch die Coronavirus-Pandemie ist das ursprünglich für den 14./15. Mai 2020 geplante AWK 2020 auf den 10./11. Juni 2021 verschoben und wird dann als AWK 2021 stattfinden.

An vielen Stellen der Produktion stoße man mit herkömmlichen Methoden, Technologien und Prozessen an die Grenzen unserer Erkenntnis, sagt Prof. Thomas Bergs vom Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren, derzeit Geschäftsführender Direktor des WZL. „Die Digitalisierung versetzt uns aber jetzt in die Lage, diese Grenzen zu überschreiten.“ Wie sich Zusammenhänge erkennen lassen und damit die Effizienz und Produktivität von Werkzeugmaschinen verbessert werden kann, wollen Wissenschaftler des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen und des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT anlässlich des Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquiums (AWK) 2021 zeigen – mit dem ‚Internet of Production‘.

Herausforderung Blisk-Fertigung

Was das konkret heißt, demonstrieren die Aachener am Beispiel der Blisk-Fertigung für Flugtriebwerke. Bei Blisks, die Laufschaufeln und Rotor in einem Bauteil vereinen, kommen komplexe dünnwandige Geometrien, extreme Toleranzen bis hinab zu 25 µm und schwer zu bearbeitende Werkstoffe zusammen – alles andere als einfache Voraussetzungen, um eine qualitativ stabile Fertigung sicherzustellen. Die ist aber erforderlich, damit die Triebwerke später die geforderte Leistung bringen.

Bei der Blisk-Fertigung stoßen zudem selbst die heute verfügbaren Simulationsmöglichkeiten an ihre Grenzen – zu vielfältig sind die Einflussfaktoren, was Untersuchungen an einem Digitalen Zwilling erschwert, wenn man letztlich verstehen will, unter welchen Voraussetzungen die Bauteile mit den gewünschten Toleranzen stabil gefertigt werden können. Genau hier setzt der Kerngedanke des ‚Internet of Production‘ an – denn bereits heute erfassen Steuerungen und Sensoren in den Werkzeugmaschinen eine Vielzahl an Parametern. Gelingt es, alle auf diesem Wege bereits vorliegenden Informationen zusammenzuführen und mit den Messwerten konkreter Blisks zu vergleichen, lassen sich Rückschlüsse ziehen, unter welchen Bedingungen wiederholbar die gewünschte Qualität erreicht werden kann. Eine offenstehende Hallentür, die Einfluss auf die Temperatur in der Halle hat, ist dabei eine der am einfachsten zu verstehenden Quellen für Abweichungen – aber sie verdeutlicht, warum die Datenanalyse so verlockend ist.

Auf dem Weg zur digital vernetzten Produktion

Das Motto des AWKs 2021 lautet deswegen ‚Internet of Production – Turning Data to Value‘. Ziel ist, produzierenden Unternehmen Wege aufzuzeigen, wie sie mittels bedarfsgerechter Datenerfassung und maschinellem Lernen zu schnellen, fehlerfreien Verbesserungen in der Serienproduktion gelangen können. „Je besser ich meine komplexen Prozesse und ihre Randbedingungen kenne, desto fundierter kann ich die wahren Kosten meiner Produkte benennen und zudem wertvolle Ressourcen sparen“, führt Bergs weiter aus. „Lehrstuhlübergreifend ist es uns wichtig zu verstehen, was erforderlich ist, damit die Vision von der vollständig digitalisierten und vernetzten Produktion in der Industrie Wirklichkeit werden kann.“

Das AWK 2021 behandelt in zweimal zwei parallelen Vortragssessions die folgenden Themen:

  • Architektur einer vernetzten, adaptiven Produktion
  • der Digitale Zwilling in der Fertigung
  • Analytics in der Produktion
  • Geschäftsmodelle im Internet of Production

Gerade der letzte Punkt dürfte zu vielen Diskussionen führen – denn die Frage ist, wer letztlich in welchem Maße von dem Zusammenschluss von Anwender, Werkzeugmaschinenhersteller, Werkzeughersteller und Materiallieferant – um nur einige zu nennen –, profitiert.

Übrigens: In der 30. Auflage dss AWK wird es auch wieder die Möglichkeit geben, Einblick in die Forschungsarbeiten an WZL und Fraunhofer IPT zu nehmen. Erstmals werden thematisch strukturierte Touren durch die Maschinenhallen der Institute und ausgewählte Partnerangebote, die Vortragsinhalte durch praxistaugliche Demonstratoren und sogar bereits industriell verwirklichte Entwicklungen illustrieren, angeboten. Schwerpunkte legen die Veranstalter dabei auf aktuelle Themen wie Digitalisierung, Individualisierung, Elektrifizierung und Klimaschutz, Industrie 4.0, Blockchain, Künstliche Intelligenz und 5G. co

Weitere Infos zum AWK 2021 (Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium), neuer Termin ist der 10./11. Juni 2021:
downloaden

Kontakt:
Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen
Campus-Boulevard 30
52074 Aachen
Tel.: +49 241 80-28040
Website: www.wzl.rwth-aachen.de
Website: www.ipt.fraunhofer.de


Prof. Dr.-Ing. Thomas Bergs, Geschäftsführender Direktor des WZL, Lehrstuhlinhaber Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren
Bild: WZL/Krentz

„An vielen Stellen der Produktion stoßen wir mit herkömmlichen Methoden, Technologien und Prozessen an die Grenzen unserer Erkenntnis – Digitalisierung versetzt uns aber in die Lage, diese Grenzen zu überschreiten.“


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