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Mit einfachen Mitteln zu Industrie 4.0

2. Stuttgarter Säge-Tagung zeigt Potenziale neue Technologien für Sägebranche auf



Einer der Arbeitsschwerpunkte im Bereich der Fertigungstechnik am Fraunhofer IPA ist die Sägetechnologie. Dieses altbewährte und wissenschaftlich oft stiefmütterlich behandelte Bearbeitungsverfahren hat auf den ersten Blick nichts mit Industrie 4.0 gemein. Da die Kundenanforderungen an Maschinen und Werkzeuge auch beim Sägen immer komplexer werden, steigt hier der Entwicklungsbedarf. Schwerpunkte dabei sind intelligente Systeme, die den oftmals nur angelernten Maschinenbedienern Hilfestellungen bei der Wahl korrekter Maschinen-, Werkzeug- und Prozessparameter geben, sowie Ansätze, mit denen sich Maschinen selbstständig an geänderte Prozessbedingungen und neue Werkstoffe anpassen. Beide Aspekte adressieren Kernelemente von Industrie 4.0: Assistenzsysteme sowie Datenerfassung, -analyse und die Einleitung von Handlungen.



Assistenzsystem optimiert Einarbeitung und reduziert Fehler

Innerhalb des Projekts, an dem sich fünf Maschinen- und vier Werkzeughersteller beteiligen, wurden zwei Demonstratoren aufgebaut, die die grundsätzliche technische Machbarkeit und die Potenziale für die Branche aufzeigen sollten. Am Beispiel eines bestehenden Bandsägeautomaten wurde die Kommunikation zwischen Werker, Werkzeug und Maschine hergestellt und ein Assistenzsystem realisiert. Der Maschinenbediener erhält via Smartphone Herstellerinformationen über das Werkzeug und transferiert die korrekten Bearbeitungsparameter automatisch an die Maschinensteuerung. Durch das Assistenzsystem werden Einarbeitungsprozesse verkürzt, die Produktivität verbessert und Fehler erheblich reduziert.

Kreissägeautomat wird zum cyberphysischen System

An einem Kreissägeautomaten wurde der Beleg erbracht, dass bestehende Maschinen ohne großen Aufwand zu einem cyberphysischen System ausgebaut werden können, da die nötige Sensorik entweder bereits vorhanden ist oder ohne großen Aufwand in bestehenden Infrastrukturen integriert werden kann. Das System sendet Daten von Maschine, Werkzeug und Betriebsmitteln an ein mobiles Endgerät und eine Analyseplattform. Durch die Ausstattung der Kreissägewerkzeuge mit RFID-Technologie tragen die Werkzeuge die Sensordaten bzw. ihre Historie stets in sich und können so an jeder Stelle im Wertschöpfungsprozess abgefragt werden. Für den Werker ohne tiefgreifendes Prozesswissen ergeben sich durch diese intelligente Datenanalyse und -verknüpfung Mehrwerte, indem Zusammenhänge leicht identifizierbar sowie Fehler- und Ursachenanalysen vereinfacht werden. Die Maschinenbetreiber profitieren von verbesserten Analyse- und Prognosemöglichkeiten zur flexiblen Prozesssteuerung und letztendlich einer Erhöhung der Prozess- und Produktqualität.

Langzeit-Datenerfassung bei Endanwendern

Anhand der beiden Demonstratoren wurde für die teilnehmenden KMU der Beleg erbracht, dass die Einführung von Industrie 4.0 mit relativ einfachen Mitteln gelingen kann und die Mehrwerte schon sehr früh im Einführungsprozess sichtbar werden. Das Projekt wird weitergeführt und der nächste Aspekt von Industrie 4.0 umgesetzt: die Langzeit-Datenerfassung unter realen Bedingungen bei ausgewählten Endanwendern. Von den auf der Datenerfassung aufbauenden Big-Data-Analysen versprechen sich die Maschinen- und Werkzeughersteller Impulse für die Optimierungen ihrer Produkte und die Ableitung von Geschäftsmodellen aus den Daten, z.B. über kostenpflichtige Optimierungspakete für Maschinen oder innovative Abrechnungsmodelle auf Basis realer Schnittdaten.

Stuttgarter Säge-Tagung deckt Entwicklungspotenziale weiter auf
Lösungen wie diese zeigen, dass Industrie-4.0-Technologien ein altbewährtes Bearbeitungsverfahren wie das Sägen entscheidend voranbringen können. Um die Forschung in diesem Bereich voranzutreiben, laden das Fraunhofer IPA und das Institut für Werkzeugmaschinen der Uni Stuttgart (IfW) als Kompetenzzentrum Sägen am 14. Dezember 2016 zur 2. Stuttgarter Säge-Tagung ein. Die Veranstaltung, die schon im Vorjahr bei knapp 100 Teilnehmern auf großes Interesse stieß, informiert über Forschungsthemen rund ums Sägen, darunter Herstellung der Werkzeuge, neue Schneidstoffe, wirtschaftlichere Prozessketten, Maschinentechnik und Industrie 4.0. Dabei schlägt sie die Brücke zwischen den unterschiedlichen Anwendungsgebieten wie Metall, Holz oder Kunststoffen und den verschiedenen Prozessen wie Kreis- oder Bandsägen.


Weitere Informationen:

Link und Infos zur 2. Stuttgarter Säge-Tagung

Gruppe Sägetechnologien am Fraunhofer IPA

Website Kompetenzzentrum Sägen