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Adaptive Fabrik: Industrie 4.0 - die Konsequenzen für die Robotik

Cyber Physical Systems, Internet of Things, Big Data und modellbasierte Assistenten sind im Umfeld von Industrie 4.0 die Grundbausteine einer 'adaptiven Produktion', die selbst bei Losgröße 1 eine kosteneffiziente Produktion ermöglichen sollen. Welche Konsequenzen und Heraus­forderungen ergeben sich damit für den Einsatz von Industrie-Robotern?

Adaptive Produktion, Kuka Bildquelle: © Kuka

Die Grundidee einer adaptiven Produktion ist die selbstständige Organisation von Fügefolgen, Prozessen, Materialfluss und Logistik innerhalb eines hoch individualisierten Produktionsablaufes. Das 'intelligente' Produkt definiert dabei:

■ was produziert werden soll (Produkt),
■ wie produziert werden soll (Pro­zesse),
■ wo produziert werden soll (Sequenzen) und
■ welche Einzelteile dazu benötigt werden (Logistik).

All dies ist in der Praxis aber nur dann umsetzbar, wenn die klassische, feste Zuordnung von Anlagenteilen zu einzelnen Produktionsschritten und der fixe Materialfluss durch die Produktionsli­nien aufgebrochen und durch neue Fertigungskonzepte ersetzt wird. Mit anderen Worten: Die Fabrik der Zukunft verfügt über 'intelligente' Betriebsmittel, die in Kommunikation mit dem Produkt dessen Herstellungsprozess mit all seinen Aspekten selbstständig umsetzen. Als eine 'Black Box' benötigt eine solche selbstorganisierende Fabrik im Idealfall:

■ keine Planung von außen (selbstorganisierend),
■ keine Konfiguration von außen (selbst-konfigurierend),
■ keine Logistik-Planung von außen (selbst-versorgend)
■ sowie keine Instandhaltung von außen (selbst-heilend).

Da bei Industrie 4.0 das zu fertigende Produkt nur sehr grob bezüglich seiner Einzelteile, seiner Fügefolgen und Fügeprozesse definiert werden soll, gelten hohe Anforderungen an die Adaptionsfähigkeit der Betriebsmittel. Das flexibelste Betriebsmittel ist und bleibt der Industrie-Roboter – allerdings wird er zukünftig neue und weit über den bisherigen Gebrauch hinausgehende Funktionen und Aufgaben übernehmen. Das heißt:

■ Roboter realisieren den flexiblen Materialfluss innerhalb des Produktionsprozesses.
■ Roboter verfügen über adaptive Greifer-Technik in Verbindung mit Vision-Systemen.
■ Roboter ersetzen stationäre Ablagen- und Werkzeug-Technik.
■ Roboter stellen Fügeprozesse variabel und ortsflexibel zur Verfügung.
■ Roboter organisieren mobil die Teilezuführung innerhalb der Intralogistik.