Produzierende Unternehmen müssen heute mit vielschichtigen und unterschiedlichsten Herausforderungen umgehen. Dazu gehören Stückzahlbandbreiten von der Losgröße 1 bis zu größeren Serien und nicht zuletzt der Umgang mit Verzögerungen und Ausfällen in den Lieferketten. Genau dieser Herausforderung stellten sich mehrere Fraunhofer-Institute im Leitprojekt ‚SWAP – Heterogene, auslastungsoptimierte Roboterteams und Produktionsarchitekturen‘, in dessen Rahmen die ‚SWAP-IT‘-Architektur entwickelt wurde. Das technologische Konzept bildet die Anforderungen der Produktion von morgen umfassend ab. Es ermöglicht eine Transformation von starr verketteten Einzweck-Produktionssystemen zu flexiblen und dynamischen Verbünden von Bearbeitungsstationen. Im Vordergrund stehen modular aufgebaute Produktionssysteme, die sowohl zentral als auch dezentral organisierte Komponenten unterstützen. Die Module lassen sich an die Anforderungen der Produktionsumgebung anpassen und können mit geringem Aufwand weiterentwickelt werden.

Dazu bündelten die Fraunhofer-Verbünde ‚Produktion‘, ‚Light & Surfaces‘ sowie ‚IUK-Technologie‘ interdisziplinäre Kompetenzen, um eine gemeinsame Architektur zu entwickeln, für die es nun Anwendungsmöglichkeiten in den Branchen Automobilproduktion, Maschinenbau, Flugzeugbau und Elektrotechnik gibt.
Architektur und Beschreibungssprache ab Ende 2024 als Open Source startklar

Ein wichtiger Schritt in Richtung umsetzungsreifes Cyber-Physisches Produktionssystem ist die auftragszentrierte Produktionsumgebung, in der Produktionsaufträge mittels eigens entwickelter Beschreibungssprache, der Production Flow Description Language (PFDL), orchestriert und an die Bearbeitungsstationen ausgeliefert werden. Diese PDFL formalisiert Produktionsaufträge und steuert vollautomatisch Aufträge ein. Die Produktionsressourcen können mit der Architekturlösung dynamisch zur Laufzeit allokiert werden, was eine schnelle Reaktion auf Ausfälle oder kurzzeitige Auftragsspitzen erlaubt.
Sowohl Architektur als auch PFDL der SWAP-IT stehen künftig Open-Source für einen Ausbau zur modularen Produktionsarchitektur zur Verfügung.