Fertigungssysteme

Die Montage von morgen

Fertigungssysteme, Fraunhofer IOSB INA
© Hochschule Ostwestfalen-Lippe

Wie sehen die Fertigungssysteme von morgen aus? Und welche Art von Automation ist für deren Umsetzung nötig? Am Fraunhofer-Anwendungszentrum Industrial Automation (IOSB-INA) und dem Institut für industrielle Informationstechnik (inIT) der Hochschule Ostwestfalen-Lippe laufen Arbeiten, um die notwendige wandlungsfähige Automation von morgen umzusetzen. Ein Status-Bericht.

Die Anforderungen an die Gestaltung von Fertigungssystemen verändern sich. Dazu tragen Trends bei, wie eine zunehmende Wettbewerbsintensität infolge einer Internationalisierung von Märkten, sich verkürzende Innovations- und Produktlebenszyklen und eine zunehmende Variantenvielfalt bis hin zu individuell konfigurierbaren Produkten. Hinzu kommt: Einzelne Märkte sind gekennzeichnet durch eine hohe Volatilität der Nachfrage, kurzfristige Lieferterminwünsche und hohe Anforderungen an die Produktqualität.

Aber wie müssen die Fertigungssysteme zukünftig gestaltet sein? Aufgrund der sich verkürzenden Produkt- und Innovationslebenszyklen ist das Fertigungssystem modular zu gestalten. Diese Modularität führt erstens dazu, dass sich einzelne Systemmodule nach Ende eines Produktlebenszyklus in einem neuen Fertigungssystem weiterhin nutzen lassen. Dadurch steigt die Effizienz der Investition in diese Betriebsmittel. Zweitens trägt das Prinzip der Modularität innerhalb eines Produktlebenszyklus dazu bei, ein Fertigungssystem durch Ergänzung, Austausch oder Reduktion von Modulen den aktuellen Anforderungen – beispielsweise im Hinblick auf den wirtschaftlichen Grad der Automation (Bild 1) – mit geringem Aufwand anpassen zu können. Das Prinzip der Modularität ermöglicht daher die wirtschaftliche Rekonfiguration eines Fertigungssystems.

Fertigungssystemgesaltung, Fraunhofer IOSB INA
Bild 1. Die Gestaltung des Fertigungssystems in Abhängigkeit vom Produktlebenszyklus.
© Hochschule Ostwestfalen-Lippe

Rekonfiguration bedeutet, ein Fertigungssystem umzurüsten, um die Systemfunktionen an veränderte oder neue Anforderungen strukturell anzupassen. Die Rekonfigurierbarkeit eines Fertigungssystems wird über die Mobilität und Kompatibilität von Betriebsmitteln begünstigt beziehungsweise gewährleistet. Unter Mobilität wird die Bewegbarkeit von einzelnen Modulen verstanden. Kompatibilität bedeutet, dass die Module mechanisch, elektrisch, informations- und energietechnisch über standardisierte Schnittstellen einfach miteinander verbunden werden können. Neben der Modularität, Mobilität und Kompatibilität bilden nach Wiendahl, Reichardt und Nyhuis die Universalität und Skalierbarkeit die weiteren wesentlichen „Wandlungsbefähiger“ in einer Fabrik. Die Universalität trägt dem Trend der gestiegenen Variantenvielfalt und Individualisierung von Produkten Rechnung, indem unterschiedliche Produkte beziehungsweise Produktvarianten bis hin zu individualisierten Produkten – möglichst im „Single-Piece-Flow“ – in einem System gefertigt werden können. Unter technischer Skalierbarkeit soll die Flexibilität verstanden werden, über technische Änderungen das Kapazitätsangebot der Kundennachfrage anpassen zu können und damit den Trend der Volatilität von Märkten zu berücksichtigen. Die Ergonomie ist als weiterer Wandlungsbefähiger zu betrachten, da beispielsweise die Effizienz des Umrüstprozesses in hohem Maße von der Gestaltung der Mensch-Technik-Schnittstelle abhängt.


  1. Die Montage von morgen
  2. Wandlungsfähige Automation
  3. Das wandlungsfähige Montagesystem

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