ISW Stuttgart auf der SPS 2023
Auf dem Weg zu Manufacturing-X
Durch die Initiative Manufacturing-X wird die Digitalisierung der Lieferketten in der Industrie vorangetrieben. Doch wie muss eine Fabrik aussehen, die damit umgehen kann? Auf diese Fragen gibt das ISW der Universität Stuttgart antworten.
Um Manufacturing-X von der Vision in die Umsetzung zu bringen, sind Technologien nötig, die unternehmensübergreifende Datenräume realisieren. Hierbei ist von besonderer Relevanz, dass diese interoperabel und frei zugänglich für alle Unternehmen sind, die Teil eines solchen Datenökosystems sein wollen. In der Stuttgarter Maschinenfabrik, einer Forschungsplattform des ISW, ist Manufacturing-X bereits heute erlebbar. Dabei kommen Technologien wie der Eclipe Dataspace Connector (EDC), die Asset Administration Shell (AAS) und OPC UA zum Einsatz. Mit Hilfe der EDCs wird die unternehmensübergreifende Kommunikation inklusive Vertragsabwicklungen umgesetzt. Die versendeten Daten sind nach AAS-Standard der Industrial Digital Twin Association (IDTA) modelliert. Um die volle Wirkung von Manufacturing-X zu entfachen, muss neben der Kommunikation zwischen Unternehmen, auch die durchgängige Vernetzung im Unternehmen realisiert werden. Die ISW-Antwort darauf ist die Software-definierte Fabrik. Die Produktionssysteme werden dabei ebenfalls durch die AAS verwaltet und über OPC UA angesprochen. Auf dem Shopfloor kommen virtualisierte Steuerungen zum Einsatz, die in sogenannten Edge-Clouds laufen, die wiederum über TSN in Echtzeit an die Maschinen angebunden sind. Zur Absicherung der Maschinen und für die Visualisierung von Daten kommen neben etablierten Methoden wie der virtuellen Inbetriebnahme, Lösungen basierend auf Mixed Reality zum Einsatz. Auf der SPS Messe ist dies am Beispiel von vier Maschinen zu sehen: an zwei Fräsmaschinen, einer Lasermaschine und an einem Roboter.
An den Fräsmaschinen zeigt das ISW zudem wie sich durch die Kombination von analytischen Modellen und maschinellem Lernen zu sogenannten Grey-Box Modellen die dynamische Genauigkeit von Maschinen steigern lässt. Bei der Entwicklung solcher Modelle spielen insbesondere Daten eine wichtige Rolle, die durch Manufacturing-X einfacher geteilt und zur Verfügung gestellt werden können.
Die Lasermaschine hingegen zeichnet sich durch die CNC-basierte Ansteuerung und redundante Achsen aus, was letztlich eine einfach Datenaggregation und eine dynamische Bearbeitung erlaubt.
Das Besondere an dem ausgestellten Roboter ist, dass er sich nicht nur aus der Edge-Cloud steuern, sondern auch regeln lässt. Dadurch wird das prozessabhängige adaptive Umschalten zwischen verschiedenen Reglern und das flexible Deployment dieser Regler möglich. Auf dem Messestand ist die durchgängige Digitalisierung und Vernetzung vom Antriebsregler bis in die Cloud zu sehen.
ISW Stuttgart auf der SPS 2023: Halle 6, Stand 340











