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    DIGITAL FRIENDS

    Digitale Fabrik und Industrie 4.0 im Fokus

    Bei FFG sind die Aktivitäten zu den Themen „Digitale Fabrik“ und „Industrie 4.0“ in der neuen Marke „DIGITAL FRIENDS“ zusammengefasst. Erstmalig kann der Besucher auf einer Messe Planungs-, Engineering-, Inbetriebnahme- und Service-Dienstleistungen für eine beispielhafte Anlage Schritt für Schritt erleben und bekommt das Ergebnis in der realen Welt greifbar und funktionsfähig gezeigt. MAG demonstriert damit die „Digitale Fabrik“ aus heute verfügbaren Komponenten, welche in der virtuellen Welt mit den unterschiedlichsten Digitalen Zwillingen der realen Produkte entstanden sind.

    MAG lässt das Fachpublikum an der Premiere der Erlebniswelt zukünftiger Produktion auf der EMO 2019 teilnehmen und präsentiert die nahtlose Verbindung zwischen virtuellen und realen Planungs- und Arbeitsmethodik mit Produkten aus der Gegenwart. An mehreren Stationen wird die digitale Durchgängigkeit im Produktlebenszyklus einer Fertigungsanlage erlebbar gemacht und das Ergebnis der Demonstrationen kann als Produktionszelle mit integrierter Automation und Peripherie in Funktion angesehen werden.

    Die Dienstleistungen für den Produktentstehungs- und Produktlebens-Zyklus werden in vier Segmente aufgefächert und durch weitere Funktionalitäten (Plattformtechnologie, 5G, KI, Schnittstellen, etc.) ergänzt:

    • Digitale Visualisierung – vom Plan zum Anlagenmodell
    • Digitale Fabrik - Digitalisierung des Produktlebenszyklus
    • Digitale Inbetriebnahme
    • Digitale Produktion und Service – Industrie 4.0

     

    Aus einem 2D-Anlagenplan erfolgt bei der digitalen Visualisierung die Modellerstellung für die Digitale Fabrik. Mit AR/VR-Werkzeugen und Android Tablets wird an der Verfeinerung und Optimierung des Anlagenlayouts gearbeitet.

    Auf dem Wege der mechanische Umsetzung vom Rohteil ins Fertigteil werden die Technologie ermittelt und die passenden Maschinen aus einem modularen Baukasten für die einzelnen Bearbeitungsabschnitte definiert und mit Prozessinhalten befüllt (process detailing and manufacturing planning).. Im Arbeitsraum der Maschinen werden am Prozess-Zwilling die Abläufe optimiert und stehen für die spätere Prozess-Inbetriebnahme als fertiges Programm zur Verfügung (process reliability validation). Mit dem Ergebnis der erforderlichen Anlagenbestandteile und Anzahl der einzelnen Maschinen werden im dritten Schritt die Peripherie, das Anlagenlayout und die Logistik festgelegt (plant design and material flow planning). In der letzten Etappe der Anlagen- und Technologieplanung für die Digitale Fabrik werden mit der Materialfluss-Simulation der Nachweis der erforderlichen Anlagenausbringung erbracht und die jeweiligen Ergebnisparameter für die Inbetriebnahme ermittelt (production planning for automation).

    Anzahl der einzelnen Maschinen werden im dritten Schritt die Peripherie, das Anlagenlayout und die Logistik festgelegt (plant design and material flow planning). In der letzten Etappe der Anlagen- und Technologieplanung für die Digitale Fabrik werden mit der Materialfluss-Simulation der Nachweis der erforderlichen Anlagenausbringung erbracht und die jeweiligen Ergebnisparameter für die Inbetriebnahme ermittelt (production planning for automation)

    Am Digitalen Produkt-Zwilling setzt sich die virtuelle Inbetriebnahme fort und die Steuerungssoftware wird bereits vor der realen Montage der Maschinen getestet und vom Kunden vorabgenommen. Der Produktionszwilling kann durchaus als Kombination einer echten Arbeitsstation oder Maschine und einem animierten Automationsabschnitt (Mixed Reality) für eine virtuelle Inbetriebnahme eingesetzt werden. Neben der damit erzielbaren Verkürzung von Inbetriebnahmen-Zeiten und dem Kostenvorteil durch Entfallen des Aufbaus einer Einheit zur Vorabnahme, können diese Modelle auch für die Schulung von Bediener und Instandhalter Verwendung finden. Ein signifikanter Vorteil der Virtuellen Inbetriebnahme ist die Qualitätsverbesserung im Ergebnis durch die mannlose Funktionswiederholung zwischen Steuerung und Simulationsrechner und das Auffinden von sporadischen Fehlern.

    Das neue Gold sind die Daten aus der Produktion, welche allerdings erst wertvoll werden durch die Datenanalyse und den damit gewonnenen Erkenntnissen. Mit dem nachrüstbaren FFG DataCollector können diese „Rohdiamanten“ eingesammelt werden und mit dem FFG Dashboard an beliebiger Stelle bereits vorverarbeitet dargestellt werden. Einzelne „Industrie 4.0“-Applikationen stellen die Transparenz her über Zustandsanalysen für Bediener und Instandhalter. Die Fernwartung (Remote Service) mit AR-Brille verbindet ein erhebliches Qualitätspotenzial mit gleichzeitiger Kosteneffizienz und kann von beiden Parteien (Kunde und eigenem Service) vorteilhaft genutzt werden. Zusätzlich ermöglicht die Investition in Datenbrillen auch die Nutzung im Schulungsbereich.

    Die anstehende Umstellung und Einführung der 5G-Technologie eröffnet weitere Potenziale mit den Leistungsparametern:

    • 100-fach höhere Datenrate
    • ca. 1.000-fach höhere Flächenkapazität
    • Verbindungsdichte bis zu 1 Mio. Endgeräte peo m²
    • Extrem niedere Latenzzeiten (1/15-tel)
    • 1/1.000-tel geringerer Energieverbrauch

     

    Höhere Datenmengen bei geringstem Stromverbrauch mit hoher Flächenkapazität und überall verfügbar wird ein Katalysator sein für die Kommunikationstechnik (u.a. kollegiale Roboter), Sprach- und Gestensteuerung und neue Steuerungshierarchien. Fernsteuern von Maschinen, Verfolgen und Steuern von mobilen Geräten bis hin zur SPS in der Cloud sind nur einige Anwendungsbeispiele. Dazu stellt die FFG-Gruppe auch der EMO 2019 eine Reihe von interessanten Anwendungen vor.

    Nicht nur die Dienstleistungen selbst verändern sich, sondern auch der Vertrieb und die Nutzungen der Dienstleistungen über die verfügbaren Plattform-Strategien. In dem Verein der Plattform-Anwender MindSphere World beteiligt sich FFG und MAG aktiv mit der Leitung des Ausschusses „Business Processes“ wo Geschäftsmodelle, Bezahlsysteme und die Datensammlung für maschinelles Lernen behandelt werden.

    Für den effizienten Datenaustausch mit den Werkzeugmaschinen aller Hersteller ist eine gemeinsame Sprache unerlässlich. Aus der FFG-Gruppe beteiligen sich die Unternehmen PFIFFNER (Entwicklungspartner) und MAG (Anwender) an der Umsetzung einer OPC UA „Companion Specification“ im Arbeitskreis UMATI des VDW.

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    Thomas Pfeiffer

    Thomas Pfeiffer

    FFG Europe & Americas

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    Salacher Straße 93
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    Deutschland