SE.MA.KI Blog

Die Matrixproduktion ermöglicht eine flexible und wandlungsfähige Wertschöpfung. Diese Eigenschaft wird durch einen Zuwachs an Freiheitsgraden erreicht, der die Komplexität des Produktionssystems durch wechselseitige Beeinflussung seiner Teilmodule immens steigert. Diese Komplexität wirkt sich sowohl auf die Auftragssteuerungs- als auch auf die Anlagenebene aus. In diesem Beitrag stellen wir Ihnen vor, wie eine ereignisdiskrete Simulation zur Beherrschung dieser Komplexität befähigt.

Die Matrixproduktion ist äußerst produktiv und hoch flexibel. Durch lose Kopplung von konfigurierbaren Prozessmodulen ermöglicht sie eine taktzeitunabhängige Fertigung bei gleichmäßig hoher Auslastung. Zudem kann sie mit Produktvariantenvielfalt und schwankenden Auftragsvolumen umgehen. Was auf den ersten Blick verlockend klingt, birgt eine Reihe von Planungsherausforderungen. Eine davon: Die Vorhersage der Durchlaufzeit von Aufträgen durch die Fertigung.

Um manuelle Montageprozesse in die komplexe Matrixproduktion zu integrieren, werden Systeme benötigt, die automatisiert den Zustand des Prozesses erkennen und an die Steuerung der Matrix zurückgeben können. Damit können abhängige Produktionsschritte in anderen Matrixzellen der aktuellen Situation angepasst werden. Wie sieht ein solches System aus, das die Interaktionen des Menschen mit Werkzeugen und Bauteilen erkennt und versteht? Wie können aktuelle KI-Methoden hier unterstützen?

Zur Automatisierung der Arbeitsplanung und damit zur Verkürzung der Prozesskette muss man die zu fertigenden Bauteile genau kennen. Sie werden bis heute meist auf Grundlage von 2D-Zeichnungen gefertigt. Diese 2D-Zeichnungen enthalten neben der reinen Geometrie viele Zusatzinformationen, die man auslesen und semantisch beschreiben muss. Hierfür hat das Fraunhofer IPA im Rahmen des Forschungsprojekts SE.MA.KI, nun einen neuen Demonstrator entwickelt.

Die Matrixproduktion in Kombination mit der Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) ermöglicht einen flexiblen und effizienten Herstellungsprozess. Deren agile Natur ist jedoch stark eingeschränkt durch eine Vielzahl von Sicherheitsanforderungen, welche die Planung und Implementierung eines solchen Systems erschweren. Die am Fraunhofer IWU entwickelte Plattform DynaRisk ist ein assistenzgestütztes Software-Tool zur dynamischen Risikobewertung und -minderung Ihres MRK-Arbeitsplatzes und soll u. a. im Bereich der Matrixproduktion den Umgang mit Sicherheitsanforderungen erleichtern.