Zukunftslabor Produktion
VERNETZUNG, MODELLIERUNG UND OPTIMIERUNG IN DER INDUSTRIELLEN PRODUKTION
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Motivation
Unternehmen begegnen steigender Prozesskomplexität und immer kürzeren Produkt- und Innovationszyklen. Digitalisierung in der Produktionstechnik bietet die Möglichkeit, diesen Anforderungen entgegenzuwirken, Flexibilitätspotenziale zu erschließen und der Wirtschaft Impulse durch neuartige Geschäftsmodelle zu geben.
Ziel
Das Hauptziel des Verbundvorhabens ist die selbstständige Optimierung von Fertigungsverfahren und Produktionsabläufen durch das Schließen der digitalen Prozesskette am Beispiel der Druckgussindustrie.
Um dieses Ziel zu erreichen, sind interdisziplinäre Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in folgenden Schwerpunkten erforderlich:
- Entwicklungswerkzeuge für angepasste cyber-physische Produktionsmittel (z. B. Druckgießwerkzeuge)
- Rekonfigurierbare Prozessmodelle („Plug & Produce“)
- Sensoren und Prozessüberwachungs-Systeme für den Gießprozess
- Sichere Daten- und IT-Infrastruktur für die flexible Konfiguration und durchgängige Realisierung digitaler Prozessketten
- Robuste und praxistaugliche Methoden der Prozessregelung, der Prozesskettenregelung und der adaptiven Prozessplanung
- Einfach konfigurierbare Systeme für die Fertigungssteuerung
Ansatz
Innerhalb des Zukunftslabor Produktion des Zentrums für digitale Innovationen (ZDIN) werden in einer interdisziplinären Kollaboration niedersächsischer Universitäten, Hochschulen und Unternehmen innovative Ansätze zur Vernetzung, Modellierung und Optimierung von Produktionsprozessen und Prozessketten erforscht. Beispiele hierfür sind sichere Daten- und IT-Infrastrukturen, einfach konfigurierbare cyber-physische Systeme oder praxistaugliche Methoden der intelligenten Datenauswertung.
Die Leuphana Universität fokussiert sich dabei auf die Unterstützung von Aufgaben der Produktionsplanung und -steuerung (PPS) durch den Einsatz von Methoden des maschinellen Lernens (ML). Es existieren bereits zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in der PPS wie beispielsweise der Prognose von Zeitkomponenten der Plan-Durchlaufzeit (z.B. Störzeit, Übergangszeit) oder der Absatzprognose (z.B. sporadische Bedarfe).
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Im Forschungsvorhaben werden mehrere Anwendungsfelder näher betrachtet und aufbauend auf dem aktuellen Stand der Technik weiterentwickelt. Dabei besteht die Anforderung praxisnahe Lösungen zu erforschen. Die Umsetzung der Ergebnisse erfolgt in Softwareprototypen, welche anhand realer Prozesse erprobt werden.
Das Vorhaben hat eine Projektlaufzeit von fünf Jahren (01.10.2019 – 30.09.2024) und wird durch das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur unter Fördernummer ZN3489 im Niedersächsischen Vorab der VolkswagenStiftung gefördert.
Nutzen
Im Vordergrund steht die Stärkung von klein- bis mittelgroßen Produktionsunternehmen durch die anwendungsnahe Forschung zu zukunftsweisenden Digitalisierungsthemen innerhalb der Produktion. Neben der Veröffentlichung der Ergebnisse ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Praxis vorgesehen. Beispielhaft ist hieraus eine Arbeitsgruppe zum Thema „maschinelles Lernen im Produktionsumfeld“ entstanden (weitere Informationen hier). Dies ermöglicht es die Anforderungen der Praxis zu berücksichtigen und Forschungsergebnisse in der Praxis zu erproben. Darüber hinaus wird ein kontinuierlicher Dialog mit der Gesellschaft gefördert.
Weitere Informationen zu dem Projektfortschritt sowie zu einzelnen Projektpartnern des Zukunftslabors stehen auf https://zdin.de/zukunftslabore/produktion zur Verfügung.
