CassaMobile

Hintergrund

Kürzer werdende Produktlebenszyklen und der Trend, dass Kunden speziell für sie angepasste und hergestellte Produkte bevorzugen oder sogar benötigen, zwingt Fertigungsbetriebe dazu, ihre Fertigungslinien schnell und effizient umrüsten oder erweitern zu können um die Stillstandzeit so gering wie möglich zu halten. Das Forschungsprojekt „CassaMobile“ nimmt sich diesem Problem an und entwickelt ein kompaktes, flexibles und modulares Produktionssystem, welches in einen 20‘-ISO-Container integriert wird, um eine Produktion am Bestimmungsort der Produkte zu ermöglichen. Der Erfolg des Forschungsprojekts wird an drei ausgewählten Anwendungsfällen aus dem Bereich Medizin und Industrie belegt.



Problemstellung

Das Produktionssystem basiert auf einer durchgängig modularen Architektur, welche es erlaubt, dass das Produktionssystem schnell an neue Anforderungen angepasst werden kann. Durch Hinzufügen, Entfernen oder Ersetzen von Produktionsmodule werden optimale Durchlaufzeiten bei gleichzeitig hoher Werkstückqualität erreicht. Diese „plug & produce“- Architektur umfasst die mechanische, als auch die steuerungsseitige Anpassung des Produktionssystems. (vgl. Abbildung 1)

Ein umfassender Pool aus austauschbaren Prozessmodulen bietet die Möglichkeit einer freien Konfiguration der Prozesskette entsprechend den spezifischen Produktanforderungen. Dieser Modulpool umfasst Module sämtlicher Prozesstechnologien, wie z.B. dem additiven Fertigen, dem CNC-Fräsen oder dem Reinigen von Produkten. (vgl. Abbildung 1, rechts)

Abbildung 1: Optimale Anpassung des Produktionssystems an das jeweils zu fertigende Produkt durch modifizieren der Modulkette aus einem Modulpool heraus.

 



Kenntnisgewinn

Die automatische steuerungsseitige Anpassung wird dadurch gelöst, dass sich die einzelnen Prozessmodule gegenüber dem Leitsystem des Produktionssystems erklären und so eine Selbstkonfiguration des Leitsystems erfolgt. Die „CIMory“ (Configuration and Information Memory) Hardware beinhaltet alle dafür notwendigen Informationen.

Der Produktionsablauf wird durch das Leitsystem, den sog. Workflow Manager (WFM), koordiniert. Dieser kommuniziert einerseits mit der HMI und damit mit dem Bediener, welchem die Fertigungsmöglichkeiten des Systems dargestellt werden, andererseits mit den einzelnen Prozessmodulen. Durch den Einsatz einer SOA kann eine Kommunikation mit beliebigen Steuerungssystem realisiert werden.

Die Module selbst besitzen entweder eine eigene Steuerung oder werden zentral durch das Central Control System (CCS) gesteuert. Dazu wird der benötigte Echtzeitbus zwischen Steuerung und E/A- bzw. Antriebsebene über die Modulgrenzen hinaus, bis zum CCS erweitert. Die Konfiguration des CCS erfolgt automatisch basierend auf den im CIMory hinterlegten modulspezifischen Informationen.

Abbildung 2: Überblick Gesamtsystem

Das Forschungsprojekt “CassaMobile” wird finanziert durch das Seventh Framework Program der Europäischen Union innerhalb des Fördervertrages Nr. 609146.