SDMflex

Flexibles Software-Defined Manufacturing durch kontinuierliche selbstlernende qualitätsbewusste Digitale Zwillinge

Hintergrund

Die Vision von Software Defined Manufacturing (SDM) und Industrie 4.0 ist eine industrielle Produktion, welche flexibel auf sich schnell verändernde Märkte reagiert. Diese benötigt hoch-adaptive, wandlungsfähige Produktionssysteme. Dazu notwendig ist die präzise Erfassung der Prozess- und Maschinenzustände bzw. der Fähigkeiten der zu adaptierenden Systeme. Die Qualität der Prozessausführung (und damit der Produkte) und Maschinenfähigkeiten werden bislang nur „statisch“, d.h. unter festgelegten Prozess- und Rahmenbedingungen erfasst, so dass Qualitätsvorhersagen nur auf Basis von idealisierten Prozessen und Resultaten vorgenommen werden. Da sich das Maschinen- und Prozessverhalten im Betrieb ständig verändert, erwachsen Diskrepanzen zwischen idealisierten Prozessqualitätsvorhersagen und realem Prozessverhalten.

Problemstellung

Im SDM kapseln Digitale Zwillinge von Fertigungssystemen deren Funktionen, Daten und Modelle, um eine hohe flexible Adaptivität zu erreichen. Für die Bestimmung der Qualität von Fertigungssystemen existieren maschinen- und prozessspezifische Fähigkeitsindikatoren, welche anhand von Messungen des Maschinen- und Prozessverhaltens Rückschlüsse auf die zu erwartende Qualität der Produkte zulassen. Die Zusammenhänge zwischen Maschine, Prozess, Bauteilen und Umgebungsbedingungen sind selten präzise quantitativ bekannt, so dass diese von Experten mühsam zeit- und kostenintensiv erhoben und für die Produktionsplanung zugänglich gemacht werden müssen. Hier setzt SDMflex an: SDMflex befähigt SDM, indem es selbstadaptive Digitale Zwillinge von Fertigungssystemen mit prozessabhängigen, präzisen Qualitätsvorhersagen über selbstständig erlernte Fähigkeiten verbindet.

Zielsetzung/Ergebnisse

Ziel von SDMflex ist die selbstständige, präzise Bestimmung quantitativer Fähigkeitsindikatoren von Fertigungssystemen als Fundament einer höheren Wandlungsfähigkeit im SDM und die modellgetriebene Integration der Qualitätsbestimmungsverfahren in einen selbstadaptiven Digitalen Zwilling zur kontinuierlichen Erfassung und Bereitstellung von Fähigkeitsqualitäten. Dazu verfolgt SDMflex drei Teilziele:

  1. Neuartige Verfahren zur Selbst-Identifikation von Fähigkeitsindikatoren, welche eine präzisere Fertigungsplanung und Wandelbarkeit befähigen.
  2. Ein Software-Framework zur kontinuierlichen Berechnung von Fähigkeitsqualitäten.
  3. Eine Schnittstelle zu SDM, welche diese Fähigkeitsqualitäten zur Verfügung stellt. SDMflex adressiert diese Teilziele durch Kollaboration eines interdisziplinären Konsortiums, bestehend aus Experten der Fertigungstechnik und der Softwaretechnik.
Referenzarchitektur selbstadaptiver Digitaler Zwillinge mit blau dargestellten anzupassenden Komponenten in SDMflex
Referenzarchitektur selbstadaptiver Digitaler Zwillinge mit blau dargestellten anzupassenden Komponenten in SDMflex

Ihr Ansprechpartner

Dieses Bild zeigt Ann-Kathrin Fritz

Ann-Kathrin Fritz

M.Sc.

Wissenschaftliche Mitarbeiterin "Software- und Engineeringmethoden"

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