Software-defined Manufacturing für die Fahrzeug- und Zulieferindustrie

• Softwaredefinierte Fertigung ermöglicht rasche Umrüstung von Fabriken und sorgt für schnellere Modell- und Produktwechsel und mehr Varianten.
• Einheitlicher Softwarerahmen gewährleistet kontinuierliche Optimierungen von Produkten und Prozessen in der Fertigung.
• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert das Forschungsprojekt unter Leitung von Bosch, der Universität Stuttgart und des Karlsruher Instituts für Technologie.

Stuttgart – Schneller, flexibler, effizienter: Das steht auf der Wunschliste der Automobilindustrie bei der Entwicklung eigener Produktionssysteme ganz oben. Um dies zu erreichen, benötigt die Fertigung von heute eine neue technologische Grundlage. Genau das haben sich die Teilnehmer des Forschungsprojektes „Software-Defined Manufacturing für die Fahrzeug- und Zulieferindustrie (SDM4FZI)“ vorgenommen. Unter Leitung von Bosch, der Universität Stuttgart und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) wollen insgesamt 30 Unternehmen in den kommenden drei Jahren die Grundlagen für eine softwaredefinierte Fertigung erarbeiten. Das Ziel: einzelne Komponenten bis hin zu ganzen Fabriken lassen sich flexibel durch Software planen, steuern und verändern. Das ebnet der Automobilindustrie den Weg zu mehr Varianten und schnelleren Modell- und Produktwechseln. Die Wettbewerbsfähigkeit wird verbessert. Das Bundeswirtschaftsministerium fördert das Forschungsprojekt mit rund 35 Millionen Euro.

Heute dauert es oft Monate, mitunter Jahre, bis die Fertigungskette für ein neues Modell vom Lieferanten bis zur Endmontage technisch steht. Auch der wirtschaftliche Aufwand ist erheblich. Beides bremst schnelle Markteinführungen aus. Der Hintergrund: Viele Maschinen werden speziell für ein neues Produkt entwickelt und gebaut. Die Software ist meist starr an Anlagen und Produkte gekoppelt und nicht auf andere Prozesse übertragbar. Das Forschungsprojekt will nun einen einheitlichen Rahmen für Fabriken schaffen, der die Fertigung neuer Produkte in bestehenden Betriebsumgebungen ohne größere Umrüstzeiten ermöglicht. „Wir verknüpfen unterschiedliche Ansätze von Industrie 4.0 und kommen so der wandlungsfähigen Produktion einen Schritt näher“, erklärt Projektleiter Matthias Meier von Bosch. „Durch ein Ökosystem für die softwaredefinierte Produktion bringen wir die Vorteile der Cloud-Technologie in die Fertigung: Automatisierungstechnik und IT-Systeme werden dank Software individuell und anwendungsbezogen nutzbar, ohne dafür Hardware von Grund auf neu zu bauen.“

Die Projektpartner entwickeln Prototypen für Maschinen und Produktionslinien, die sich weitgehend durch Software definieren. Digitale Zwillinge bilden die Grundlage: Sie ermöglichen, Produktionssysteme zu planen, zu errichten und zu erproben. Das schont nicht nur Ressourcen und spart Energie und Kosten. Während der Produktion sind die einzelnen Fertigungsstufen auch wandlungsfähiger und schneller an neue Marktbedingungen anpassbar. Dank der digitalen Zwillinge lassen sich Optimierungen parallel zur laufenden Fertigung vorbereiten, umsetzen und KI-basiert analysieren. Im Rahmen des Projekts konzentriert sich der Forschungsverbund auf die Flexibilisierung von Automatisierungstechnik, Maschinen und Systemen für eine effizientere Fertigung von Zulieferkomponenten und Fahrzeugen.

Mit der Bündelung von Kompetenzen aus Automatisierung, Maschinenbau, IT und Automobilindustrie will das Konsortium ein gemeinsames Verständnis für Anforderungen schaffen und interoperable Lösungen entwickeln. „Die große Zahl der Projektpartner belegt, wie bedeutsam Software für die Fertigung von morgen ist“, erläutert Michael Neubauer, wissenschaftlicher Koordinator vom ISW der Universität Stuttgart. „Wir arbeiten an richtungsweisenden Ansätzen, die die Wettbewerbsfähigkeit deutscher Unternehmen verbessern.“ So konzipieren die Projektpartner beispielsweise einen Leitfaden für die Auswahl und Nutzung geeigneter Technologien und Standards zum Bau softwaredefinierter Fabriken.

Weiterführende Informationen zum Projekt

Die Projektpartner in der Übersicht