Adaptivität - Fraunhofer IPT

»Adaptiv« steht für eine neue Flexibilität von Fertigungsprozessen und Prozessketten, die sich selbstständig anpassen und optimieren. Das Fraunhofer IPT untersucht, wie sich einzelne Schritte oder auch gesamte Fertigungsabläufe virtuell und simulationsgestützt planen und in Maschinen, Anlagen und Softwaresysteme umsetzen lassen.

Produktionskosten durch intelligente Steuerungsalgorithmen senken

Eine wachsende Variantenvielfalt oder neue Versorgungskonzepte aus der Energiewirtschaft erfordern es, eine Vielzahl an Informationen schnell und manchmal sogar weltweit bereitzustellen. Klassische Zielkriterien der Produktionsplanung wie Auslastung oder Durchlaufzeiten werden im Zeitalter von Industrie 4.0 um weitere Informationen, etwa zu Zeitrisiken oder Energieverbräuchen ergänzt. Neue Produktionsplanungs- und Regelungskonzepte, die diese Daten berücksichtigen, können spürbar dazu beitragen, die Produktionskosten zu senken.

Flexible Produktionssysteme für die »Losgröße 1«

Die Individualisierung von Produkten liegt nicht nur bei Konsumgütern stark im Trend. Personalisierte Produkte gewinnen auch in der modernen Medizin immer mehr an Bedeutung: Die individualisierte Medizin stellt den Patienten in den Mittelpunkt und bietet ihm genau angepasste, aber oft auch komplexe und fast immer entsprechend hochpreisige Medizinprodukte wie Zahnersatz, Exoprothesen oder Osteosynthese-Material. Die wirtschaftliche Herstellung hoch-individualisierter Produkte, also »Losgröße 1« ist gerade in der Medizintechnik ein wichtiges Ziel. Die zentrale Herausforderung für die Produktion ist es deshalb, die industrielle und gleichzeitig kostengünstige Fertigung solcher individuellen Produkte zu ermöglichen.

Selbstoptimierende Produktionsprozesse

Selbstoptimierung ist ein zentrales Steuerungsprinzip adaptiver Systeme: Die klassische Prozessregelung wird um autonome Systeme ergänzt, die sich und ihre Zielgrößen selbstständig immer wieder an die aktuellen Gegebenheiten anpassen – bis hin zum Einsatz künstlicher Intelligenz. Echtzeit-Informationen, die immer wieder in den Prozess zurückgeführt werden, gewährleisten robuste und gleichzeitig flexible Produktionssysteme, selbst in hochdynamischen Fertigungsumgebungen.

Intelligente Sensorik für Werkzeugmaschinen

Die Leistungsfähigkeit von Werkzeugmaschinen beruht in starkem Maße auf hochentwickelten elektromechanischen Baugruppen. Eine adaptive Produktion lässt sich jedoch erst erreichen, wenn autonome sensorgestützte Systeme in Werkzeugmaschinen integriert werden. Denn dann können Maschinen und Anlagen auch bei wechselnden Bedingungen den Produktionsprozess optimal steuern. Durch eine höhere Sensordichte gelingt es schon jetzt, eine breite Informationsbasis zu schaffen, mit der die eingebetteten Systeme prozessregelnde Aufgaben übernehmen können.