Modulare Fertigungszellen von Harting »FlexiMon«-Konzept verweist auf Industrie 4.0

Dr. Volker Franke, Harting Applied Technologies: »Das ‚FlexiMon‘ Projekt soll Fertigungslinien in der Montage zu einer neuen Generation intelligenter technischer Systeme führen.«
Dr. Volker Franke, Harting Applied Technologies: »Das ‚FlexiMon‘ Projekt soll Fertigungslinien in der Montage zu einer neuen Generation intelligenter technischer Systeme führen.«

Im Rahmen des Forschungsprojekts »FlexiMon« entwickelt Harting gemeinsam mit der Universität Bielefeld flexible Fertigungszellen mit »Plug-and-Produce«-Fähigkeit. Dr. Volker Franke, Geschäftsführer von Harting Applied Technologies, erläutert die Hintergründe.

Welches Ziel verfolgt das »FlexiMon«-Projekt?

Hartings »FlexiMon«-Projekt hat zum Ziel, Fertigungslinien in der Montage durch Modularisierung sowie Einbindung von Mensch-Maschine-Interaktion und interaktiven Lernverfahren zu einer neuen Generation intelligenter technischer Systeme zu führen. Die Einbindung des Menschen durch Mensch-Maschine-Interaktion soll die Fertigung leichter konfigurierbar machen, gleichzeitig die Akzeptanz von Automatisierung durch die Mitarbeiter verbessern und damit letztlich die Gesamt-Performance der Fertigung erhöhen.

Begonnen wurde das Projekt im Rahmen des Technologie-Netzwerks it’s OWL (Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe) im Juli 2012. Es läuft wegen einer inzwischen bewilligten Verlängerung um zwei Jahre insgesamt fünf Jahre. Abgeschlossen sein wird es voraussichtlich im Juni 2017.


Wie sind Fertigungszellen nach dem »FlexiMon«-Prinzip aufgebaut? Welche Bestandteile haben sie?

Als Fertigungszelle verstehen wir eine autonom fungierende Einheit mit standardisierten mechanischen, elektrischen und datentechnischen Schnittstellen sowie Ein- und Ausgängen für Material und die zu fertigenden Produkte. Eine »FlexiMon«-Fertigungszelle besteht aus einem kompakten und geschlossenen Maschinengrundgestell mit Einhausung und einem T-Nutentisch für die Adaption von Fertigungsmodulen. Die Zelle verfügt über eine eigene Beckhoff-Steuerung und die vollständige Infrastruktur für den eigenständigen Betrieb. In einem Schaltschrankelement lassen sich anwendungsspezifische Installationen unterbringen. Für die Teilehandhabung ist ein Leichtbauroboter enthalten.


Wie ist das Steuerungssystem von »FlexiMon«-Fertigungszellen und daraus aufgebauten Fertigungslinien strukturiert?

Die Struktur der Steuerung verteilt sich auf verschiedene Ebenen. Auf der unteren Ebene finden wir die SPS-Steuerung und Embedded-Systeme. Diese werden auf Zellenebene von einem IT-Programm (Modul-Supervisor) in ihren Aufgaben koordiniert. Eine Ebene darüber sorgt ein weiteres Koordinationssystem (System-Supervisor) für die Verteilung der Aufgaben an die einzelnen Modul-Supervisoren. Die Benutzerschnittstelle für ein einzelnes Modul arbeitet über direkte Anbindung an die SPS. Die Benutzerschnittstelle des Prozesses läuft eigenständig in Anbindung an den System-Supervisor.


Welche Rolle spielen Cyber-Physical Systems (CPS) in »FlexiMon«-Fertigungszellen?

CPS sind als grundsätzliche Komponente im Gesamtkonzept vorgesehen und werden nach Verfügbarkeit integriert.


Wie funktioniert die Datenkommunikation innerhalb von »FlexiMon«-Fertigungszellen und nach außen, also mit anderen Fertigungszellen und mit der Unternehmens-IT?

Innerhalb der Zellen sind TCP/IP und EtherCAT grundsätzlich an jeder Fertigungsmodulschnittstelle verfügbar. Die Zellen kommunizieren untereinander und mit dem System-Supervisor über TCP/IP.