Industrie-4.0-Forschungsprojekt »AutoPnP« von Festo Software-Architektur für Plug&Produce

Plug&Produce in der praktischen Anwendung: Die Demonstrationsanlage für »AutoPnP« zeigt, wie sich Rüstzeiten in der Produktion minimieren lassen und wie die Wandlungsfähigkeit der Fabriken erhöht werden kann.
Plug&Produce in der praktischen Anwendung: Die Demonstrationsanlage für »AutoPnP« zeigt, wie sich Rüstzeiten in der Produktion minimieren lassen und wie die Wandlungsfähigkeit der Fabriken erhöht werden kann.

Industrieproduktion 4.0 erfordert Komponenten, die sich intelligent und selbstständig vernetzen und konfigurieren. Möglich machen soll dies eine offene Software-Architektur für Automatisierungssysteme, entwickelt von Festo zusammen mit Festo Didactic und fortiss im Forschungsprojekt »AutoPnP«.

Auf der Messe Automatica in München werden die Forschungsergebnisse vom 3. bis 6. Juni 2014 anhand einer Demonstrationsanlage präsentiert.

Die sogenannte Plug&Produce-Fähigkeit von Komponenten ist ein Element der Vision Industrie 4.0. »Das Prinzip gleicht dem einer USB-Schnittstelle am Computer, über die sich angeschlossene Geräte direkt beim Hauptrechner anmelden und mit ihm kommunizieren«, erläutert Bernd Kärcher, Leiter Research Mechatronic Components bei Festo. »Genauso sollen sich in der Fabrik der Zukunft auch einzelne Komponenten selbst in der Produktionsanlage anmelden.« Doch die Vision geht noch einen Schritt weiter: Angestrebt wird eine dezentrale Intelligenz des Systems. Das bedeutet, dass die Komponenten Steuerungsfunktionen des Leitrechners selbst übernehmen sollen.

Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderte Projekt »AutoPnP - Plug&Play für Automatisierungssysteme« hatte zum Ziel, eine Produktionsanlage zu entwickeln, die sich durch standardisierte Teilsysteme und eine ebenfalls standardisierte Software-Architektur schnell an neue Bedingungen anpassen lässt. Zusammen mit Festo Didactic und fortiss, einem An-Institut der TU München, entwickelte Festo einen Ansatz, der es dank Plug&Produce erheblich vereinfacht, Komponenten einer Produktionsanlage auf Stationsebene in Betrieb zu nehmen. Er greift damit wesentliche Aspekte aus dem Themengebiet Industrie 4.0 auf.

Die jetzt fertiggestellte Lösung erlaubt es, Stationen in einer Produktionsanlage beliebig zu kombinieren. Sie melden sich mit Informationen zu ihren Fähigkeiten und ihrem Materialfluss bei einem übergeordneten Produktionsplanungs- und -steuerungssystem an. Dieses erstellt einen zum Anlagen-Layout passenden Produktionsplan, mit dem der jeweilige Fertigungsauftrag flexibel ausgeführt werden kann. Mit den Ergebnissen von »AutoPnP« lässt sich vor allem der Aufwand für die Konfiguration und Programmierung von Steuerungen verringern. Unterschiedliche Produkte lassen sich mit geringfügigem Stillstand einplanen und herstellen.

Im Rahmen des Projekts erstellten fortiss und Festo Didactic das Konzept und erste Prototypen Plug&Play-fähiger Module für Festos »Modulares Produktions-System« (MPS) und bauten daraus eine Demonstrationsanlage auf. Sie wird auf der Automatica im Rahmen der Präsentation der Projektergebnisse gezeigt. Die Anlage besteht aus unterschiedlichen Bearbeitungsstationen und der mobilen Roboterplattform »Robotino« als flexiblem Transportsystem. »Mit der Demonstrationsanlage zeigen wir - ähnlich wie mit unseren Lernfabriken - am praktischen Beispiel, wie sich Rüstzeiten in der Produktion minimieren lassen und wie die Wandlungsfähigkeit der Fabriken erhöht werden kann«, verdeutlicht Dr. Dirk Pensky, Produktmanager Festo Didactic. »Anwender erhalten so Anregungen, wie sie ähnliche Szenarien in Zukunft umsetzen können.«

Jede Station wurde mit einer eigenen Steuerung ausgestattet - teilweise von unterschiedlichen Herstellern. Die Stationen sind beliebig in Anzahl und Layout kombinierbar, und bis zu 18 unterschiedliche Produkte und Varianten lassen sich fertigen. Darüber hinaus können die Anwender eigene Arbeitsstationen mit verschiedenen Modulen aufbauen, um diese schnell und sicher an neue Rahmenbedingungen anzupassen.

»AutoPnP« wird vom BMWi im Zuge des »Autonomik«-Programms gefördert. Konsortialpartner sind die Technische Universität Berlin / DAI-Labor, die fortiss GmbH, die Dussmann AG, die Festo AG & Co. KG, die Festo Didactic GmbH & Co. KG, das Fraunhofer IPA (Institut für Produktionstechnik und Automatisierung) und die Schunk GmbH.

Automatica: Halle A5, Stand 530