Technologieën voor meer efficiëntie in de productie

Met FabOS ontstaat een open, gedistribueerd, real-time-capabel en veilig besturingssysteem voor de hele fabriek. © Universiteit Stuttgart IFF/Fraunhofer IPA, foto: Rainer Bez, Heike Quosdorf

De droogreinraumtent DryClean-CAPE® creëert niet alleen een schone productieomgeving, maar ook een omgeving met zeer lage luchtvochtigheid. © Fraunhofer IPA

»DesignChain« is de volledige digitalisering en automatisering van de technische orderafhandeling – van bestelling tot eindproduct. © Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

Welke nieuwe technologie ook altijd in een bedrijf moet worden geïmplementeerd – de transformatie zal alleen succesvol zijn als deze vooraf strategisch is gepland en organisatorisch is gerealiseerd. © Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

De Hannover Messe richt zich van 17 tot 21 april op technologieën voor een klimaatneutrale en verbonden industrie. Omdat digitalisering van de productie in veel sectoren de efficiëntie verhoogt en efficiëntie de sleutel is tot meer duurzaamheid, toont het Fraunhofer IPA technologieën die energie en hulpbronnen besparen.

Klimaatverandering, energiegebrek, onderbroken toeleveringsketens, gebrek aan vakbekwame arbeidskrachten: de industrie staat voor enorme uitdagingen. Onder het leidende thema »Industrial Transformation – Making the Difference« toont de Hannover Messe van 17 tot 21 april technologieën voor een verbonden en klimaatneutrale industrie. In hal 16, stand A12 presenteert de Fraunhofer-Gesellschaft op meer dan 900 vierkante meter talrijke technologieën die bijdragen aan een duurzame waardecreatie.

Het Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA is niet alleen vertegenwoordigd op de gezamenlijke stand van de Fraunhofer-Gesellschaft met exposities, maar ook op de stand van de Allianz Industrie 4.0 in hal 15, stand A06 en op de stand van het onderzoeksproject »FabOS« in hal 15, stand H07. Wat daar te zien is – een overzicht:

Alles als een Service: Fabrikanten worden dienstverleners

Je hoeft machines niet te kopen om ze te kunnen gebruiken. Ze kunnen net zo goed eigendom blijven van de fabrikant en de gebruiker betaalt ofwel maandelijks een vast bedrag voor het gebruik, ofwel wordt er per geproduceerde eenheid afgerekend. Bedrijven hoeven niet meer enorme investeringen in productiemiddelen te doen, maar kunnen direct beginnen met de productie. En machinebouwers zouden er groot belang bij hebben om hun machines zo lang mogelijk operationeel te houden.

Deze nieuwe bedrijfsmodellen zijn gebaseerd op continue gegevensuitwisseling over bedrijfsgrenzen heen. Zo worden fabrikanten niet alleen dienstverleners, maar kunnen alle processen in een werkhal worden beschouwd als afzonderlijke services: Everything as a Service (XaaS). Welke voorwaarden vervuld moeten zijn om deze datagedreven bedrijfsmodellen economisch en technisch haalbaar te maken, wordt gezamenlijk onderzocht door experts van het Fraunhofer IPA en de industrie in het grootschalige onderzoeksproject »X-Forge«. Op de Hannover Messe presenteren vertegenwoordigers van de consortiumpartners de vier X-Forge-projecten in detail en tonen ze de actuele onderzoeks- en projectresultaten.

XaaS is te vinden op de stand van de Allianz Industrie 4.0: hal 15, stand A06.

Onderzoeksproject »PAIRS«: Vroegtijdig crises herkennen en veerkracht vergroten

Als bedrijven pas reageren op een crisis wanneer de gevolgen al voelbaar zijn, is het te laat. Het zou beter zijn om de juiste tegenmaatregelen al te nemen voordat een dringend benodigde grondstof te laat of helemaal niet wordt geleverd. Dat willen wetenschappers van de afdeling Fabriekplanning en Productiemanagement van het Fraunhofer IPA mogelijk maken. In het onderzoeksproject »Privacy-Aware, intelligent and Resilient Crisis Management« (PAIRS) ontwikkelen zij een platform voor crisisbeheer dat verstoringen al in hun ontstaan identificeert en datagestuurde aanbevelingen voor actie biedt.

Daartoe analyseert een kunstmatige intelligentie (AI) enerzijds openbaar toegankelijke gegevens: op welke wegen staat het verkeer vast? Welke havens zijn geblokkeerd? Waar dreigen onweer? Waar hebben aardbevingen, vulkaanuitbarstingen of andere natuurrampen plaatsgevonden? Hoe ontwikkelen de prijzen van bepaalde grondstoffen op de beurs? Anderzijds maakt de AI gebruik van bedrijfsgegevens, zoals de leveringsbetrouwbaarheid van een bepaalde leverancier. Zodra de AI concludeert dat verstoringen in de toeleveringsketen te verwachten zijn, kunnen de algoritmen passende maatregelen voorstellen, zoals het overstappen op een andere leverancier of het bestellen van een vergelijkbare grondstof. Dit verhoogt de veerkracht van een bedrijf.

Op basis van enkele reeds voltooide modules van het PAIRS-platform geeft het onderzoeksteam op de Hannover Messe een inkijk in het tot nu toe behaalde werk. De demonstrator is te zien op de gezamenlijke stand van de Fraunhofer-Gesellschaft: hal 16, stand A12.

DesignChain: Digitalisering en automatisering van orderverwerking

De industrie moet gepersonaliseerde producten kosteneffectief en in steeds kortere tijd produceren. Om onder deze omstandigheden te kunnen concurreren op wereldschaal, wordt de zogenaamde »DesignChain« aanbevolen, oftewel de continue digitalisering en automatisering van de technische orderverwerking – van bestelling tot eindproduct.

Hoe dat precies werkt, toont een onderzoeksteam onder leiding van Timo Denner van de afdeling Fabriekplanning en Productiemanagement van het Fraunhofer IPA. Bezoekers van de beurs kunnen bij hen op de stand een individueel product configureren, dat vervolgens wordt gegenereerd als CAD-model, simulaties voor productie wordt uitgevoerd en daarna wordt vervaardigd op een 3D-printer.

DesignChain is te vinden op de gezamenlijke stand van de Fraunhofer-Gesellschaft: hal 16, stand A12.

DryClean-CAPE®: De mobiele droogreinruimte

In tijden van gepersonaliseerde producten, afnemende batchgroottes, toenemende variëteit en tegelijkertijd snel benodigde proces- of productieomgevingen voor het realiseren van reinheids- en vochtigheidscontrole, zijn vaste cleanrooms vaak niet de meest efficiënte oplossing qua investerings- en bedrijfskosten en levertijd. Een onderzoeksteam onder leiding van Udo Gommel, hoofd van de afdeling Reinst- en Mikroproductie van het Fraunhofer IPA, heeft daarom het CAPE® (Clean And Protective Environment) ontwikkeld, een mobiel reinraamsysteem dat luchtzuiverheid van ISO-klassen 1 tot 9 realiseert. Net als een tent op de camping kan het CAPE® in ongeveer een half uur worden opgebouwd en in gebruik worden genomen.

In de afgelopen jaren hebben de wetenschappers het CAPE® uitgebreid tot een hele productfamilie. Het nieuwste familielid is het DryClean-CAPE®, dat niet alleen een pure productieruimte creëert, maar ook een omgeving met zeer lage luchtvochtigheid, bijvoorbeeld een dauwpunt van -50°C. Vooral in de productie van batterijcellen en auto's, maar ook in de lucht- en ruimtevaart, speelt deze factor een cruciale rol voor de productkwaliteit.

Het DryClean-CAPE® is te zien op de gezamenlijke stand van de Fraunhofer-Gesellschaft: hal 16, stand A12.

FabOS: Het besturingssysteem voor de hele fabriek

De IT-infrastructuur in de productie bestaat in veel gevallen uit systemen van verschillende aanbieders en is daardoor moeilijk te beheren. Een oplossing zou een besturingssysteem voor de productie zijn, dat momenteel wordt ontwikkeld door wetenschappers van het Fraunhofer IPA samen met partners uit 23 andere onderzoeksinstellingen, universiteiten en bedrijven. Het heet FabOS en zal, vergelijkbaar met besturingssystemen voor computers of smartphones, een platform vormen voor machines, infrastructuur en AI-diensten.

Op de Hannover Messe presenteren de projectpartners elf exposities die verschillende aspecten van het open, gedistribueerde, realtime-geschikte en veilige besturingssysteem FabOS laten zien. Zo toont Felix Spenrath van de afdeling Robot- en Assistentsysteme een robot die zelfstandig plaatonderdelen herkent en uit een doos pakt. De gebruikte AI-methoden worden getraind via een simulatie en vereisen daardoor geen handmatige configuratie door experts. Daarnaast bevat de expositie een technologie van de projectpartner Compaile, die de ongeordend opgeslagen onderdelen vergelijkt en identificeert bij het aanvoeren van een nieuwe doos met opgeslagen bouwplannen. Het systeem hoeft dus niet voor elk nieuw onderdeel apart te worden getraind. Een robot pakt de onderdelen uiteindelijk op en plaatst ze in de juiste positie.

FabOS heeft een eigen stand: hal 15, stand H07.

Technological Business Excellence: Goed gepland is half gewonnen

Of het nu gaat om een nieuw bedrijfsmodel, een besturingssysteem voor de productie of een doorlopende digitalisering en automatisering van de technische orderverwerking: welke nieuwe technologie ook in een bedrijf wordt geïntroduceerd – de transformatie zal alleen slagen als deze vooraf strategisch is gepland en organisatorisch is gerealiseerd. Het onderzoeksteam onder leiding van Oliver Schöllhammer van de afdeling Bedrijfsstrategie en -ontwikkeling helpt graag bij het vinden van de juiste strategie en de meest effectieve organisatievorm.

Op de Hannover Messe informeert het team over zijn projecten op het gebied van bedrijfsmodelontwikkeling en -innovatie: hal 16, stand A12.