Smart Factory Grids | DFG Forschungsimpuls Methodiken für eine service-basierte, hochflexible, dynamisch verteilte Fertigung mit autonomen, adaptiven und resilienten Systemen

Mit dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gef?rderten Forschungsimpuls Smart Factory Grids etabliert die Hochschule Esslingen einen dauerhaften interdisziplin?ren Forschungsverbund, der gerade am Industriestandort Baden-Württemberg wegweisende Impulse, Neuerungen und Erkenntnisse für den Wandel in der Fertigungsindustrie liefert.

Der Forschungsimpuls verfolgt die Vision einer in Zukunft dynamisch verteilten Fertigung, die sich zusammensetzt aus mehreren Fertigungseinrichtungen mit jeweils spezialisierten F?higkeiten, um eine hochflexible Fertigung für kleine Stückzahlen mit kurzen Rüstzeiten zu erm?glichen.

Die Basis dieses Smart Factory Grids bildet ein Netzwerk aus neuartigen autonomen, adaptiven cyber-physischen Systemen, die …

  • autonom agieren, sich abstimmen und Entscheidungen treffen,
  • ihren eigenen Gesundheitszustand bewerten,
  • resilient gegen IT-St?rungen und IT-Angriffe sind,
  • hochflexiblen Materialfluss erm?glichen,
  • komplexe Bauteile mit gro?er Variantenvielfalt durch additive Fertigung flexibel herstellen.

Interdisziplin?rer Forschungsverbund

Prof. Dr.-Ing. Sascha R?ck | Fakult?t Maschinen und Systeme

Die Forschungseinheit ist am Forschungsinstitut 'Virtual Automation Lab' angesiedelt und fokussiert die Optimierung des Produktionsablaufs hinsichtlich verschiedener Kriterien, wie z.B. minimale Fertigungsdauer bei maximaler Energieeffizienz. Dazu wird eine automatische Online-F?higkeitsbewertung aller beteiligten Fertigungssysteme, sogenannte Micro Manufacturing Units (MMU), auf Basis von Daten, Modellen und Methoden mit Digitalen Zwillingen untersucht. Zur Ausführung des Produktionsablaufs wird als hochflexibles Transportsystem der Einsatz autonomer Indoor-Flugroboter erforscht. Zur Unterstützung des Menschen in der sich st?ndig ?ndernden Produktionsumgebung werden Forschungsfragen zu Mixed Reality - basierten Assistenzsystemen betrachtet.

  • Forschungseinheit 2: Autonome Systeme | Prof. Dr. rer. nat. Markus Enzweiler | Fakult?t Informatik und Informationstechnik
    Die Forschungseinheit ist am 'Institut für Intelligente Systeme' angesiedelt und erforscht die optimale Zusammenarbeit autonomer Roboter als Kollektiv: von der Wahrnehmung bis zur Aktion. Zudem wird die Anpassung erlernter F?higkeiten an ver?nderte Umgebungen und Aufgaben durch effizientes und kontinuierliches maschinelles Lernen auf Basis der in der verteilten Fertigung eines Smart Factory Grids erhobenen Daten untersucht.
  • Forschungseinheit 3: System Health | Prof. Dr.-Ing. Peter Zeiler | Fakult?t Maschinen und Systeme
    Die Forschungseinheit ist am 'Institut für Technische Zuverl?ssigkeit und Prognostik' angesiedelt und fokussiert die Erforschung des ?Gesundheitszustands“ technischer Systeme, um Ausf?lle und Stillst?nde zu verhindern sowie vorausschauende Instandhaltung zu erm?glichen. Besondere Herausforderungen stellen dabei die Vielzahl an heterogenen Daten, Modellen und Informationen sowie die hochflexiblen und dynamischen Fertigungsabl?ufe mit hoher Belastungsvariation dar.
  • Forschungseinheit 4: Network Security | Prof. Dr. rer. nat. Tobias Heer  | Fakult?t Informatik und Informationstechnik
    Die Forschungseinheit mit Anbindung an das 'IT-Security Labor' erforscht neuartige IT-Sicherheitskonzepte, da klassische statische und manuelle Sicherheitsans?tze in der Smart Factory Grids Umgebung nicht mehr ausreichen. Der Fokus liegt dabei auf der Erkennung und Modellierung von Abh?ngigkeiten zwischen Diensten in komplexen Fertigungsanlagen, der Identifikation von Schwachstellen und deren potenziellen Auswirkungen sowie auf der Untersuchung sicherer Echtzeitkommunikationssysteme in hochvernetzten Anlagen.
  • Forschungseinheit 5: Additive Fertigung | Prof. Dr.-Ing. Lukas L?ber  | Fakult?t Maschinen und Systeme
    Die Forschungseinheit mit Anbindung an das 'Labor für Werkstoff- und Festigkeitsprüfung' untersucht Forschungsfragen zur hochflexiblen Fertigung komplexer und funktionalisierter Bauteile in einem Smart Factory Grid mittels additiver Fertigung. Besondere Forschungsschwerpunkte werden auf die Modularisierung und Rekonfigurierbarkeit der additiven Fertigungseinheiten und -Prozesse sowie auf mobile additive Fertigungseinheiten gelegt.
  • Zwischen den Forschungseinheiten in den Instituten und Laboren wird im Forschungsimpuls eine starke und nachhaltige Quervernetzung erzielt. Die intensive Zusammenarbeit erm?glicht es, Synergien zwischen den einzelnen Forschungsfeldern zu nutzen, um bedeutende Mehrwerte in der Forschung zu erreichen.

    Kontakt

    Prof. Dr.-Ing. Sascha R?ck

    (Projektnummer 528745080 - FIP 68)

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