Digitale Produktion

Die Abteilung AM 4.0 (Additive Manufacturing 4.0) entwickelt digitale Werkzeuge, Systeme und Konzepte entlang der kompletten Produktionskette - von der Angebotserstellung über die Konstruktion und Fertigung bis zur Auslieferung. Ziel ist es, durch die Entwicklung anwendungsnaher Industrie 4.0-Lösungen Prozesse effizienter zu gestalten und die Produktivität zu erhöhen. Dabei arbeiten wir an der interdisziplinären Schnittstelle zwischen Maschinenbau, Informatik und Betriebswirtschaft. Wir fokussieren uns insbesondere auf die Bereiche Produktion, Konstruktion und Produktentwicklung, Qualitätssicherung, Logistik sowie Vertrieb.

Digital Production und Bionic Smart Factory 4.0

Ein dynamisches Wettbewerbsumfeld, welches nach immer mehr kundenindividuellen Produkten sowie kürzeren Produktlebenszyklen verlangt, stellt neue Herausforderungen an die Produktion. Um diesen zukünftigen Herausforderungen zu begegnen, wurde am Fraunhofer IAPT das Fabrikkonzept Bionic Smart Factory 4.0 entwickelt. Dieses beschreibt den Aufbau einer zukunftsgerechten Fabrikstruktur zur Fertigung komplexer Produktionsprogramme mittels additiver Fertigungsverfahren. Die Bionic Smart Factory 4.0 setzt sich aus einem cloudbasierten Datensystem und einem oder mehreren physischen Fertigungssystemen zusammen.


Die Vision und Strategie der Abteilung AM 4.0 orientiert sich an dem Konzept der Bionic Smart Factory 4.0 und insbesondere dessen Datensystem in der Cloud (siehe Bild 1). Dieses wird auch als Smart Platform bezeichnet.

Smart Platform

Die Smart Plattform bildet den vernetzenden Kern der Fabrik der Zukunft. Sie begleitet und steuert den kompletten Auftragsabwicklungsprozess, von der Kundenanfrage über den Webbrowser bis zur Auslieferung des gefertigten Bauteils an den Kunden. Eine erste Umsetzung einer solchen cloudbasierten Plattform findet sich am Fraunhofer IAPT. Dort wird seit mehreren Jahren an der Entwicklung integrierter Plattformlösungen mit automatisierten Algorithmen gearbeitet und geforscht. Mit der Smart Plattform ist dort eine Cloud-Plattform entstanden, die es ermöglicht, Potenziale in der additiven Fertigung zu identifizieren und zu erschließen.

Der Kunde lädt dazu sein Bauteil über den Webbrowser hoch. Anschließend wird dieses automatisch auf Fertigungsrestriktionen und Konstruktionsrichtlinien geprüft sowie eine Angebots- und Vorkalkulation vorgenommen. Daraufhin kann der Kunde über die Plattform einen Fertigungsauftrag abgeben und die komplette Bestellabwicklung über die Cloud verfolgen.

Zur Bewertung des wirtschaftlichen Potenzials eines Bauteils und damit zur Beantwortung der Frage, ob eine additive Fertigung wirtschaftlich sinnvoll ist, können mit der Plattform Optimierungspotenziale (z.B. durch eine Topologieoptimierung) im Vorhinein abgeschätzt werden. Des Weiteren kann eine Vergleichskalkulation zu den konkurrierenden Fertigungsverfahren Zerspanung und Guss gezogen werden. Über diese Vergleichskalkulation lassen sich Bauteile mit wirtschaftlich sinnvollen Business Cases für die additive Fertigung identifizieren.

futureAM - Next Generation Additive Manufacturing

Darüber hinaus ist das Fraunhofer IAPT am Fokusprojekt futureAM beteiligt. Im Rahmen des Projekts bearbeitet das Fraunhofer IAPT das Handlungsfeld „Industrie 4.0 & Digitale Prozesskette“ sowie das Teilprojekt „Virtual Lab“. Themen sind die Entwicklung einer automatisierten Bauteiloptimierung für die additive Fertigung, einer Qualitätssicherungsmethodik zur bauteil- und defektspezifischen Lebensdauervorhersage sowie der Aufbau einer cyber-physischen Prozesskette und Netzwerkbildung in der Produktion. Im „Virtual Lab“ wird eine webbasierte Kollaborationsplattform für eine standortübergreifende Produktion entlang der Prozesskette entwickelt.

 

 

 

Unser Angebot an Sie

Gerne unterstützen wir Sie bei der Lösung Ihrer Frage- und Problemstellungen und bieten auch über die genannten Themen hinaus Entwicklungs- und Beratungsdienstleistungen im Bereich Industrie 4.0 und Digitale Produktion an.

Industrialisierung durch Digitalisierung

Wir erarbeiten Lösungen, die Ihre Unternehmensprozesse automatisieren, optimieren und vereinfachen - im Sinne einer intelligenten und vernetzten Fabrik der Zukunft. Schwerpunkt unserer Arbeit ist die Entwicklung digitaler Systeme, Strategien und Organisationskonzepte im Produktionsumfeld.