Industry 4.0 demonstratiemodel

Om te kunnen reageren op steeds snellere en complexere vragen uit de markt, is een kosteneffectieve maar uiterst flexibele productie noodzakelijk. Dit is de uitdaging voor de industrie van de 21e eeuw en een belangrijke ontwikkeling voor Centraal-Europa om concurrerend te blijven als productielocatie. Essentieel hiervoor is een geïntegreerde, digitale productie met intelligente werkstukken en productieapparatuur in virtuele bedrijfsnetwerken. Deze maken een maximale productieflexibiliteit mogelijk met als doel een productie uit één stuk tegen de prijs van een massaproduct.

Dit alles wordt vaak samengevat als Industrie 4.0. De holistische implementatie van Industrie 4.0 vereist een breed scala aan verschillende technologieën en kennis, die gewoonlijk de afzonderlijke disciplines werktuigbouwkunde, automatisering en besturingstechnologie en bedrijfskunde overstijgen.

De FH Aachen heeft voor de Industry 4.0 modelfabriek de demonstrie-opstelling "CMC - Car Manufacturing Cube" ontwikkeld. De belangrijkste focus van het project is de presentatie van Industrie 4.0 ideeën, ontwikkelingen en oplossingen door middel van industriestandaard automatiseringscomponenten. In het kader van het CMC werd een systeemoplossing ontwikkeld op basis van het referentiemodel RAMI 4.0, dat rekening houdt met alle aspecten van de digitale fabriek rond industrie 4.0 en deze implementeert in een compact systeem voor de geïndividualiseerde modelproductie van auto's. Het referentiemodel RAMI 4.0 geeft een aanpak voor de ontwikkeling van Best-Practices voor industrie 4.0. Er moet echter worden opgemerkt dat een holistische omzetting van het model slechts zelden aanwezig is, omdat praktische voorbeelden in de automatiseringstechnologie ontbreken. Daarom is het doel van dit project om studenten, vertegenwoordigers van bedrijven en technologisch onderlegde personen kennis te laten maken met de veranderingen in automatiseringstechnologie. De demonstrator dient als basis voor discussie.

Om dit te illustreren worden er geïndividualiseerde auto's gemaakt van Duplo stenen. De auto's kunnen worden geconfigureerd via een webwinkelinterface. De bestelling activeert de real-time productie.

Om een praktische realisatie en een industrieel relevant trainingsproces mogelijk te maken, werd een igus xyz portaal geselecteerd voor de toepassing. Er werd een open-source webshopoplossing gebruikt voor gegevensbeheer en het in kaart brengen van de bedrijfsprocessen. Door middel van geschikte adapters en uitbreiding van de services werd een industrie 4.0-compatibele applicatie gecreëerd, die het hele proces van opslag, bestellen en financiële services tot productie op een multitenant capabele manier implementeert. Voor de communicatie worden alleen beproefde protocollen gebruikt. Ook op productieniveau werd hiërarchische communicatie gerealiseerd, die onderscheid maakt tussen real-time en niet-real-time en die voldoet aan de relevante IT-beveiligingsstandaarden.

Het gebruik van de igus room lineaire robot in zowel de modelfabriek als in de onderwijsafdeling maakt een kosteneffectieve en efficiënte weergave van typische automatiseringscomponenten mogelijk. Vooral vertegenwoordigers van middelgrote bedrijven zijn bekend met de robuuste en betrouwbare igus lineaire robots en kunnen de verbinding tussen de huidige automatiseringstechnologie en Industrie 4.0 softwareoplossingen op een praktijkgerichte manier ervaren door ze te gebruiken in de modelfabriek.