SmartF-IT passt Produktionsprozesse flexibel an – Dynamische Abtaktung für die Multivariantenproduktion bis Losgröße 1

Assistenzsysteme für die industrielle Fertigung unterstützen effizientes Arbeiten, Flexibilität und die Digitalisierung der Herstellungsprozesse. Sie passen sich den dynamischen Anforderungen variantenreicher Produktionslinien an und erlauben eine schnelle Reaktion auf geänderte Produktionsziele. Im Projekt SmartF-IT werden situationsadaptive Assistenzsysteme für Industrie 4.0 exemplarisch ausgerollt und prototypisch realisiert.

Auftrags- und situationsadaptive Mitarbeiter- und Produktionslinienplanung

Das vom DFKI entwickelte neuartige humanzentrierte Anytime-Optimierungssystem zur dynamischen Abtaktung passt die Planung der Arbeitsabläufe der Werkerinnen und Werker in Echtzeit an unterschiedliche z.B. länderspezifische Varianten oder Ausstattungstypen an und ermöglicht so eine flexible Fertigung auch für kleinste Stückzahlen. Die Produktionsplanung muss dafür nicht aufwändig umprogrammiert werden.

„Das DFKI freut sich über den großen Erfolg des innovativen Ansatzes der dynamischen Abtaktung auf der Hannover Messe Industrie 2016. Zahlreiche Besucher aus der Industrie zeigten sich überaus interessiert an dieser Weltneuheit, die das Potenzial hat, die Produktionsfeinplanung zu revolutionieren und 'gute Arbeit' im Sinne der Arbeitnehmer zu realisieren“, so Prof. Wolfgang Wahlster.

In der Produktion an klassischen Monolinien werden Mitarbeiter im Voraus typischerweise in sogenannte Mitarbeiter-Loops eingeteilt. Ihre Aufgabe ist es, die einzelnen Arbeitsschritte sequenziell von Station zu Station abzuarbeiten und das zu fertigende Produkt an festen Knotenpunkten an einen Kollegen zu übergeben. Im Fall der dynamischen Multivariantenfertigung mit geringer Losgröße entstehen während der Fertigung allerdings Wartezeiten oder Fehlbelastungen, die durch die vorher bereits abgeschlossene Produktionsplanung verursacht werden.

Für die dynamische Abtaktung greift das System auf das Domänenwissen zu, um die Komplexität des Optimierungsproblems zu beherrschen. Dieses Wissen kann aus dem semantischen Fabrikgedächtnis über Produktion und Mitarbeiter erschlossen werden. Zudem nutzt der Ansatz moderne parallele Rechnerarchitekturen und garantiert eine effiziente Berechnung in Echtzeit. Um eine optimale Auslastung einer Linie zu erreichen, müssen den Mitarbeitern während der laufenden Produktion wechselnde Aufgaben zugewiesen werden. Diese Problemstellung muss auf feingranularer Arbeitsschrittebene mit dynamisch wechselnden Umgebungsgegebenheiten wie z.B. dem Ausfall einer Station in Echtzeit gelöst werden. Aufgrund der hohen Dynamik, der Echtzeit-Anforderungen und der Korrelation verschiedener Optimierungsaspekte ist diese Herausforderung für klassische Produktionsplanungssysteme nur schwer realisierbar. Mit intelligenten Steuerungskonzepten wie der dynamischen Abtaktung wird nicht nur die Produktion sondern auch die Feinplanung selbst kleinster Losgrößen optimiert.

Auf der HANNOVER MESSE ist die prototypische SmartF-IT Fertigungsanlage noch bis zum 29. April auf dem Stand der Universität des Saarlandes in Halle 2, Stand B46 zu sehen.

 

Kontakt:
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Dr. Anselm Blocher
Forschungsbereich Intelligente Benutzerschnittstellen

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