Die vollständige Erfassung der Produktionsdaten zur kontinuierlichen Überwachung und Auswertung bildet die Grundlage für die vernetzte Fertigung. Dabei liefern die verschiedenen Komponenten und Sensoren einer Roboteranlage Daten, die zentral gespeichert, ausgewertet und für die weitere Nutzung bereit gestellt werden. Durch die durchgängige Soll-Ist-Überwachung können Abweichungen vom Plan direkt erkannt und entsprechende Korrekturmaßnahmen durchgeführt werden.
Der kontinuierliche Austausch von Daten und Informationen während der Produktion zwischen Bauteil, dem übergeordneten System und der gesamten Fertigungsumgebung ermöglicht einen durchgängigen Informationsfluss. Davon profitieren verschiedene Anwendungsbereiche. Die genaue und direkte Auskunft über die Produkt- und Prozessdaten resultiert in einem verbesserten Kennzahlenmanagement, unmittelbaren Änderungsmöglichkeiten und einem höheren Anlagenausnutzungsgrad. Durch die vollständige und ortsunabhängige Informationsverfügbarkeit können die Service- und Instandhaltungsintervalle optimiert werden.
Die vollständige Vernetzung der gesamten Sicherheitstechnik einer Fertigungsumgebung ermöglicht, dass mögliche Auslöser für einen sicherheitsrelevanten Stillstand auf den ersten Blick sichtbar sind. Die Reduzierung von Stillstandszeiten resultiert in einer Steigerung des Anlagenausnutzungsgrades sowie in höheren Stückzahlen bei kürzeren Fertigungszeiten. Service- und Instandhaltungsintervalle werden optimiert durch die vollständige und ortsunabhängige Informationsverfügbarkeit.
Eine kontinuierliche und durchgängige Erfassung aller Betriebsdaten in einem zentralen, übergeordnetem System ermöglicht die effiziente Gestaltung von Fertigungsabläufen. Wenn die Betriebsdaten für unterschiedliche Interessensgruppen bereitgestellt werden, können Prozesse optimiert und betriebliche Ressourcen optimal eingesetzt werden. Daneben können die Service- und Instandhaltungsintervalle durch die vollständige und ortsunabhängige Informationsverfügbarkeit optimiert werden.
Während in der Roboteranlage die Produktion läuft, kann gleichzeitig in RoboPlan ein neues Programm erstellt werden. Hier werden an 3D-Modellen Schweiß-, Such-, Verfahrstrecken und Werkzeuge programmiert, zu denen dann die Schweißparameter und weitere für den Ablauf des Programmes erforderliche Funktionen definiert werden. Das so entwickelte Programm wird in die Steuerung des Roboters übertragen und am Arbeitsplatz selbst lediglich optimiert. Diese Vorgehensweise erfordert weniger Zeit als die Erstellung eines neuen Programms mit dem TEACH-Verfahren in der Anlage. Zukünftig werden weitere Simulationsmöglichkeiten verfügbar werden. Am Ende wird die gesamte Fertigungsumgebung als digitaler Zwilling ein identisches Abbild der Realität darstellen, an dem weitreichende Planungen und Optimierungen möglich sind.
Ein digitaler Zwilling ist ein virtuelles Abbild der Fertigungsumgebung, welches die reale und virtuelle Welt verbindet. Digitale Zwillinge verwenden reale Daten von installierten Sensoren, welche zum Beispiel die Position der Komponenten einer Roboteranlage darstellen. Die Kopplung der virtuellen und realen Welten ermöglicht eine optimale Überwachung der Fertigungsanlage und vielfältige Visualisierungs- sowie Simulationsmöglichkeiten.
Sensoren liefern wichtige Daten und Signale für eine nutzenbringende Weiterverarbeitung. Bei der 3D-Vermessung innerhalb einer Fertigungslinie werden die geschweißten Bauteile dreidimensional vermessen und auf Toleranzen sowie Vollständigkeit überprüft. Dabei gleicht der Sensor die Ist-Werte des Bauteils mit Sollwerten aus der Vorgabe ab und meldet Abweichungen. So können gezielt Maßnahmen zur Vermeidung von n.i.O.-Teilen ergriffen werden.
Die kontinuierlich weiter steigende Produktvariantenvielfalt bei gleichzeitig immer kleineren Losgrößen verlangt hochflexible Produktions- und Logistiksysteme. Statt starrer Transportsysteme sind intelligente Materialflusssysteme gefragt, die sich automatisch den jeweils vorgegebenen Produktionsbedingungen anpassen, da die zu fertigenden Produkte ständig wechseln können. Ein intelligenter Materialfluss ermöglicht die Just-In-Time-Bereitstellung der Baugruppen für die unterschiedlichen Fertigungsschritte und die Einführung eines chaotischen Produktionssystems.
Aufgrund wachsender Sicherheitsanforderungen steigt die Nachfrage nach eindeutiger Identifizierung der Bauteile und der entsprechenden Zuordnung der Schweißparameter und Produktionsdaten. Nach der Qualitätskontrolle werden die Bauteile mit einem Barcode, einem RFID-Code und/oder einer Bauteilnummer markiert. Der Einsatz von Maßnahmen zur Bauteilerkennung und -identifikation ermöglicht eine lückenlose Dokumentation und Nachverfolgung.
Die Visualisierung von Daten und Ergebnissen einer Roboteranlage auf Monitoren vermitteln den Mitarbeitern schnell und unmittelbar Informationen über den aktuellen Produktionsstatus, über Stückzahlen, Fehlermeldungen, Taktzeiten und vieles mehr. Darüber hinaus können Ziele und Zielerreichungsgrade in den verschiedenen Bereichen der Produktion mit Grafiken und Diagrammen dargestellt werden. Da die Mitarbeiter zu jeder Zeit den eigenen Fortschritt erkennen können, ist die Visualisierung ein wichtiger Motivationsfaktor.
Augmented Reality bezeichnet die computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung. Diese Information kann alle menschlichen Sinnesmodalitäten ansprechen. In Fertigungsbetrieben bietet insbesondere die visuelle Darstellung von Zusatzinformationen wie Grafiken, Bildern oder Videos vielfältige Möglichkeiten zur Optimierung der Fertigungsabläufe.
Die bauteilbezogene Parameterzuordnung ermöglicht die individuelle Programmauswahl in einer Roboteranlage. Das dient als Grundlage für den Einsatz eines chaotischen Produktionssystems. Die Zuordnung der Parameter kann zum Beispiel durch verschiedene Maßnahmen der Bauteilmarkierung erfolgen.
Durch den Einsatz eines chaotischen Produktionssystems haben Anzahl und Reihenfolge der Bauteile keinen negativen Einfluss auf die Produktivität einer Roboteranlage. Der Anwender kann eine große Vielzahl an Bauteilvarianten verarbeiten, ohne jedes Mal umzurüsten. So entfallen Wartezeiten. Dies ermöglicht die Fertigung höherer Stückzahlen bei kürzeren Produktionszeiten.
Bei der individuellen Programmauswahl erkennt der Schweißroboter automatisch die verschiedenen Bauteiltypen durch beispielsweise einen RFID-Code auf dem Bauteilträger. Der Roboter wählt das passende Bearbeitungsprogramm automatisch aus. Die individuelle Programmauswahl durch die automatische Bauteilerkennung ermöglicht den Einsatz eines chaotischen Produktionssystems. So spielen die Anzahl der Teile und die Fertigungsreihenfolge je Serie keine Rolle mehr.
Ein Prozessleitsystem dient zum Führen einer Produktionsanlage. Moderne Prozessleitsysteme automatisieren verfahrenstechnische Anlagen und stellen den Prozess bildlich dar. So kann der Anlagenbetreiber die Prozesse optimal analysieren, steuern und planen. Mit Hilfe eines Prozessleitsystems können Unternehmen die Effizienz ihrer Produktionsanlagen erhöhen, die Produktqualität sicherstellen und flexibel auf Marktvorkommnisse reagieren.
In einer übergeordneten Benutzerverwaltung werden alle Benutzer mit individueller Rechtevergabe verwaltet. Der Administrator kann jedem User ein zugeschnittenes Rechtepaket zuweisen. Hier werden die Benutzer aller Systeme zentral verwaltet und können webbasiert bearbeitet werden. Somit muss sich jeder User nur noch eine Zugangskombination merken.
Das User Management System von CLOOS ermöglicht über Ethernet und TCP/IP den direkten Zugriff auf die Roboter. In der Netzwerkvariante können die Benutzer zentral auf einem Rechner verwaltet werden. Bei der lokalen Variante erfolgt das An- und Abmelden der Benutzer direkt am Roboter selbst über dessen Bediensoftware. Die Aufzeichnung aller Benutzeraktivitäten ermöglicht eine lückenlose Dokumentation.
Die Anbindung der Fertigung an eine Datenbank ermöglicht die effiziente Gestaltung von Fertigungsabläufen. Betriebliche Ressourcen können optimal eingesetzt werden, was zu erheblichen Kosteneinsparungen führt. Darüber hinaus werden Datenredundanzen vermieden, weil unterschiedliche Anwendungsbereiche auf eine gemeinsame Datenbank zugreifen. Auch der Bereich Instandhaltung profitiert durch kürzere Service- und Prüfintervalle.
Unter Fernwartung versteht man den räumlich getrennten Zugriff auf Produktionsanlagen und Schweißgeräte zu Informations-, Wartungs- und Reparaturzwecken. Durch die weltweiten, ortsunabhängigen Wartungs- und Diagnosemöglichkeiten lassen sich Probleme innerhalb kürzester Zeit lösen, ohne dass ein Servicetechniker vor Ort sein muss. Neben der vereinfachten Wartung steigt die Anlagenverfügbarkeit bei gleichzeitiger Senkung der Betriebskosten.
ERP-Systeme bilden sämtliche innerbetrieblichen Geschäftsprozesse ab. Das Ziel der Datenintegration ist der Zugriff von unterschiedlichen Anwendungsbereichen auf ein einheitliches Datenmodell. Die vollständige Abbildung sämtlicher innerbetrieblicher Geschäftsprozesse ermöglicht einen effizienten Einsatz der verfügbaren Ressourcen. Dabei werden Datenredundanzen so weit wie möglich vermieden.
Mass Customisation bezeichnet das Prinzip der kundenindividuellen Massenproduktion beziehungsweise der Einzelfertigung in Serie. Dieser Ansatz ermöglicht eine kundenspezifische Lösung, ohne dabei auf die Vorteile einer prozessorientierten Serienfertigung zu verzichten. Mithilfe moderner Fertigungsprozesse und -technologien werden die Vorteile der Serien- und Einzelfertigung vereint. So können Fertigungsunternehmen flexibler und ohne zusätzliche Aufwendungen auf individuelle Kundenanforderungen reagieren.
Predictive Maintenance ermöglicht die permanente Überwachung von Komponenten einer Roboteranlage mit intelligenter Software und Sensorik. Dabei erfasst die Software die Sensordaten, wertet sie aus und erkennt frühzeitig einen möglichen Ausfall der Komponenten. Defekte Bauteile, die möglicherweise zum Stillstand der Anlage führen, werden so unabhängig von den üblichen Wartungszeiten identifiziert und können rechtzeitig ausgetauscht werden. Wartungstätigkeiten und Ersatzteilbeschaffung können aufeinander abgestimmt und somit die Stillstandszeiten reduziert werden. Durch die Reduktion der Stillstandszeiten und die Steigerung der Produktivität sinkt die vorbeugende Wartung die Betriebskosten signifikant.
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