Industrie 4.0 : Digitalisierte Fertigung: Das passiert in der Grazer Forschungs- und Lernfabrik

Smart, smarter, Smart Factory? Am Gelände der TU Graz wurde eine Pilotfabrik für die Industrie 4.0 eingerichtet. Heimische Unternehmen können dort digitalisierte Produktionstechnologien erproben, ohne den eigenen Betrieb zu stören. Gemeinsam mit den TU Graz-Forschenden haben die Firmen bereits erste Vorfelduntersuchungen im smarten Reallabor betrieben: Mit Siemens und incubedIT wurde etwa die dynamische Lokalisierung von Fertigungsstationen gezeigt. „Mit der Smart Factory besteht für uns weniger direkter Kundendruck, weshalb sich mehr Möglichkeiten ergeben, Dinge gemeinsam mit kreativen Menschen der Universität einfach auszuprobieren“, bringt Michael Reip, Head of Engineering Robotics beim Grazer Unternehmen incubedIT einen zentralen Vorteil der smartfactory@tugraz auf den Punkt. Reip spricht zudem von einem guten Austausch mit verschiedenen Unternehmen, um an gemeinsamen Projekten zu arbeiten, beispielsweise mit Siemens. „Außerdem ist es toll, dass Studierende die Smart Factory für Vorlesungen nutzen, beispielsweise bei der Konstruktion mobiler Roboter. Dadurch entsteht ein interessanter Austausch und ein langjähriger direkter Kontakt mit Student*innen, der wiederum über Bakk.- und Diplomarbeiten der Weg zum Recruiting ist“, erzählt Reip.

Im Zentrum der neuen Forschungs- und Lernfabrik smartfactory@tugraz stehen die Agilität und Datensicherheit in der digitalisierten Fertigung. Doch wie möchte man diese erreichen? Agilität und Datensicherheit sind zentrale Zukunftsthemen für österreichische Unternehmen, welche die Schwerpunkte der FFG-Pilotfabriken Wien und Linz sinnvoll ergänzen und umfangreiches Forschungspotential bieten. „Agilität ist mehr als ein flexibles Umgestalten von Arbeitssystemen (z.B. Fertigungsmaschinen, Montagelinien) von einem Werkstück auf ein anderes. Sie setzt zum einen auf autonome, intelligente und mobile Arbeitsstationen, die selbst mit Robotern ausgestattet sind und sich frei bewegen lassen. Zum anderen sind diese „Working Stations“ vernetzt und kommunizieren untereinander sowie mit dem übergeordneten PLM-System“, erklärt Franz Haas, Vorstand des Institutes für Fertigungstechnik der TU Graz, und einer der Verantwortlichen und Vorantreiber des Projekts smartfactory@tugraz. „Real Time Locating System (kurz RTLS) von Siemens ist die bei uns erfolgreich eingesetzte Technologie zur Ortung der Stationen. Ein automatisiertes Rekonfigurieren und Andocken der standardisierten Einheiten ist gerade in Planung“, so Haas.

Das Thema Datensicherheit steht in engem Zusammenhang mit der Agilität. Vernetzung und Kommunikation sind in Produktionssystemen nur dann möglich, wenn eine Datenübertragung sicher erfolgen kann. Cyber-Angriffe stellen eine ernstzunehmende Bedrohung für Unternehmen dar. „In der Smart Factory testen wir Hacker-Angriffe von außen und optimieren so die erforderlichen Sicherheitssysteme. Hier arbeiten wir mit den Top-Expert*innen der TU Graz zum Thema „Cyber Security“ zusammen. Zudem bietet unser brandneues 5G-Campus-Netz von Magenta Telekom weitere Möglichkeiten eines lokal isolierten, sicheren Drahtlosnetzwerkes“, berichtet Haas.

Betrachtet man einen Fertigungsprozess, so können Maschinendaten und Sensoren am Werkstück oder im Werkzeughalter wichtige Informationen zum Prozess liefern, die letztlich wie Puzzle-Steine ein Gesamtbild ergeben. „Weicht dieses Gesamtbild vom Idealzustand ab, man spricht hier von Daten-Anomalien, muss gegengesteuert werden. Solche Prozesse sind in der industriellen Praxis in großer Zahl im Einsatz, jeder einzelne verdient eine genaue Analyse“, sagt der Fertigungstechnikexperte. Die Integration einer Technologie bzw. einer Maschine in die übergeordnete digitale Datenwelt stellt einen zusätzlichen Aspekt dar. „Ansätze sind hier verbesserte CAM-Systeme mit neuen maßgeschneiderten Software-Modulen, das Nachrüsten von bestehenden Anlagen mit Datenerfassung und Edge-Computing-Rechnern“, erklärt Haas. Nicht zu vergessen sei das große Feld der kollaborativen Roboter, die für KMUs ideale Geräte für den Einstieg in die Welt der Automatisierung darstellen.