Augmented Reality und Flugrobotik – neue Technologien für die Smart Factory

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Im Zuge der vierten industriellen Revolution (Industrie 4.0) verändern sich Produktionsanlagen im Hinblick auf sog. „Smart Factories“, die flexibel an Aufträge mit niedriger Losgröße angepasst werden können. Die wandlungsfähigen Smart Factories weisen einen hohen Grad an Vernetzung auf und ermöglichen so die Integration von Mehrwertdiensten und die Nutzung aller relevanten Systemdaten, um sich dynamisch an neue Bedingungen und Anforderungen anzupassen. Voraussetzung dafür ist die Erfassung der relevanten Systemdaten, die auf den Systemzustand schließen lassen und die Verfügbarkeit geeigneter Mehrwertdienste. Ziel des Internet of Things (IoT) ist die Integration von physischen IoT-fähigen Gegenständen, sogenannte Cyber-physischen Systeme (CPS), um auf Basis von weltweit verfügbaren Daten und Diensten einen Mehrwehrt zu erreichen. Geschieht dies in der Produktion spricht man vom Industrial IoT (IIoT) und von den Cyber-physischen Produktionssystemen (CPPS). Die Befähigung zur Wandlungsfähigkeit einer Fabrik setzt ein dynamisches Hinzufügen und Entfernen von CPPS voraus. Für diese automatische Integration und Segregation ist ein Kommunikationsverfahren erforderlich, das über die reine Datenübertragung hinaus Modellinformationen des CPPS liefern kann. Aus der Gesamtheit der verfügbaren Daten und den Modellinformationen können neuartige Dienste für den gesamten Lebenszyklus von Automatisierungslösungen umgesetzt werden. Im Fokus aktueller Entwicklungen stehen hierbei vor allem Anwendungen in den folgenden Bereichen: Selbstorganisation, Selbstdiagnose und Selbstkonfiguration. In der Fakultät Maschinenbau der Hochschule Esslingen wird im Virtual Automation Lab (VAL) anhand konkreter Problemstellungen eine Infrastruktur geschaffen, die die benötigten Kernfunktionalitäten einer Smart Factory beinhalten. In Zusammenarbeit von Promovierenden, Studierenden und kooperierenden Firmen wird die Vernetzung von Maschine, Cloud und Engineering (Simulation und Virtual und Augmented Reality) untersucht und innovative Anwendungen konzipiert und implementiert. Die entstehenden Demonstratoren dienen dabei gleichzeitig zur Evaluierung der Infrastruktur. Dieser Beitrag wird im Folgenden den Aufbau der entstandenen Infrastruktur darstellen und verdeutlicht deren Nutzen anhand von Mehrwertdiensten im Bereich des 3D-Maschinenmonitorings, von Augmented Reality und dem Einsatz von Flugrobotern in der Intralogistik.