Zentrum für Digitalisierung in Produktion und Produktentwicklung (ZDP)

Die Digitalisierung ist keine Trendwende sondern Bestandteil einer kontinuierlichen Entwicklung.

Mit dem Zentrum für Digitalisierung in Produktion und Produktentwicklung (ZDP) bietet die DHBW Ravensburg allen Unternehmen unabhängig von ihrer Größe gleichermaßen die Möglichkeit, den wachsenden Herausforderungen der Dynamisierung von Produkt- und damit auch Produktionslebenszyklen zu begegnen.

Vernetzung und Künstliche Intelligenz werden die Tätigkeiten in der Produktion zunehmend beeinflussen und erfordern die Fähigkeit, Prozesstechnologien und IT-Lösungen zu verknüpfen und dabei mit großen Datenmengen umgehen zu können.

Eine weitere Basis für eine erfolgreiche Digitalisierung in der automatisierten Produktion sind intelligente Sensoren. Für die Fusion und Interpretation der Daten werden geeignete Methoden immer wichtiger.

Lehre und Forschung gehen dabei Hand in Hand. Gemeinsam mit Partnerunternehmen können am ZDP kooperative Forschungsprojekte im Bereich Digitalisierung in der Produktion bearbeitet werden. Studierende sind dabei über forschungsintegrierte Lehrprojekt eingebunden und tragen ihr Wissen wiederum in die Unternehmen weiter. Auch die Inhalte der Lehrveranstaltungen und die Weiterentwicklung der Labore werden an die neuen Entwicklungen rund um die Digitalisierung angepasst. Mit der IWT Wirtschaft und Technik GmbH hat die DHBW Ravensburg dabei in der anwendungsorientierten Forschung einen starken Partner an der Seite.

Infrastruktur

Labore

Produktionstechnische Zentrum (PTZ)

Im PTZ, dem Labor für Industrielle Messtechnik und im Labor für Automation werden in praktischen Anwendungen Lösungen zur Datenaufnahme und -verarbeitung und zur Vernetzung der verschiedenen Ebenen der Automatisierungspyramide erarbeitet. Mit Hilfe kollaborativer Robotik werden beispielsweise über die Open Source-Plattform Robot Operating System (ROS) virtuelle Verknüpfungen über einen digitalen Zwilling erprobt entwickelt.

Lernfabrik

Die Lernfabrik des IWT Bodensee bietet dem Campus eine hochmoderne Produktionsumgebung mit einer vielfältigen Ausstattung an Robotern, Bandsystem, 3D Druckern. Ebenfalls sind Systeme für Augmented Reality und vieles mehr vorhanden. Digitalisierung in der Produktion und Produktentwicklung - IWT Wirtschaft und Technik GmbH (iwt-bodensee.de)

 

Software

visTable@touch (Plavis): Mit der Software von Plavis können am Campus Fallenbrunnen die verfügbaren Fertigungsflächen optimal geplant, analysiert und optimiert werden. 

Process Simulator (GBU): Der Process Simulator ermöglicht eine dynamische Materialflusssimulation. Das Simulationswerkzeug wird am Campus auch aufgrund seiner einfachen Handhabung genutzt, um schnelle Ergebnisse hinsichtlich der Auslastung zu sehen und Engpässe schnell erkennen zu können. Über den im Tool vorhandenen Szenarienvergleich können gefahrlos Verbesserungsvorhaben auf Ihren Nutzen überprüft werden. 

AssemblySuite (Taktiq): Mit der AssemblySuite nutzt die DHBW am Campus Fallenbrunnen ein Werkzeug, welches komplexe Produktions-Planungsprozesse abbilden kann. Zur Steuerung der hohen Varianz im Produktionsnetzwerk Fallenbrunnen bietet die AssemblySuite viele Möglichkeiten. Des Weiteren beinhaltet das Werkzeug Module zur Zeitwirtschaft (MTM) und für Ergonomieanalyse.

Peakboard (Peakboard): Peakboard soll im Produktionsnetzwerk Fallenbrunnen die Produktionsfortschritte und Auslastungen in Echtzeit visualisieren. Neben dem Anwendungsfall „Andon Board“ soll Peakboard zur Visualisierung von KPI’s für das Shopfloor Managment dienen. 

Robot Operating System:  Robot Operating System ist ein open source Framework für den Informationsaustausch in autonomen Automatisierungssystemen. Für die DHBW in Friedrichshafen ist es die Basis um Roboteranwendungen zu vernetzen und Kommunikation in Echtzeit zu realisieren.

Mikado (Optonic): Mikado ist eine Bin Picking Software von Optonic. Die Studierenden und Forschenden nutzen die Software um mit unserem UR Roboter das Bin Picking im Rahmen von Forschungsprojekte weiterzuentwickeln.

 

  

Forschung

Forschungskompetenz

Das ZDP legt seinen Forschungsschwerpunkt auf Organisation und Steuerung von Produktionssystemen. In diesem Zusammenhang möchte das ZDP mit Hilfe neuer Technologie praxisnahe Lösungen für reale Problemstellungen, um steigende Komplexitäten mit höheren Varianten in der Serienproduktion und über die gesamte Supply Chain zu erforschen und zu realisieren. Zudem kann das ZDP starke Kompetenzen im Themenfeld Robotik und der Bildverarbeitung aufweisen.

Produktionsnetzwerk Fallenbrunnen

Vision

Mit dem Produktionsnetzwerk Fallenbrunnen möchte das ZDP für seine Forschungstätigkeiten einen strategischen Mittelpunkt bilden. An diesem sollen sinnvolle und sich ergänzende wie auch unterstützende Forschungsaktivitäten unternommen und Synergien geschaffen werden.

Idee

Das Produktionsnetzwerk am Campus Fallenbrunnen soll eine reale Wertschöpfungskette mit vernetzten, adaptiven und selbstlernenden Systemen abbilden können. Gemeinsam mit der bestehenden Lernfabrik des IWT entsteht somit ein einzigartiges Produktionsnetzwerk. In dem Netzwerk soll ein „Smart Product“ in hoher Variantenvielfalt gefertigt und im Sinne der Kreislaufwirtschaft wieder zurückgeführt werden. Mit dem Produktionsnetzwerk wird die Grundlage für eine zielgerichtete, praxisorientierte Forschung und Lehre in den Bereichen Digitaler Zwilling, KI in der Produktion, Mensch-Maschine-Interaktion, Produktionsplattformen sowie Kreislaufwirtschaft ermöglicht. Die Forschungsvorhaben der KI- und Produktionsexperten des Campus Fallenbrunnen sollen sich durch das Einbeziehen der regionalen KMU stets an den aktuellen Bedürfnissen der Industrie orientieren.

Konzept

Über ein mit Sensoren ausgestattetes Bandsystem soll das Produkt seine vier Stationen zur richtigen Zeit mit der richtigen Variante anfahren. Zu Beginn des Bandsystems wird mit Hilfe eines QR-Readers die benötigte Variante ins System eingelastet und das Produkt von dem definierten Bereitstellungsort mittels eines kollaborativen Roboters auf den Werkstückträger auf das Bandsystem gegeben. An der Station 2 werden Bolzen für die jeweilige Variante mittels Bin Picking kommissioniert und auf den Werkstückträger gegeben. Die dritte Station ist ein manueller Handarbeitsplatz. Dieser ist ergonomisch ideal ausgerichtet und beinhaltet eine entkoppelte Vormontage wie auch die finale Montage des Vorprodukts vor der Endprüfung im PTZ. Geführt wird der Werker durch ein hochmodernes Werkerassistenzsystem. Zum Ende des Bandes kommt die Endprüfung und die Übergabe auf das Transportsystem. Mit dem Transportsystem wird das Produkt über den Campus zur Lernfabrik geliefert, wo dann nach einer kurzen manuellen Montagetätigkeit die Endmontage mit einer automatisierten Schraubstation stattfindet. Diese Endmontage wird über einen weiteren Endprüfstand auf Richtigkeit geprüft, ehe das Produkt eingelagert und anschließend wieder für die Demontage bereitgestellt wird. Die Demontage erfolgt im selben Kreislauf wie die Montage.  

Das beschriebene Konzept bietet sowohl dem Campus wie auch der regionalen Industrie einen hochinteressanten Use Case, in diesem gemeinsam spannende Industrie 4.0-Technologiethemen gelehrt, erforscht und umgesetzt werden können.

Umsetzung

Das Großprojekt am Campus Fallenbrunnen, welches im Oktober 2022 gestartet ist, wird aktuell von einem Projektteam aus 23 Studierenden, vier Professoren, vier Laboringenieuren, drei wissenschaftlichen Mitarbeitern sowie drei Doktoranden in 12 Teilprojekten in zwei Phasen umgesetzt.

Das Projekt wird mit agilen wie auch klassischen Methoden im Mix geführt und hat einen definierten Start of Production (SOP) im Juli 2023.

Partner

Status

Die Layoutplanungen sowie der Aufbau eines Bandumlaufsystems sind bereits erfolgt. Die einzelnen Stationen im PTZ wurden hardwareseitig an das Bandumlaufsystem angedockt und fehlende Komponenten, wie Sensorik und Verkabelung beschafft. In der zweiten Phase werden die Vernetzung der Anlage sowie erste Datenauswertungen realisiert. Anschließend erfolgt die Inbetriebnahme des Systems.

Expert*innenteam

Am Zentrum für Digitalisierung in Produktion und Produktentwicklung (ZDP) arbeiten die nachfolgenden Expert*innen zusammen:

Ansprechpersonen

Die Mitarbeiter*innen des ZDP stehen als Ansprechpersonen zur Verfügung – per E-Mail oder per Telefon.

Fallenbrunnen 14, 88045 Friedrichshafen

Telefon
+49.7541.2077.152
Fax
+49.7541.2077.199
E-Mail
buckel@dhbw-ravensburg.de

Fallenbrunnen 14, 88045 Friedrichshafen

Telefon
+49.7541.2077.151
Fax
+49.7541.2077.199
E-Mail
cai.w@dhbw-ravensburg.de

Fallenbrunnen 2, Raum E013, 88045 Friedrichshafen

Telefon
+49.7541.2077.524
Fax
+49.7541.2077.199
E-Mail
dietmueller@dhbw-ravensburg.de
Thomas Dietmüller

Fallenbrunnen 1, Raum H017, 88045 Friedrichshafen

Telefon
+49.7541.2077.213
Fax
+49.7541.2077.199
E-Mail
kever@dhbw-ravensburg.de
Thorsten Kever

Fallenbrunnen 2, Raum H323c, 88045 Friedrichshafen

Telefon
+49.7541.2077.253
Fax
+49.7541.2077.199
E-Mail
sauter@dhbw-ravensburg.de
Stephan Sauter

Fallenbrunnen 2, Raum H328, 88045 Friedrichshafen

Telefon
+49.7541.2077.254
Fax
+49.7541.2077.199
E-Mail
seemann@dhbw-ravensburg.de