Arbeitsplatz der Zukunft: Neue Lehr- und Forschungsanlage „Engineerium“ eröffnet
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Industrie 4.0: Modulare Fertigungsanlage untersucht Flexibilität in der industriellen Produktion
Die Fakultät für Technik der Hochschule Pforzheim eröffnet eine neue Lehr- und Forschungsanlage: Ausgestattet mit Hochleistungsrechnern und einer modularen Fertigungsanlage soll das „Engineerium“ die Zukunft der Automatisierungsplanung erforschen und die Entwicklung innovativer Engineering-Methoden im Kontext der Industrie 4.0 durch neue Methoden der Softwarearchitektur, Kommunikationsnetzwerke und Informationsmodelle (be-)greifbar machen. Das neue Raumangebot am Hochschulstandort Östliche Karl-Friedrich-Straße 24 in der Pforzheimer Innenstadt richtet sich an Studierende, Industrie- und Forschungspartner. Das Vorhaben des gegenseitigen Wissens- und Technologietransfers, unter Leitung von Professor Dr.-Ing. Rainer Drath, wurde im Rahmen des „Struktur- und Innovationsfonds für die Forschung (SI-BW)“ des Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg gefördert.
„Das Engineerium erleichtert die Vermittlung von Lösungskonzepten der Digitalisierung im Rahmen der Lehre und in Diskussion mit Industrie- und Projektpartnern erheblich“, so Rainer Drath. Im Fokus der Forschung steht eine der Kern-Herausforderungen der Industrie: die Wandelbarkeit in Produktionssystemen. „Aktuell existiert keine vergleichbare Forschungsanlage, die die Beherrschbarkeit des ganzheitlichen mechatronischen Engineerings (Mechanik, Elektrik, Informatik) strukturvariabler und wandelbarer Systeme in einer heterogenen Modullandschaft adressiert“, so der Experte für mechatronische Systementwicklung. Für insgesamt 4,5 Jahre wird auch das Bundesministerium für Bildung und Forschung die Arbeiten im Engineerium zusätzlich mit ca. 1 Million Euro unterstützen – „so können wir die Forschungsarbeiten ab dem ersten Oktober 2020 mit einem Forschungsteam intensiv beginnen.“
Ein Ziel von Industrie 4.0 besteht in der Einführung von Flexibilität in der industriellen Produktion. Strukturvariable Anlagen, deren Maschinen mehr oder minder selbstständig zusammenarbeiten, sind heute zwar technisch möglich, praxistaugliche standardisierte Lösungen müssen jedoch noch erforscht und umgesetzt werden. Im Engineerium, so Rainer Drath, würden Maschinen und Module auf neue Weise automatisiert und mittels Informationsmodellen variabel verknüpft. Jede Maschine wird umfangreich beschrieben und somit von außen erkundbar. Die Orchestrierung der Maschinen erfolgt durch ein übergeordnetes Manufacturing Execution System. Forschungsziel ist die Entwicklung eines tragfähigen Plug-and-Produce-Gesamtkonzeptes – eines Baukastensystems für reale und virtuelle Maschinen und Produktionsanlagen, in dem Module unterschiedlicher Hersteller problemlos ausgetauscht, erweitert oder entfernt werden können – und dessen abschließender Transfer in die Wirtschaft. Die neuartige Engineering-Methodik soll die Orchestrierung der Module in jedem Versuch neu generieren und optimieren. Durch Neukombination und Verschaltung von realen (bereits vorhandenen) und virtuellen (simulativ vorgedachten) Modulen lassen sich so immer wieder neue Fertigungsanlagen erstellen. Durch Kombinatorik der verfügbaren Module ermöglicht das Pforzheimer Forschungskonzept die Errichtung von 1000 Anlagen in einem einzigen Labor. „Wir wollen insbesondere erreichen, dass unterschiedliche Module unterschiedlicher Hersteller im gemeinsamen Kontext interagieren können“, so Pascal Habiger, Doktorand und wissenschaftlicher Mitarbeiter der Hochschule Pforzheim.
Studierende der Pforzheimer Fakultät für Technik werden im Engineerium durch Projekt-, Bachelor-, Master- und Forschungsarbeiten im fachlichen Kontext der mechatronischen Systementwicklung ihren Beitrag zum Forschungsvorhaben leisten. Ergänzt werden sollen diese durch Industriekooperationen, insbesondere mit kleinen und mittelständischen Unternehmen der Region.