Die Realisierung der «intelligenten Fabrik» (Smart factory) ist eine Zukunftsperspektive von Industrie 4.0. In der Vision einer «intelligenten Fabrik» organisiert und optimiert sich die Fertigung weitgehend selbständig. Die Fertigungsprozesse sind hochflexibel und ermöglichen die Berücksichtigung individueller Kundenwünsche bis hin zur Stückzahl 1. Voraussetzung für die flexible Fertigung ist die Vernetzung aller in den Fertigungsprozess eingebundenen Systeme: Produktionsmaschinen, Roboter, Messgeräte, Logistik- und Informatiksysteme, usw. Die einfache und sichere Datenkommunikation zwischen Maschinen und Geräten verschiedenster Hersteller ist dabei eine zentrale Herausforderung und erfordert die Definition neuartiger, international standardisierter Schnittstellen und Kommunikationsprotokolle. Die einzelnen Teilsysteme der Fertigungsanlage sind als cyber-physikalische Systeme ausgebildet und kommunizieren miteinander über das Internet der Dinge. Das herzustellende Produkt ist von Beginn an mit einem maschinell lesbaren Code ausgestattet und kommuniziert während des Fertigungsprozesses laufend mit der Fertigungsanlage.
Konsistente Datenmodelle für verteilte Produktion
Im EU-Projekt MARS (13 Partner, 2023-2026) werden konsistente Datenmodelle entwickelt, welche Werkstücke durch den ganzen Fertigungsprozess und bei Bedarf auch unternehmensübergreifend begleiten. Qualitätsnachweise oder Aspekte wie die Nachverfolgbarkeit können durch externe Dienstleister oder Behörden aus dem Daten generiert werden, unter gezieltem Zugriff auf die relevanten Daten. Ebenso können Fertigungsprozesse optimiert und auf andere Maschinen transferiert werden, wobei der Datenzugriff selektiv erfolgt und keine unerwünschten Rückschlüsse auf betriebsinterne Informationen von externen Partnern erlaubt. Die verteilte, fraktale Fertigung ist resilienter gegenüber Störungen und erlaubt eine verbesserte Nachhaltigkeit.
Datenflüsse und Stakeholder in einer verteilten, fraktalen Fertigung