In Industrie 4.0-Szenarien geht es vor allem um die zuverlässige und vernetzte Datenübertragung in der Mensch-Maschine oder Maschine-zu-Maschine-Kommunikation. Ein Trend den die meisten produzierenden Unternehmen hierbei aufgreifen, ist die zunehmende Individualisierung der Produktion. Denn für die individualisierten Produktionsprozesse bis zur Losgröße Eins müssen zum Beispiel Fertigungs- und Zusatzteile in ausreichender Menge und zur richtigen Zeit an der richtigen Stelle der Montage zur Verfügung stehen. Gerade in komplexen Arbeitsprozessen der Montage ist eine Vielzahl an Informationen über die Werkstücke ebenso wie deren Einbauinformation zusammen mit weiteren Prozess- und Produktdaten notwendig.

Am Beispiel eines Forschungsprojektes zur Digitalisierung der industriellen Produktion mit SIEMENS, zeigt das Fraunhofer IIS so genannte intelligente Objekte die den Produktionsprozess durch dezentrale Entscheidungsfindung steuern und kontrollieren können. Hierbei werden Werkstücke mit elektronischen Tags, welche Kommunikations- und Ortungsfunktionalitäten besitzen, ausgestattet. Diese werden damit zu intelligenten Werkstücken (sogenannten Smart Objects, also Intelligente Objekte), die in ein Kommunikationsnetz eingebunden sind. »Der Tag kann ein zu fertigendes Produkt durch den gesamten Produktionsprozess begleiten. Anhand der mitgeführten individuellen Produktdaten und der gewonnenen Kontextinformationen durch Lokalisierung und Sensoren kann dann das intelligente Werkstück eigenständig Prozessschritte erkennen, protokollieren und die Produktion für geringe Losgröße steuern«, erläutert Bernd Wacker, bei Principal Key Expert bei SIEMENS Large Drives.

Im Produktionseinsatz bedeutet dies beispielsweise, dass bereits beim Start der Produktion Prozess- und Auftragsdaten auf dem elektronischen Tag hinterlegt werden. Dieser Tag wird direkt auf dem Werkstück angebracht. Über die Lokalisierung erkennt es die Einfahrt in die einzelnen Fertigungszellen, nimmt mit den dort verfügbaren Werkzeugen wie beispielsweise Schraubern und Systemen Verbindung auf und tauscht Daten wie zum Beispiel Produktionsinformationen aus.

So kann das intelligente Werkstück den Werker direkt unterstützen, indem ihm signalisiert wird, welche Komponenten und Kleinteile zu montieren sind. Die Signalisierung erfolgt durch ein Pick-by-local-Light-System, welches ebenfalls vom intelligenten Werkstück direkt angesteuert werden kann. Die dazu notwendigen Stücklisten sind auf dem Tag vorhanden.

Weiterhin kann das intelligente Werkstück einen Arbeitsauftrag auf einen intelligenten Schrauber übermitteln. Der intelligente Schrauber überwacht anschließend die Arbeitsschritte des Auftrages und teilt sowohl dem Werker, als auch dem elektronischen Tag den Stand der Auftragserfüllung sowie verschiedene Qualitätsinformationen mit. Wurden alle Verschraubungen korrekt ausgeführt, ist der Arbeitsschritt abgeschlossen.

Im Projekt R2D Road to Digital Production, ein Förderprojekt im Rahmen der Initiative Bayern Digital des Bayerischen Wirtschaftsministeriums werden diese und weitere Technologien unter Leitung der Siemens AG und in Partnerschaft mit dem Fraunhofer IIS, Fraunhofer SCS und den Unternehmen iTiZZiMO und KINEXON entwickelt und im Test- und Anwendungszentrum L.I.N.K. des Fraunhofer IIS in Nürnberg unter realen Praxisbedingungen getestet.

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