Simulationen in der Industrie

Informatik. Ein neues CD-Labor hat „intelligente Produktion“im Fokus, die Echtzeitdaten aus Sensoren in Industriehallen sinnvoll nutzen kann.

Ein Industrieroboter muss wissen, wie dick eine Stahlplatte ist, die er für eine Autotür verschweißen muss. Optisch kann man die Dicke nicht auf den Hundertstel Millimeter genau messen. Wenn er sich verschätzt, wird die Schweißnaht nicht gut genug, das führt zu Ausschussware. Forscher der TU Wien entwickeln u. a. eine Berechnungsmethode, die die Dicke der Stahlplatte daran erkennt, wie viel Energie der Roboter beim Heben und Bewegen verbraucht. So kann die Dicke in Echtzeit erkannt werden – die Schweißnaht hält. Das ist ein Beispiel für „intelligente Produktion“, wie sie in Zeiten von Industrie 4.0 immer häufiger wird.

Je mehr Sensoren und Software in einer Produktionshalle aktiv sind, umso mehr Daten erzeugen diese. Die große Datenmenge fließt wiederum direkt in Modelle ein, die den Ablauf überwachen, anpassen und sicherer machen. Darauf spezialisiert sich das neue Christian-Doppler-(CD)-Labor für modellintegrierte intelligente Produktion, geleitet von Manuel Wimmer, Business Informatics Group der TU Wien. „Modelle werden für immer mehr Prozesse verwendet: sei es für die Planung einer Produktionsanlage oder die Kalibrierung, wenn eine Komponente, etwa ein Industrieroboter, gewechselt werden muss“, sagt Wimmer. Sein Team wird sich auf Modelle und Simulationen konzentrieren, die den Ablauf in einer Produktionshalle live mitbestimmen, wie das Eingangsbeispiel darlegt.

Auch „digitale Zwillinge“sind ein Fokus, also das virtuelle Abbild einer Produktionsanlage, in dem Defekte und Verbesserungsmöglichkeiten einfacher gefunden werden als in der echten Halle.

Anwendung in Flugzeug- und Autobau

„Durch das Internet der Dinge und andere Sensornetzwerke werden ständig riesige Datenmengen produziert, die man mit Methoden aus dem Bereich Data Science auswerten und intelligent nutzen kann, um Herstellungsprozesse zu verbessern und Ausschussware zu verringern“, erklärt er.

Gemeinsam mit den Firmenpartnern LieberLieber Software aus Wien und Certicon aus Prag soll die wissenschaftliche Grundlagenforschung in konkrete Prototypen umgesetzt werden. Die ersten Testreihen finden bei Berechnungen im Flugzeugbau statt und in der Automobilindustrie. „Wenn es hohe Sicherheitsanforderungen gibt, sind Simulationen besonders gefragt, um Zustände zu überprüfen, die man nie erreichen will, und solche, die man stets erreichen muss“, sagt Wimmer. (vers)