I4Production

Die Vision einer resilienten Fabrik

...durch Wissens- und Assistenzsysteme.

Bild des I4Production-Demonstrators in der ARENA2036
Ihre Ansprechpartnerin

Prof. Dr.-Ing., Prof. e.h., MBA Carmen Constantinescu

Fraunhofer-Institut für Arbeitswissenschaft und Organisation

Scientific Lead von I4Production

I4Production

Gestalten einer resilienten Fabrik

I4Produktion zielt darauf ab, die Vision der resilienten Fabrik durch Wissens- und Assistenzsysteme für die intelligente Entscheidungsfindung zu verwirklichen. Die resiliente Fabrik ist der nächste Schritt in der Entwicklung der Produktion, in der die Fabrik stets mit optimaler Auslastung und Kapazität arbeitet.

Implementierung eines Kognitiven Digitalen Zwillings auf dem Weg zur Resilienten Produktion

Das übergeordnete Ziel von I4Production ist die nahtlose Verbindung zwischen Menschen und digitalen Systemen in der Fabrik der Zukunft, sowie die Synchronisation der digitalen mit der realen Welt in Echtzeit anhand folgender Entwicklungen:

  • Menschen als universelle Sensoren;
  • Intelligente, kooperative und autonome Vernetzung zwischen Menschen und/oder Produktionssystemen;
  • Die Verbindung zwischen Menschen und digitalen Zwillingen, um Erfahrungen ohne Grenzen auszutauschen.

Leitgedanke von I4Production

Der Leitgedanke von I4Produktion ist eine Produktionshalle, die mit skalierbaren Netzwerken aus technischen Sensoren bestückt ist und die von 3D-Laser-Scannern top-down und bottom-up auf primären Fabrikobjekten (Prozesse, Menschen, Maschinen, Werkzeuge, Teile usw.) überwacht wird, sowie eine Umgebung von kognitiven digitalen Zwillingen, die von nutzungsbezogenen Anwendungen aus dem Fabrikumfeld gemeinsam genutzt und abgefragt werden. Alle diese Anwendungen sind flexibel in die IoT-basierte Infrastruktur integriert und werden für die Echtzeitüberwachung der relevanten Prozesse demonstriert.

Proaktive Produktion

Die Echtzeitüberwachung der Produktionsleistung und das Verständnis ihres Kontextes ermöglichen einen entscheidenden Paradigmenwechsel im Fabrikbetrieb von bedarfsabhängigen Anforderungen und reaktiven Entscheidungsfindungen hin zu Anpassungsfähigkeit, bewusstem Materialfluss und der Fluidität von Ressourcen: zur proaktiven Produktion. Dieses neue Paradigma für die Produktion wird durch die Einbindung der leistungsfähigen IoT-Technologien erreicht.

Das übergeordnete Ziel von I4Produktion ist es, eine resiliente Produktion zu erreichen. I4Produktion konzentriert sich dabei auf wissenschaftlich-technische Ziele, genauer: Die Entwicklung und Charakterisierung von kognitiven Digitalen Zwillingen in der Fabrik. Die Lösung ist ein lernendes Kontextassistenzsystem für die resiliente Produktion und kontinuierlich integrierte Rückkopplungsschleifen auf Produkt- und Produktionsebene.

Die Entwicklung dieser Ergebnisse steht im Fokus des Projektes:

  • Eine virtuelle Engineering-Umgebung für die resiliente Produktion
  • Systemfähiges, lernendes Assistenzsystem für die resiliente Produktion
  • Prototypen und drei validierte Demonstratoren
  • Wirtschaftlichkeit, Produktionskonzepte, -strategien und -szenarien der Zukunft
  • Einführungsstrategien und Anwendungsszenarien der resilienten Produktion

Ein wichtiges Fokusziel ist außerdem die Förderung der intensiven Zusammenarbeit in den Bereichen Forschung und Lehre im internationalen Projektverbund:
Die Projekte in Deutschland (I4Production und DIREKT) kooperieren mit dem Global Innovation Linkage-Projekt der Swineburne University in Australien. Besonders im Bereich der umfassenden Digitalisierung und Optimierung technischer Prozesse in Richtung Produktionssicherheit durch den Einsatz modernster Digitalisierungs- und IoT-Technologien soll hier ein intensiver Austausch gefördert werden.