Der Kundenruf nach individuelleren Produkten fließt in die I4.0-Anforderungen nach modularen, verteilten, dezentral organisierenden Produktionssystemen ein.
Dafür erhalten Maschinen und Produkte digitale Zwillinge, die einen flexiblen Produktionsablauf ermöglichen. Die Verwaltungsschale ist das Umsetzungskonzept der deutschen Initiative „Plattform Industrie 4.0“.
Der Demonstrator des Projektes VWS vernetzt zeigt, wie mit Hilfe der Verwaltungsschalen die Industrie 4.0-Visionen umgesetzt werden können.
Der Demonstrator besteht aus drei Arbeitsstationen, einem Transportroboter und einem Produkt.
In den klassischen Produktionssystemen übernimmt eine zentrale Einheit die Produktionsplanungs- und Steuerungsaufgaben. Die Produktionsabläufe sind statisch und können nur langsam auf Problemfälle reagieren.
Für den Anwendungsfall „Auftragsgesteuerte Produktion“ agiert die Verwaltungsschale als autonome Softwarekomponente. Sie ergänzt die Betriebsmittel um Entscheidungsfähigkeiten und hat eine Autonomie.
Basierend darauf können die Funktionalitäten der zentralen Steuerung dezentral durch Interaktion der autonomen Verwaltungsschale ersetzt werden.
Die Arbeitsstationen, Transportroboter und die Produkte des Demonstrators werden mit eigenen proaktiven Verwaltungsschalen ausgestattet.
In selbstorganisierender Produktion geht die Initiative vom zu fertigenden Produkt aus.
Die Verwaltungsschale des Produktes kennt seine Fertigungsschritte und sucht nach Maschinen, die dementsprechende Produktionsschritte mit vorgegebenen Parametern, zu einem definierten Zeitpunkt und in einer bestimmten Preisspanne ausführen.
Die Zuordnung von Produktionsressourcen zu einem Auftrag erfolgt also nicht durch eine zentrale Steuerung. Die nächste Bearbeitungsstation wird im Dialog zwischen den Werkstücken und Bearbeitungsmaschinen ausgewählt.
Das Produkt initiiert das Ausschreibungsverfahren und sucht einen Dienstleister mit der Fähigkeit “Bohren” und den erforderlichen Parametern.
Ist der Dienstleister gefunden, wird der Transport zu der ausgewählten Bearbeitungsmaschine wieder per Ausschreibung organisiert.
Das Transportsystem informiert das Produkt über die erfolgreiche Ankunft an der Bohrmaschine. Der Arbeitsschritt Bohren kann ablaufen und wird nach erfolgreichem Ende wieder dem Produkt angezeigt. Danach erfolgt nach gleichem Ablauf der nächste Arbeitsschritt. Die Konzepte entfalten ihr volles Potential über Firmengrenzen hinweg.
Demonstratoren verschiedener Firmen und Forschungseinrichtungen vernetzen sich im Rahmen des VWS vernetzt-Projektes. Interoperabilität und Validierung des Konzepts werden damit ermöglicht.
