Aufbau der Lernfabrik
Technologieschema
Die Lernfabrik Industrie 4.0 besteht aus vier einzelnen Zellen. Jede Zelle ist eine eigene Maschine. Die Zellen sind konzeptionell
identisch aufgebaut, sodass eine Änderung der Reihenfolge, oder ein Einzelbetrieb ohne Betrachtung des Prozesses, möglich
ist. So können die Zellen getrennt oder im Verbund arbeiten.
Die Lernfabrik Industrie 4.0 soll die individuelle Konfiguration eines Produktes (Legoauto) in Losgröße 1 produzieren. Der
Kunde hat die Möglichkeit sein Produkt über ein Webinterface des Herstellers zu konfigurieren (Farbe von Rädern, Chassis und
Motorhaube) und in Bestellung zu geben. Aus dieser Bestellung wird ein Auftrag generiert der in der Datenbank erfasst wird. Außerdem
bekommt der Kunde eine Auftragsbestätigung an seine E-Mail-Adresse gesendet.
Sobald ein neuer Auftrag zur Verfügung steht und die Lernfabrik bereit ist, startet die Produktion. Zelle 1 bekommt die Information,
dass ein neuer Auftrag vorhanden ist und erhält alle wichtigen Auftragsdaten, die für den Produktionsschritt notwendig sind. Hat
die Zelle 1 ihren Produktionsschritt abgeschlossen, werden alle relevanten Produktionsdaten in die Datenbank geschrieben. Dabei werden
diese Daten dem Produkt und dem Auftrag zugeordnet. Der Werkstückträger (im Folgenden mit WT abgekürzt) mit dem Produkt wird
anschließend weiter in die nächste Zelle befördert. Die Zelle 2 besorgt sich nun, mit Hilfe der WT-Nummer, ebenso alle
relevanten Daten für den Produktionsschritt. Anschließend werden wiederum die angefallenen Produktionsdaten an die Datenbank
zurückgemeldet. Analog geschieht dasselbe Prinzip für den letzten Produktionsschritt in Zelle 3. Abschließend findet in
Zelle 4 die Endkontrolle mittels Bildverarbeitungssensorik statt.
Ist die Produktion abgeschlossen, wird ein Lieferschein / eine Rechnung generiert und an den Kunden per Mail zugesendet.
Über den Konfigurator (Webinterface) sind folgende Konfigurationen des Produktes möglich:
Farbe des Chassis: rot, blau oder schwarz
Farbe der Motorhaube: rot, blau oder schwarz
Farbe der Felgen: Gelb, Blau, Weiß (grau)
Hardwarekomponenten
Jede Zelle bearbeitet einen Produktionsschritt, dabei finden in jeder Zelle folgende Lernfabrikelemente ihren Einsatz:
- Werkzeugträger-Transfer-System der Fa. Zeltwanger
- SPS S7-1516 der Fa. Siemens
- HMI KTP700 der Fa. Siemens
Des Weiteren beinhalten die einzelnen Zellen weiter folgende Elemente:
Zelle 1: Sechs-Achs-Roboter (Mitsubishi Electric RV-2F-1D1-S15)
Zelle 2: XYZ-Handling mit elektrischen Achsen (Eigenbau)
Zelle 3: SCARA-Roboter (Mitsubishi Electric RH-3FH-D)
Zelle 4: XYZ-Handlingssystem mit pneumatischen Achsen (Eigenbau), Cognex In-Sight 2000-130C Bildverarbeitungssensoren
Verwendete Software
Ein Industrie-PC (IPC) simuliert das Leitsystem (MES) der Lernfabrik. Auf diesem PC ist das Datenbankmanagementsystem (DBMS) MySql 5.6, zur Verwaltung von Produktions- und Auftragsdaten, installiert. Desweiteren, wird über einen installierten Apache Webserver das Webinterface im angeschlossenen lokalen Netzwerk publiziert. Dadurch kann der Konfigurator von jedem Computer oder mobilen Endgerät, unter Eingabe der IP-Adresse des Panel-PCs in einem Webbrowser, aufgerufen werden.