Lernfabrik: Worauf man beim Planen einer Fertigungsanlage achten sollte

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Lernfabrik: Worauf man beim Planen einer Fertigungsanlage achten sollte

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Mit dem Industriemodell einer Lernfabrik ist vertieftendes Verstehen und Simulieren an einem realistischen Produktionsabbild möglich.
Lernfabrik

Quelle: Fischer

  • Durchlaufzeiten, Wartung, Materialfluss, Vernetzung, Industrie 4.0: Es sind komplexe Vorgänge, die bei der Planung einer modernen Fertigungsanlage berücksichtigt werden müssen.
  • Fischertechnik hat ein Modell entwickelt, mit dem sich solche Vorgänge realitätsgetreu abbilden lassen: Die Lernfabrik 4.0 24 V.
  • Die Anbindung an eine SPS-Steuerung und die digitale Abbildung sämtlicher Prozesse über Sensoren und in der Cloud sollen aus dem Modell eine Fabrik der Zukunft machen.

Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) sind aus einer zukunftsorientierten Fertigung nicht mehr wegzudenken. Sie ermöglichen die ständige Anpassung an neue Gegebenheiten, sichern die Leistungsfähigkeit und reduzieren die Störanfälligkeit der Anlage. Beim Aufbau einer smarten Fabrik besteht die größte Herausforderung darin, Maschinen intelligent zu vernetzen, um Daten effizient auslesen und nutzen zu können. Mit dem Industriemodell der Lernfabrik von Fischertechnik ist vertiefendes Lernen und Simulieren an einem realistischen Produktionsabbild möglich. Physische und digitale Prozessabläufe können gleichermaßen in Echtzeit nachgebildet werden.

Sinnvoll einsetzen lässt sich die Lernfabrik 4.0 gleich in mehreren Anwendungen:

  • Im Betrieb zum Erlernen der SPS-Programmierung und -Steuerung.
  • an Hochschulen und Universitäten zur Forschung und Lehre digitaler Prozessthemen.
  • in IT-Unternehmen und -Abteilungen zum Simulieren neuer Technologien wie Sprachsteuerung, Augmented Reality, Virtual Reality, Künstlicher Intelligenz oder Machine Learning.
  • als Demonstratoren-Modell für Messen und Veranstaltungen, um Industrie 4.0 haptisch und anschaulich zu vermitteln.

Das knapp ein Quadratmeter große Modell besteht aus einer Produktionsanlage mit verschiedenen Fertigungsschritten, die über ein Transportband miteinander verbunden sind. Der integrierte Umweltsensor meldet Werte zu Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und Luftqualität. Eine Kamera erfasst die gesamte Anlage.

Die Fischertechnik Lernfabrik 4.0 24 V bietet die Möglichkeit der Anbindung an eine SPS-Steuerung. Bildquelle: Fischer

Lernfabrik an die eigene Cloud anbinden

Die einzelnen Werkstücke durchlaufen verschiedene Fertigungsschritte und werden per NFC (Near Field Communication) getrackt und die Daten per RFID-Reader ausgelesen. Die Integration eines Raspberry PI sowie Node-RED ermöglichen die Rückverfolgung und Sichtbarkeit des aktuellen Status der Werkstücke im Bearbeitungsprozess. Es ist auch möglich, die Lernfabrik 4.0 an eine eigene Cloud anzubinden, was die Anwendungsmöglichkeiten zusätzlich maximiert.

Die in der Lernfabrik 4.0 enthaltenen Dashboards ermöglichen die Darstellung von Plattformen in drei unterschiedlichen Perspektiven: Kundensicht, Lieferantensicht und Produktionssicht. In der Kundensicht ist eine Webshop-Oberfläche mit Warenkorb abgebildet, auf der man ein Werkstück bestellen und den aktuellen Status der Bestellung im Warenkorb verfolgen kann. Dieser Verlauf wird auf der Oberfläche für den Kunden angezeigt,  sodass dieser über den Status seiner Bestellung informiert ist. In der Lieferantensicht wird der Vorgang zur Bestellung der Rohware dargestellt und visualisiert. In der Produktionssicht können der Fabrikstatus, der Produktionsprozess, der Lagerbestand, der NFC/RFID-Reader sowie die Sensorwerte abgefragt werden.

Die intelligente Lernfabrik 4.0 24 V ist ab Ende Juli lieferbar und „Made in Germany“. Sie ist die zweite Generation der digitalisierten Lernfabriken von Fischertechnik. Der Spielwarenhersteller ist neben seinen Konstruktionsbaukästen seit vielen Jahren auch im Segment „Ausbildung und Industrie“ mit Simulationsanlagen erfolgreich unterwegs.

Zu den Funktionen des Modells gehören:

  • NFC/RFID
  • Fernüberwachung über Kamera
  • sensorische Anwendungen
  • integrierte Cloud-Anbindung mit Dashboard
  • Steuerung über smarte Geräte
  • eigene Cloud und Dashboard integrierbar
  • Raspberry PI 4 mit Node-RED Schnittstelle
  • Kommunikation via OPC/UA und MQTT
  • inklusive fertig geschriebenes SPS-Programm als ST

Bild oben: Mit der Fischertechnik Lernfabrik 4.0 24 V lassen sich reale und digitale Prozesse einer intelligenten Fabrik realitätsgetreu simulieren.

Weiterführende Informationen sind hier zu finden.

Erfahren Sie hier mehr über Produktionsplanung und wie nach dem Shut-down der Neustart gelingt.

Lesen Sie auch: „Mit Robotersimulation in der Cloud Automatisierungslösungen planen“

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