Das Leuchtturmprojekt 2016
Erstmalig rief der New Automation e.V. öffentlich zur Einreichung von Projektideen für das Leuchtturmprojekt auf. Dieses sollte ein durch Kreativität und technische Umsetzung sowie die Integration von Technologien aller Mitgliedsunternehmen herausragendes Unterrichtsprojekt sein.
Insgesamt wurden 13 Projektideen eingereicht. Den Zuschlag und die damit verbundene Förderung hat die Berufsbildende Schule 2 Wolfsburg mit ihrer Idee einer miniaturisierten Industrie 4.0 Anlage erhalten.
Wie lassen sich die komplexen Zusammenhänge innerhalb der vierten industriellen Revolution am besten für Menschen am Start ihres beruflichen Lebens greifbar machen?
Wie kann es gelingen, dass Auszubildende in ihrer Ausbildung die Anforderungen, die eine Vernetzung aller Produktions-, Montage-, Liefer- und Serviceprozesse mit sich bringen, verstehen?
M&M-Industrie 4.0-Abfüllanlage
Die M&M-Abfüllanlage ist ein Praxisprojekt mit Auszubildenden von Volkswagen sowie mit Studierenden der Technikerschule der Berufsbildenden Schule 2 Wolfsburg. Mit Hilfe der Mitgliedsunternehmen des New Automation e.V. wurde eine Anordnung entwickelt, die alle Technologien aber auch Aspekte der Datensicherheit integriert, die im Themenkontext Industrie 4.0 gebündelt sind.
Dabei ist die technische Dokumentation der Anlage so aufgebaut, dass diese an andere Bildungseinrichtungen weitergegeben und genutzt werden kann. Die M&M-Abfüllanlage lässt sich in verschiedene Prozessschritte unterteilen.
Gestartet wird der Fertigungsauftrag per Smartphone-App oder per Browser, wahlweise kann dies aber auch über eine Sprachsteuerung mit Texterkennung erfolgen.
Zunächst wird ein offenes Behältnis aus einem Dosenmagazin bereitgestellt, welches im zweiten Schritt mit M&Ms befüllt wird. Sollte der Füllstand des Dosenmagazins oder des M&M-Spenders zu gering sein, wird dies von zwei Ultraschallsensoren erfasst und dem verantwortlichen Anlagenführer gemeldet.
Die Stückzahl der M&Ms in der Dose wird über einen Pepperl & Fuchs-Sensor, der nach dem Prinzip eines Reflexlichttasters arbeitet, beim Befüllen erfasst. Ist die Dose befüllt, wird diese über ein Förderband weiter zur nächsten Station transportiert, wo ein Deckel über einen Greifarm per Unterdruckansaugung passgenau auf die Dose aufgesetzt wird.
Ist der Deckel erfolgreich auf der Dose platziert, transportiert das Förderband die Dose weiter. Während des Transportes druckt ein Bluhm Systems Printer einen eigens für die Dose generierten QR-Code auf den Deckel der Dose. Wenn alle Arbeitsschritte erledigt sind, ist der Produktionsvorgang abgeschlossen.
Um Auszubildenden und Studierenden einen Überblick über die Anforderungen von Industrie 4.0 zu vermitteln, sind in der Anlage verschiedene Industrie 4.0-Technologien integriert. Einen wichtigen Baustein stellt dabei der Raspberry Pi 2 dar. Dieser ist mit der SPS von Phoenix Contact über Ethernet verbunden und bekommt die Produktionsdaten von der Steuerung. Die ausgelesenen Produktionsdaten werden auf einem Strato-Server in die Cloud gespeichert, auf die eine eigens entwickelte App für Smartphones und Smartwatches Zugriff hat. Im Anwendermodus bietet die App somit eine weitere Möglichkeit der Mensch-Maschine-Kommunikation.
Sollten die Betriebsparameter der Anlage, wie die Füllstandshöhe, Temperatur und Luftfeuchtigkeit von den individuell festgelegten Grenzwerten abweichen, bekommt der Anlagenführer direkt über die Smartphone-App eine Benachrichtigung, um schnell eingreifen zu können. Wahlweise kann diese Benachrichtigung zusätzlich per Email erfolgen.
Die Integration der Smartwatch bietet für den Instandhalter einen großen Vorteil. Er hat dadurch jederzeit einen Überblick über den aktuellen Zustand der Anlage und kann mögliche Problemsituationen über eine visuelle Anzeige und über Vibration schnell erfassen.
Über den QR-Code auf der Dose kann man die zugehörigen Produktionsdaten, wie z.B. Pneumatikdruck, Luftfeuchtigkeit, Temperatur der Anlage und das Mindesthaltbarkeitsdatum der befüllten Dose abrufen. Ebenfalls über QR-Codes abrufbar ist ein integriertes, „Moodle“-basiertes Online-Trainingssystem. Per QR-Code auf den Komponenten der Anlage gelangt man direkt auf ein zugehöriges Trainingmodul.
Durch diese eingebundenen Technologien deckt die Anlage die Themenbereiche des Qualitätsmanagements, des Auftragsmanagements mit Stückzahl-1-Produktion, der Instandhaltung, der Logistik und der Mitarbeiter-Qualifizierung ab.
Den Auszubildenden und Studierenden wird somit ein umfassender Überblick über die Anforderungen von Industrie 4.0 vermittelt, wodurch die Industrie 4.0 aktiv erlebbar wird.
Infos & Ansprechpartner
Auf der Seite www.xplore-dna.net sind u.a. die in der Anlage integrierten Technologien dargestellt.
Ansprechpartner und Initiator des Projekts ist Stefan Manemann.
E-Mail: smanemann@bbs2.wolfsburg.de