Die SmartPro 4.0 Lernfabrik demonstriert am Beispiel einer Kugelschreibermontage, wie eine Produktionsanlage im Zeitalter von Industrie 4.0 funktioniert. Schweizweit ist die ZHAW School of Engineering die erste Hochschule, die eine solche Anlage zu Demonstrations- und Lernzwecken geschaffen hat.
Mit der digitalen Lernfabrik hat die ZHAW School of Engineering eine neue Form der Digitalisierung in Lehre und anwendungsorientierter Forschung realisiert: Ziel ist einerseits das Lernen industrieller Arbeits- und Vorgehensweisen an konkreten industriellen Systemen, gleichzeitig aber auch einen direkten Transfer von neuem Wissen in die Industrie zu ermöglichen. «Indem wir die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse an unsere Studierenden und an Fach-und Führungskräfte weitergeben, können wir den Wissenstransfer in die Praxis enorm vorantreiben und beschleunigen», sagt Lernfabrik-Initiator Wernher van de Venn. «Damit erzeugen wir eine Win-Win-Situation für Industrie und Hochschule.»
Lernlabor und Demonstrator in einem
SmartPro 4.0 steht für Smart Production, also die intelligente Produktion der Zukunft. Alle wesentlichen Aspekte einer Produktion der Industrie 4.0 und deren Vernetzung innerhalb der Wertschöpfungskette lassen sich hier nachbilden, erproben und simulieren. Die digitale Lernfabrik ist mit professionellen Komponenten diverser Industriepartner ausgestattet. Hergestellt werden individuell anpassbare Consumer-Produkte – beispielhaft Kugelschreiber, die über eine Web- oder Smartphone-App bestellt werden können. Die Angaben und Wünsche der Verbraucher werden in Echtzeit direkt über die App an die Produktionsanlage gesendet, die daraufhin mit der Auswahl der Teile beginnt. Ein Transportsystem sammelt die nötigen Einzelteile ein. Sensoren ermitteln dabei die Teile in den gewünschten Farben. Das Produkt durchläuft keine fest vorgegebene Montagestrasse. «Die einzelnen Komponenten und Systeme sind intelligent sowie kommunikationsfähig», so Wernher van de Venn. «SmartPro ist dank Kameras, Sensoren und der Vernetzung über die Cloud dazu fähig, sich selbst zu steuern.»
Alles, was Industrie 4.0 können muss
Die digitale Lernfabrik der ZHAW School of Engineering umfasst alles, was eine Anlage der Industrie 4.0 können muss: Von Materialhandling und -transport über RFID-Technologie zur Produkterkennung, Mensch-Roboter-Kollaboration und KI-Algorithmen zur Datenauswertung bis hin zu Cloud-Fertigungsstrategien sowie Service- und Wartungsstrategien. Dazu werden modernste Benutzerschnittstellen wie die Microsoft HoloLens eingebunden und ein umfangreiches Product Customizing ermöglicht. Alle Produktionseinheiten sind als cyber -physikalische Systeme (CPS) konzipiert. Ein digitaler Zwilling bildet sämtliche Abläufe der kompletten Montageanlage in Echtzeit ab.