Projektbeschreibung I4TP:
Deutsch-Chinesische Industrie 4.0 Fabrikautomatisierungsplattform

Die Globalisierung des produzierenden Gewerbes und der fortschreitende Trend zur Individualisierung von Gütern bis zur Produktion in Losgröße 1 erfordern eine einfache und schnelle Konzeption und Inbetriebnahme von ebenso individualisierten Produktionssystemen. Betreiber solcher Anlagen profitieren insbesondere von schlüsselfertigen Produktionssystemen, die schnell verfügbar und reibungslos in Betrieb genommen werden können. Die hohe Zahl komplexer Einzelmaschinen und Komponenten verschiedenster, weltweit agierender Hersteller in Produktionssystemen führt jedoch zu großen Herausforderungen für eine schnelle und einfache Konzeption und Inbetriebnahme. Grund sind etwa unterschiedliche Schnittstellen von Komponenten zum Aufbau übergeordneter Anlagen bzw. Produktionssysteme. Solche mechanischen und softwareseitigen Schnittstellen, die nicht ausreichend definiert und getestet sind, führen zu zeitlichen Verzögerungen und hohen Aufwänden.
Ziel des Forschungsprojekts I4TP ist daher die Entwicklung einer softwaregestützten, modellbasierten, deutsch-chinesischen Fabrikautomatisierungsplattform zur schnellen und einfachen Konzeption und Inbetriebnahme schlüsselfertiger Produktionssysteme (Turnkeyproduktionssysteme) mit integrierter Produktberatung und Erstellung maßgeschneiderter Geschäftsmodelle. Durch I4TP soll eine Plattform mit deutschen und chinesischen Partnern geschaffen werden, auf der Turnkeyproduktionssysteme für den chinesischen Markt angeboten werden können. Zu dieser Plattform wird zudem ein Compliance Programm mit Testumgebung entwickelt, in dem Komponenten und zugehörige Modelle zum Aufbau der Turnkeyproduktionssysteme qualifiziert werden können. Die Plattform stellt somit die Basis für einen vom Konsortium und von weiteren Partnern getragenen Industrie-Standard für Turnkeyproduktionssysteme dar. Wesentliche wissenschaftliche Fragestellungen werden im Bereich der Vernetzung (Hardware, Komponenten, Schnittstellen, Informatik und Produktentwicklungsprozess) erforscht und für die weitere Verbreitung validiert und generalisiert.



Im Rahmen des Projekts werden Schnittstellen und standardisierte Beschreibungen für Einzelmaschinen und Komponenten im deutsch-chinesischen Kontext vereinheitlicht, beispielsweise zur Beschreibung der technischen Daten von Motoren. Diese werden in Testumgebungen mit definierten Abläufen validiert, um die Konfiguration und Inbetriebnahme schlüsselfertiger Produktionssysteme weiter zu vereinfachen und beschleunigen zu können.
Die Plattform I4TP ist hierbei eine Kombination von offenen Standards, Methoden sowie Rollen- und Zusammenarbeitsmodellen, welcher sich eine Validierungsumgebung anschließt. Die Standards umfassen hierbei vorhandene, zu erweiternde bzw. zu beschränkende Standards bezüglich Hardware (u.a. mechanische und elektrische Schnittstellen), Software (bspw. Austauschformate STEP, AutomationML) und Kommunikationsprotokolle (bspw. OPC-UA). Die Methoden behandeln die Themen Produktentstehungsprozess, Produktionssystementwicklung, Produktberatung, Konfigurationsmethoden für Turnkeyproduktionssystemen sowie Steuerungsmethoden im Betrieb. Die Rollen- und Zusammenarbeitsmodelle sind durch das Projekt validiert und, genauso wie die Validierungsumgebung, welche eine Kompatibilität und Kombinierbarkeit der Komponenten hin zum Turnkeyproduktionssystem erlaubt, länderübergreifend.