Matrix-Produktion als künftiger Standard
Eine Fabrikanlage nach dem Konzept der Matrix-Produktion wird dem künftigen Bedarf an Flexibilität gerecht. Diese Idee erfordert eine präzise Orchestrierung aller Prozesse mittels eines Managementsystems in Kombination mit Rückmeldungen und Informationen des Bedieners. (Quelle: SEW Eurodrive)
Mobile Systeme von SEW-Eurodrive, also fahrerlose Transportfahrzeuge, englisch: Automated Guided Vehicle (AGV), sind heute hauptsächlich per WLAN vernetzt. Allerdings ist dieser Wireless-Kommunikationsstandard für künftige FTF-Anwendungsfälle in einer flexiblen Produktionsumgebung nicht ausreichend. So lassen sich mit WLAN beispielsweise mobile Roboterapplikationen, umfangreiche drahtlose Sensornetzwerke und mobile Bedienpanels mit Sicherheitsfunktionen nicht abdecken.
Ein mögliches Konzept für die Fabrik der Zukunft ist die Matrix-Produktion. Sie teilt die automatisierte Fertigung von Waren in die für die Herstellung erforderlichen Schritte auf und weist diese Produktionszellen zu. Die Werkstücke werden der Produktionszelle zugeführt und dort entsprechend ihrem Auftrag bearbeitet. Anschließend verlässt das modifizierte Werkstück die Zelle. Wird der Weg des Werkstücks durch die Fabrik verändert, lässt sich ein anderes Produkt herstellen. Diese flexible Produktion erfordert eine präzise Orchestrierung aller Prozesse.
Für die Warenbewegung zwischen den Produktionszellen sorgen Mobile Assistenten (MA) und intelligente Logistiksysteme. Als weiterentwickelte Versionen des klassischen FTF sind sie in der Lage, die hohen Anforderungen des Matrix-Produktionskonzepts zu erfüllen. Dabei übernehmen sie verschiedene Aufgaben, wie den Transport oder die Bearbeitung von Waren sowie die direkte Unterstützung des Menschen.
Typische Anwendungsfälle
In einer beispielhaften Matrix-Produktion müssen bis zu 1.000 mobile Teilnehmer und 100 Produktionszellen auf einer Fläche von 10.000 m2 an das drahtlose Kommunikationsnetzwerk angebunden werden. Anwendungsfälle in der Fabrik der Zukunft sind daher vielfältig und haben unterschiedliche Ziele. So werden beispielsweise in einem drahtlosen Sensornetzwerk nur geringe Datenmengen übertragen, jedoch eine Kommunikationsmethode mit geringem Energiebedarf benötigt. Bedienpanels hingegen erzeugen unvorhersehbare Datenraten; es können E-Mails, Videos oder Dokumente übertragen werden. Der verwendete Kommunikationsstandard muss mit diesen unterschiedlichen Beanspruchungen flexibel umgehen können. Auch die Kommunikation der mobilen Assistenten kann sehr heterogen sein. Ein Beispiel stellt die Fernsteuerung durch einen Operator dar. Von dem mobilen Assistenten zum Operator müssen Daten mit einem hohen Durchsatz übertragen werden, zum Beispiel ein Live-Video. In entgegengesetzter Richtung überträgt der Operator Bewegungsbefehle an den mobilen Assistenten, wobei es nicht zu Paketverlusten kommen darf. Für Up- und Down-Link wird eine geringe Latenz benötigt, damit der Operator den mobilen Assistenten steuern kann.