Ziel der Entwicklung

Logo: 01 – Miniaturisierte und virtuelle Demonstration von mobiler Robotik an modularer Demonstrator-Plattform ©STFI
01 – Miniaturisierte und virtuelle Demonstration von mobiler Robotik an modularer Demonstrator-Plattform ©STFI

Für die Interoperabilität des Shopfloor-Frameworks wurde keine proprietäre Software zur Entwicklung der Softwarebausteine genutzt, sondern auf Open-Source-Entwicklungswerkzeuge und standardisierte Kommunikation zurückgegriffen. Für die Kommunikation mit mobiler Robotik wurde die VDA5050-Richtlinie genutzt.
Wandlungsfähigkeit und Adaptivität wurden durch digitale Abstraktion auf exekutiver und konnektiver Ebene durchgeführt. Das gesamte Framework ist als verteiltes System umgesetzt.
Die Nutzung automatisierter Systeme bei Mischbetrieb wird maßgeblich durch die Akzeptanz der menschlichen Mitarbeitenden beeinflusst. Aus diesem Grund menschzentrierte Interaktionen mit dem Shopfloor-Framework und smarten Assistenzsystemen realisiert.
Die textilen Produktionsanlagen der KMU unterscheiden sich stark. Um diese Variantenvielfalt für den Einsatz mobiler und kooperativer Systeme zu beherrschen, wurde der Shopfloor entsprechend digital abstrahiert und in ein verteiltes System überführt. Es wurde ein Beitrag zur Befähigung für Strategien der flexiblen Fabrik in der kundenindividuellen Textilveredelung geleistet.

Vorteile und Lösungen

Es wurden ausschließlich Open Source Software und industriellen Kommunikationsstandards genutzt, wodurch keine Herstellerabhängigkeit der Software entsteht. Es wurde ein verteiltes System aufgebaut, welches als Middleware den Data Distribution Service (DDS) nutzt. Somit ist der Datenverkehr über Systemgrenzen hinweg sichergestellt und kann unabhängig vom Shopfloor-Framework genutzt werden. Mit diesem Ansatz sind auch Zukunftstechnologien wie 5G für mobile Robotik einsetzbar, wie im Projekt bereits nachgewiesen wurde.
Bisherige Lösungen für fahrerlose Transportsysteme führten durch die proprietäre Kommunikation zu Einschränkungen bei verschiedenen Anbietern mobiler Lösungen. Durch die VDA5050-Richtlinie ist diese herstellerunabhängige Kommunikation zwischen mobilen Systemen und der Leitsteuerung für Transportaufträge sichergestellt. Die Kommunikation mittels VDA5050 ist entsprechend Bestandteil des Frameworks. Somit wird der Einsatz mobiler Robotik für eine flexible Fabrik sichergestellt.
Für die Demonstration des niederschwelligen Einstiegs in Softwaresysteme und mobiler Robotik wurden unterschiedliche Interaktionsszenarien erarbeitet, umgesetzt und stehen teilweise in Form eines Demonstrators allen Interessierten zur Verfügung. Die Ergebnisse und Erkenntnisse aus dem Vorhaben werden somit in allen Ebenen für den Transfer umgesetzt: real (im Technikum) – virtuell (Simulation) – kompakt (Miniatur-Modell). Die kompakten Miniatur-FTS sind mit entsprechender Funktionalität und Kommunikationsmöglichkeiten ausgestattet und lassen sich in unterschiedlichen Applikationen steuern.

Zielgruppe und Zielmarkt

Die Digitalisierung wird dazu beitragen, dass die deutsche Textil- und Bekleidungsindustrie wettbewerbsfähig bleibt. Die aktuellen Entwicklungen im Rahmen der Digitalisierung der Produktion und dem damit verbundenen Einsatz neuer Technologien bieten der Branche ein großes Potenzial, die Stagnation bzw. Negativentwicklung zu stoppen und ggf. umzukehren. Insbesondere kleine Unternehmen sind mittelfristig noch zurückhaltend bei Investitionen in die Digitalisierung, weshalb diese unterstützt werden müssen. Daher wurde während der Projektbearbeitung auf Open Source Software zurückgegriffen, um die Investitionskosten zu mindern und die Möglichkeiten für den industriellen Einsatz zu bewerten. Mit der Nutzung von Open Source Software und der Schaffung einer herstellerunabhängigen Robotik sowie einer durchgängigen Vernetzung trägt das durchgeführte Vorhaben zum niederschwelligen Einstieg bei. Es stellt den Unternehmen der deutschen Textilindustrie ein Handwerkszeug zur Verfügung, um selbstständig die technologische Zukunftsfähigkeit zu erhöhen und somit zur Standortsicherung in Deutschland beizutragen.
Die Funktionalität des entwickelten Softwarebaukastens des Shopfloor-Frameworks wird im futureTEX Forschungs- und Versuchsfeld „Textilfabrik der Zukunft“ am STFI demonstriert und steht allen interessierten Unternehmen zur Verfügung. Weiterhin wurde der Demonstrator im Mittelstand-Digital-Demonstrator-Verzeichnis aufgenommen.