iMoD - Intelligente modulare Robotik und integrierte Produktionsgestaltung im Flugzeugbau

Ausgangssituation

Die Flugzeugproduktion zeichnet sich durch eine hohe Vielfalt an Teilprozessen aus. Diese lassen sich aufgrund der Bauteile und hohen Sicherheits- und Qualitätsansprüchen schwer automatisieren. Daher werden viele Arbeiten manuell und teilweise in ergonomisch ungünstigen Positionen durchgeführt. Die im Flugzeugbau eingesetzten Automatisierungssysteme sind in stationärem Einsatz und dadurch unflexibel.

Neben der notwendigen Rekonfiguration einzelner Roboter zur Erhöhung der Flexibilität steht zudem die gesamte Produktionsorganisation der aus der “Lean-Philosophie” entstammenden Linienfertigung auf dem Prüfstand. Der Einsatz hybrider Fertigungsprinzipien – die bspw., auf einer Fließfertigung basierend, Bypässe in modulare Werkstätten vorsehen – bietet die Chance, eine hohe Variantenvielfalt bei gleichzeitig maximaler Auslastung und Effizienz zu ermöglichen. Die Beschreibung des Systemverhaltens innerhalb hybrider Fertigungsprinzipien wird bisher jedoch nicht adressiert. Ebenso ist die dezentrale Koordination von Ressourcen, welche durch geeignete Kombinationen neue Fähigkeitsräume erschließen können, ein noch kaum erforschter Ansatz, der ein erhebliches Verbesserungspotenzial darstellt

Zielsetzung

Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung einer kollaborativen Einsatz-Umgebung für die Robotik und Intralogistik der Flugzeugmontage, basierend auf einer durchgängig digitalisierten Planung, in der neuartige, hybride Produktionsstrukturen effektiv eingesetzt und Transporte von Großbauteilen durch intelligente Transportsysteme flexibilisiert werden.

Vorgehensweise

Aufbauend auf den Ergebnissen relevanter Teilprojekte wird in diesem Forschungsvorhaben an Methoden und Verfahren geforscht, die eine Flexibilisierung der Intralogistik im Flugzeugbau ermöglichen. Dazu soll auf strategischer Ebene die Gestaltung hybrider Produktionsstrukturen untersucht und auf operativer Ebene ein adaptives und dezentrales Koordinationsverfahren zur Steuerung von AGVs erarbeitet werden. Es soll ein ganzheitlicher Ansatz zur Gestaltung hybrider Produktionsprinzipien sowie der Produktionsplanung und -steuerung in der Großbauteilproduktion entwickelt werden. Hierfür werden zunächst die logistischen Anforderungen an die Großbauteillogistik definiert und mit Gestaltungsoptionen für hybride Produktionsprinzipien verknüpft. Außerdem werden die an der Großbauteilproduktion beteiligten Kapazitätseinheiten (MA, Fläche, AGVs, …) modelliert, um logistische Gestaltungsoptionen bewerten zu können. Anschließend werden Empfehlungen für die Gestaltung der PPS und hybride Produktionsprinzipien in der Großbauteilproduktion mit Fokus auf die Materialflusssynchronisation abgeleitet, welche in geeigneter Form dem zu entwickelndem Koordinationsverfahren übergeben werden. Dies inkludiert zudem die Vorgabe von Zielstellungen (strategisch-taktisch) für das Koordinationsverfahren sowie einen angemessenen Flexibilitäts- bzw. Autonomiekorridor.

Projektpartner

• Helmut-Schmidt-Universität | Universität der Bundeswehr Hamburg | Professur für Automatisierungstechnik (AUT)
• Airbus Operations GmbH