ARENA2036: Fluide Automobilfabrik der Zukunft

Die Automobilindustrie steht vor großen Herausforderungen: Wie wird das Auto der Zukunft aussehen? Und wie lässt sich die Produktion auf die neuen und sich ständig veränderten Anforderungen abstimmen? In der ARENA2036, der größten Forschungsplattform zu diesem Thema in Deutschland, arbeiten Experten von mehr als 30 Unternehmen und wissenschaftlichen Einrichtungen an gemeinsamen Visionen für die Wertschöpfung von morgen. Mit dabei: KUKA. Als führender Anbieter für Automatisierungslösungen ist KUKA jetzt erstmals Partner eines der großen Verbundprojekte der ARENA2036, in dessen Rahmen fluide Produktionsmethoden für die Industrie 4.0 entwickelt und erprobt werden.

Mit der ARENA2036 ist im Jahr 2013 an der Universität Stuttgart eine der weltweit modernsten Forschungsfabriken rund um die Themen Produktion, Arbeit und Mobilität entstanden. KUKA ist neben wissenschaftlichen Instituten wie Fraunhofer IPA & IAO oder dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie Unternehmen wie Siemens, Bosch oder Daimler einer von inzwischen rund 30 Partnern unterschiedlicher Disziplinen. „Die Projekte an der Schnittstelle von Wissenschaft und Wirtschaft geben uns die Chance, die Produktion der Zukunft selbst mitzugestalten“, sagt Matthias Paukner, KUKA Projektleiter Automotive Technology Solutions. Und sie liefern wichtige Impulse für die eigene Entwicklungsarbeit. „Durch den Austausch mit den Partnern wissen wir bereits heute, welche Anforderungen die Industrie von morgen hat, und können darauf reagieren“, erläutert der Projektleiter.

Ziel des Förderprojekts "ARENA2036 fluPro"

Seit Oktober 2018 ist KUKA erstmals in eines der großen Verbundprojekte der ARENA2036 eingebunden. Ziel des Projekts „Fluide Produktion (fluPro)“ ist es, die Produktion noch stärker zu vernetzen und wandelbarer zu gestalten. Für die Forschungs- und Entwicklungsarbeit steht eine hochmodern ausgestattete Halle mit einer Fläche von rund 10.000 Quadratmetern zur Verfügung. Dreh- und Angelpunkt des aktuellen Leitprojekts ist eine riesige Anlage auf dem Forschungscampus, der auf dem Gelände der Uni Stuttgart angesiedelt ist. KUKA unterstützt ARENA2036 mit mehreren Robotern der Typen KR60, KR360, Cobot LBR iiwa, KMR iiwa und KMP1500. Diese Roboter werden sowohl in bi- und multilateralen Forschungsprojekten als auch im Förderprojekt „fluPro“ eingesetzt.

Das Projekt „Fluide Produktion“ zielt darauf ab, die Produktionsmittel in ortsflexible Module aufzubrechen, um so dynamische und anforderungsgerechte Maschinenstrukturen abbilden zu können. Die heute übliche Trennung zwischen Wertschöpfung und Logistik soll so aufgehoben werden. Das Ergebnis könnte ein neuartiges Produktionssystem sein, das mit minimalen Festlegungen auskommt und Entscheidungen bis kurz vor den eigentlichen Wertschöpfungsbedarf ermöglicht.

Kleine Lösgrößen wirtschaftlich produzieren

Kleine Losgrößen wirtschaftlich zu fertigen, ist eine der zentralen Anforderungen an eine moderne Produktion. KUKA liefert mit seinen Anwendungen bereits heute die passenden Lösungen. Durch die fortschreitende Individualisierung, die immer kürzer werdenden Produktlebenszyklen und die zunehmend volatilen Märkte wird es in Zukunft noch wichtiger sein, eine steigende Anzahl an Varianten und Modellen eines Produkts in variablen Stückzahlen zu fertigen. Mehr denn je wird es auf die Wandlungsfähigkeit einer Anlage ankommen. 

Heutige Konzepte agiler Produktionsmethoden basieren auf kategorisierten, standardisierten Produktionszellen, die auf einem Raster angeordnet werden. Die Bauteile werden über Drehtische der jeweiligen Zelle zur Bearbeitung zugeführt, wobei diese um prozessspezifisches Equipment individuell erweitert werden können. So kann die Produktion schnell und unkompliziert an aktuelle Erfordernisse angepasst werden.

Was aber, wenn nicht mehr nur das Bauteil innerhalb des Produktionsprozesses bewegt wird?

Wenn auch die einzelnen Zellen flexibel wären? Und dabei die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) weiter ausgebaut würde? „Die Ergebnisse können einen entscheidenden Impuls für unsere künftige Arbeit sein“, sagt Matthias Paukner, KUKA Projektleiter Automotive Technology Solutions. Aber auch zeitnah könnte das Projekt Erkenntnisse für einzelne Teilbereiche liefern, etwa zu MRK, mobiler Robotik oder digitaler Schatten. 

Bereits zuletzt hat sich KUKA im Rahmen der ARENA2036 in mehreren bi- und multilateralen Projekten der Frage gewidmet, wie die Produktion der Zukunft flexibler und effizienter gestaltet werden kann. In diesem Rahmen wurde z. B. am Einsatz von Augmented Reality (AR) im Anlagenbau gearbeitet. Die moderne Technik kann dazu beitragen, den Auf- und Umbau einer Anlage bereits im Frühstadium der Planung durch moderne Technologien anschaulich zu machen:

AR bietet hier die Möglichkeit, frühzeitig Verbesserungspotenziale zu erkennen.

Haben die Mitarbeiter beispielsweise genügend Zugänglichkeiten? Ist der Platz optimal ausgenutzt oder könnte man Verbesserungen vornehmen? Fragen, die in der erweiterten Realität beantwortet werden können. Gleiches gilt auch für eventuell spätere Umbauten der Zellen: Eine Simulation mit Hilfe eines realitätsnahen digitalen Abbildes spart Zeit und Kosten.