PTW News

Das neue Kompetenzzentrum für Arbeit und künstliche Intelligenz (KompAKI) an der TU Darmstadt zielt darauf ab, Potentiale einer menschengerechten Anwendung künstlicher Intelligenz (KI) zu untersuchen und zu erschließen. Hierfür werden u.a. Ansätze einer kooperativen KI erforscht sowie neue Methoden entwickelt, um die Arbeit in KI-unterstützten Arbeitssystemen zu bewerten. Die Erkenntnisse aus den genannten Themenfeldern werden in Pilotprojekten mit Unternehmen angewendet und erprobt. Ein mögliches Anwendungsfeld von KI ist im Bild aufgezeigt. Nach einem Praxistest werden die Erkenntnisse systematisiert und methodisch aufbereitet, so dass sie für die Ausbildung von Studierenden und den Transfer in die unternehmerische Praxis zur Verfügung stehen. Das Projekt KompAKI startete am 01.10.2020 mit einer Gesamtlaufzeit von 5 Jahren und verfolgt einen zweiteiligen Ansatz: Zunächst werden in Forschungs- und Entwicklungsprojekten die Potentiale von KI in der Arbeitswelt in sechs Themenfeldern untersucht. Dies erfolgt in einem Konsortium aus Fachgebieten der TU Darmstadt und der Hochschule Darmstadt. Anschließend werden die gewonnenen Erkenntnisse in fünf Pilotprojekten gemeinsam mit Industriepartnern validiert und so mit den Erfordernissen der regionalen Unternehmen abgeglichen. Die Gesamtprojektleitung liegt, aufgrund der Ausrichtung auf die Arbeitsforschung, beim Institut für Arbeitswissenschaften der TU Darmstadt. Das PTW ist innerhalb des Projekts v.a. in den Pilotprojekten und damit der praxisorientierten Umsetzung federführend. Folgende Einsatzbereiche von KI werden durch das PTW untersucht: • KI-unterstützte digitale Assistenzsysteme • KI-basierte Interfaces von Werkzeugmaschinen • KI in der Qualitätssicherung • KI-unterstützte Werstromanalyse • Datenbasierte Geschäftsmodelle und KI Um den Wissenstransfer in Lehre und Praxis sicherzustellen wird während der Laufzeit von KompAKI u.a.: • eine Transferplattform etabliert, um Unternehmen, die an KI-Anwendungen interessiert sind, an Softwareunternehmen zu vermitteln. • eine eigenständige und unabhängige Anlaufstelle für Unternehmen, Sozialpartner, Verbände und die Politik eingerichtet. • mittelfristig ein Studienschwerpunkt „Arbeit und KI“ eingerichtet, wobei kurzfristig die gewonnen Erkenntnisse in die Lehre der beteiligten Fachgebiete einfließen. • ein Zertifikatlehrgang für die Industrie entwickelt und angeboten. Langfristig verfolgt KompAKI die Ausgründung einer Transferstelle um eine Verstetigung über die Laufzeit hinaus zu etablieren.

Pareto (chart) is a great tool to identify top issues in any domain. It is especially used to identify quality issues in production processes. However, in many quality applications errors occur in different forms and time frames: • Some errors occur sporadic, i.e. only occasionally • Some errors show a clear trend over the last days or weeks • Others are critical in terms of total numbers. The EIT IVE project uses data analytics to address this issue and highlight errors that “fly under the pareto radar”. The following parameters are calculated from rework data sets: • Frequency of occurrence • Trend • Infrequency (sporadic) • Time effort for rework To make the results available in operations, an overall error score is calculated and displayed to operators in rework and in line. This helps identify critical quality issues that lead to rework efforts and thus reduce these efforts. To learn more follow us on Social Media or visit our web sites: Magna, MAN, SFM Systems, PTW TU Darmstadt.

Seit Oktober 2020 dürfen wir die LohrElement GmbH als neuen Partner der Prozesslernfabrik CiP begrüßen.

Zur Untersuchung, wie die Energienachfrage bei klimatisierten Produktionsumgebungen in Zukunft flexibel an das immer stärker schwankende Energieangebot aus erneuerbaren Energien angepasst werden kann, wurde in der ETA-Fabrik des PTW ein innovativer, energieflexibler Klimaraum gebaut. Damit ist es möglich, das Flexibilisierungspotential von klimatisierten Produktionsumgebungen bei verschiedenen Betriebsstrategien zu identifizieren. So kann zum Beispiel die thermische Speicherkapazität der Gebäudehülle und des Rauminhalts für eine zeitliche Verschiebung des Strombezugs der Kühlung oder Heizung genutzt werden.

Die Umfrage „KI im produzierenden Mittelstand“ strebt eine Erhebung des aktuellen Stands von KI-Technologien in produzierenden KMU an. Sie ist Teil einer Expertise des Forschungsbeirats der Plattform Industrie 4.0 (gefördert vom BMBF, beauftragt von acatech) und des PTW. Die Expertise soll u.a. mögliche Defizite in der deutschen Förderlandschaft aufzeigen und bei der Konzeption zukünftiger Förderprogramme unterstützen.

Die Verfügbarkeit von Strom aus erneuerbaren Energiequellen ist häufig wetterabhängig. Dies stellt eine große Herausforderung für das Stromsystem dar, da immer eine Balance zwischen Erzeugung und Nachfrage gewährleistet sein muss, um keinen Blackout zu riskieren. Im SynErgie-Projekt erforschen wir am PTW gemeinsam mit über 90 Partnern aus der Industrie, Wissenschaft und Gesellschaft wie Fabriken in Zukunft einen Beitrag zur Energiewende leisten können, indem sie ihren Strombedarf flexibel an das schwankende Angebot aus erneuerbaren Quellen anpassen. Über die neusten Projektergebnisse und News können Sie sich im Video und auf synergie-projekt.de informieren.

Jetzt Gründungsmitglied werden und CO 2 -Emissionen senken: Im Rahmen der Initiative für Energieeffizienz- und Klimaschutz-Netzwerke will die Bundesregierung ab 01.01.2021 mit 350 neu etablierten Netzwerken bis zu 6 Mio. Tonnen Treibhausgas-Emissionen in der Industrie einsparen.

In der Beiratssitzung des Projekts „ArePron“ standen nach der ersten Produktionswoche im Sommer 2019 weitere Umsetzungen und Erkenntnisse der zweiten Produktionswoche im Juli 2020 im Fokus. Die Berechnung des CO2-Fußabdrucks eines Produkts bei der Maul GmbH für die Pulverbeschichtungsanlage zeigt die Praktikabilität der Methode und stellt eine wichtige Basis für die CO2-Neutralität der Produktion dar. Nach der Implementierung passte das DiK die IoT-Plattform durch weitere Programmierung so an, dass, es in der zweiten Produktionswoche als „Nachhaltigkeitsplattform“ eingesetzt werden konnte. Die Schnittstellen zu etablierten Unternehmensplattformen gilt es zum Einsatz in der industriellen Praxis weiter auszugestalten. Mit der ökobilanziellen Modellierung auf den Ebenen Produktionssystem, Maschine und Prozess beschäftigte sich das SuR und stellte wesentliche Treiber der Wirkungskategorie Klimawandel heraus. Das PTW analysierte durch die Auswertung der Traceability-Zeitdaten mit Process Mining die Prozesseinhaltung sowie den Einfluss von Liegezeiten auf die Gesamtdurchlaufzeit. Zudem wurde gezeigt, wie Traceability-Zeitdaten in Kombination mit Ergebnissen der analysierten Ressourcenaufwendungen je Maschine für die PPS unter Berücksichtigung der Zielgrößen Ressourceneffizienz, Zeit und Kosten genutzt werden können. Der Vortrag der Weiss Umwelttechnik GmbH zur PPS-Logik zeigte auf, mit welchen Maßnahmen das Thema Ressourceneffizienz in der industriellen Praxis etabliert werden kann.

Das PTW bietet erstmals im WiSe 20/21 das Tutorium „Anwendung von Data Analytics in der spanenden Fertigung​“ an. Ziel ist es den Studierenden den Umgang mit und die Anwendung von modernen Methoden aus dem Bereich Data Science und Künstliche Intelligenz in der Produktion näher zu bringen. Die Grundlage dafür bieten hochfrequente Produktionsdaten aus Werkzeugmaschinen, welche durch die zunehmende Vernetzung und Digitalisierung im Rahmen von Industrie 4.0 in immer größeren Mengen zur Verfügung stehen.

Für produzierende Unternehmen gewinnen die Themen Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz zunehmend an Bedeutung. Häufig mangelt es jedoch an einem Vorgehen zur Adressierung des Themas und einer Datengrundlage, die eine Übersicht über den Ressourceneinsatz und die Zuordnung der Verbräuche auf das hergestellte Produkt ermöglicht.

The new keynote paper, authored by Berend Denkena, Eberhard Abele, Christian Brecher, Marc-Andre Dittrich, Sami Kara and Masahiko Mori, provides an overview of machine- and process-related measures to increase the energy efficiency of metal-cutting machine tools, which are discussed in the literature but are also partly already available in the machine tool industry. Finally, future research questions will be pointed out, for example retrofitting strategies or media-free machine tools.

Am Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum Darmstadt zeigt der neue Demonstrator “CoffEEbot“ in der ETA-Fabrik anschaulich wie ein Energiemanagementsystem inklusive Messkonzept und Software einfach umgesetzt werden kann. „Mit Kaffee und Digitalisierung zu mehr Energieeffizienz im Mittelstand“ lautet das Motto des Demonstrators. Ein kollaborativer Roboter bereitet Kaffee oder Cappuccino zu. Modernste Sensorik vermisst den kompletten Aufbau, der die Produktion in einer Fabrik repräsentiert. Mit Hilfe eines RaspberryPi und Energiemanagementsoftware werden Energieflüsse Transparent und Energieeinsparungen ermöglicht.

Das 2015 in Kooperation von PTW und IHK Darmstadt gegründete Energieeffizienznetzwerk ETA+ startet 2021 in eine neue Runde. Die bisherigen Erfolge können sich sehen lassen: Gemeinsam haben die teilnehmenden regionalen Unternehmen, u.a. Merck und MOGAT-Werke, zwischen 2015 und 2018 18.000 MWh Energie eingespart und damit ihre Einsparziele für diesen Zeitraum um 85% übertroffen. Das entspricht einer Einsparung von 8500 Tonnen CO2. 2020 wurde ETA+ als eines von zwölf Erfolgsbeispielen in der Broschüre „Gemeinsam erfolgreich“ der Initiative Energieeffizienz-Netzwerke (IEEN) präsentiert.

Das PTW begrüßt sehr die Ausweitung der umati-Initiative auf den gesamten Maschinenbau, da die Werkzeugmaschinenbranche nur ein Teilaspekt einer ganzheitlich vernetzten Produktionsumgebung verkörpert. Die Produktion der Zukunft benötigt vielmehr eine enge Abstimmung bzw. Vernetzung von Werkzeugmaschinen, Gebäudeinfrastruktur, Lieferketten