TU Graz/ TU Graz/ Services/ News+Stories/

Pro2Future – Produkte und Produktionssysteme mit Köpfchen

18.08.2017 | Cooperations | FoE Information, Communication & Computing  | FoE Mobility & Production | Planet research | TU Graz research

Von Birgit Baustädter

Anfang April wurde zwischen Oberösterreich und der Steiermark das COMET-Kompetenzzentrum Pro²Future gegründet, in dem „Products and Production Systems of the Future“ erforscht werden sollen.

Das Logo von Pro2Future: In blauer Schrift ist der Schriftzug Pro2Future zu sehen. Daneben ein schematisches Hirn in ebenfalls blauen Linien.
Im COMET-Zentrum Pro2 Future wird an Produkten und Produktionssystemen der Zukunft geforscht.

Zentrale Frage: Was kommt nach Industry 4.0? Acht TU Graz-Institute aus den FoE Information, Communication & Computing“ und „Mobility & Production“ sind gemeinsam daran beteiligt.

Produktionssysteme, die sehen, hören, fühlen und auf diese Wahrnehmungen reagieren sowie den „Workflow“ selbstständig planen, werden künftig im neuen Zentrum erforscht und verwirklicht. Solche „kognitiven“ Produkte und Produktionssysteme sind die Vision im neuen COMET-Kompetenzzentrum Pro²Future, das mit 1. April an der Johannes Kepler Universität Linz (JKU), der TU Graz und am Oberösterreichischen Forschungsunternehmen PROFACTOR gestartet ist.

Denkende Maschinen

Kognitiv bedeutet in diesem Zusammenhang, dass man sowohl die Produktionssysteme als auch die Produkte menschliche Fähigkeiten „lehren“ soll. „Wir wollen mit unserer Forschung auf die Möglichkeiten der Zukunft blicken und sie im industriellen Kontext nutzbar machen. ‚Beyond Industry 4.0‘ sozusagen, das ist unser Plan“, erklärt Heimo Theuretzbacher-Fritz, der dem Zentrum als kaufmännischer Leiter gemeinsam mit Alois Ferscha von der JKU als wissenschaftlichem Leiter vorsteht. Die Formel hinter der über mehrere Jahre vorbereiteten Organisation: „Products and Production Systems of the Future“ – „Pro- x Pro- Future“ – „Pro²Future“.

In Zukunft sollen dann eben zum Beispiel Maschinen erkennen, wenn sich Menschen und andere Maschinen im Raum bewegen, und ihre Arbeit daran anpassen können. Mit Augmented Reality sollen den Beschäftigten die nächsten Schritte im Produktionsprozess, aber auch in der Instandhaltung angezeigt werden und so zum Beispiel wesentlich kostengünstigere und kürzere Wartungs- und Reparaturarbeiten ermöglicht werden. Nicht nur der Mensch soll lernen, mit den neuen Systemen umzugehen, sondern auch die Maschinen sollen selbstständig erkennen, wie sie mit ihrer Umgebung interagieren müssen. „Wir arbeiten an ‚ManMachine Interaction‘ und ‚Collaborative Robotics‘. Also an der Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine sowie zwischen Maschine und Maschine“, fasst Theuretzbacher-Fritz zusammen. Getestet werden sollen die Ideen und Ergebnisse an den Forschungsstandorten in eigenen, individualisierbaren Produktionsumgebungen. Später sollen sie in den Regelbetrieb der Partnerunternehmen übergeführt werden.

Produkte und Produktionssysteme der Zukunft sind „kognitiv“.

Fünf plus eine „Area

Pro²Future wird sich in sechs Forschungsgebieten, sogenannten Areas, intensiv mit der Forschungsfrage beschäftigen, wie Produkte und Produktionssysteme der Zukunft gestaltet sein müssen, um eben kognitive Fähigkeiten zu besitzen. Die Areas 1 bis 3, namentlich „Perception and Aware Systems“, „Cognitive Robotics and Shop Floors“ und „Cognitive Decision Making“, bearbeiten Fragen, die für die zentralen Areas 4.1 „Cognitive Products“ und 4.2 „Cognitive Production Systems“ Grundlagen und Teillösungen bereitstellen. Die Cross-Area „X“ zieht sich quer durch alle Forschungsgebiete und ist durch die enge Kooperation mit einem ebenfalls in Aufbau befindlichen COMET-Kompetenzzentrum definiert. Das CDP (Center for Digital Production) wird von der TU Wien, WU Wien und V-Research vorbereitet und setzt sich auf den ersten Blick mit sehr ähnlichen Themen auseinander, jedoch mit einem stärker fertigungstechnisch orientierten Fokus.

Kognitive Werkzeuge

Im Zuge dieser Zusammenarbeit sollen auch bereits sehr bald erste Demonstratoren entstehen – also voll funktionsfähige Prototypen. „Momentan denken wir zum einen an ein kognitives Schweißgerät, das während des Prozesses den Arbeitenden Rückmeldungen zum Ablauf gibt und Verbesserungen vorschlägt. Zum anderen haben wir Ideen zu alltäglichen Werkzeugen, die wir mit kognitiven Sinnen ausstatten könnten“, erzählt Heimo Theuretzbacher-Fritz.

Drei Demonstrator-Projekte sind aus den Bereichen Adaptive Production Systems, Cognitive Products und Data Analysis geplant.

„Selbst einfache Handwerkzeuge wie Bohrmaschinen, die individuell anzeigen, welche Bohrkraft und welcher Vorschub das optimale Ergebnis für das jeweilige Material bringen, werden so zu Hightechprodukten und können als Power-Tools mit abgewandelten Funktionen vielfältig eingesetzt werden“, erklärt Franz Haas, Mitglied im Leitungsteam des FoE Mobility & Production“ und im Bereich Produktion in das Kompetenzzentrum involviert.

Am neuen Zentrum ist auch Jasmin Grosinger, derzeit Postdoc am TU Graz-Institut für Hochfrequenztechnik, beteiligt. „Wir haben da wunderbare Visionen von Sensorik und Informationsaufnahmegeräten, mit denen Produkte direkt bestückt werden und die dann den gesamten Produktlebenszyklus begleiten und uns über jede Station Daten liefern und Rückschlüsse ermöglichen“, gibt sie einen Ausblick, was in Zukunft geschehen soll. Um diese Vision umzusetzen, sind kleinste, in das Produkt eingebettete Systeme notwendig, die so robust sein müssen, dass sie zuverlässig und drahtlos mit ihrer Umgebung kommunizieren können.

Mensch und Maschine

Trotz der großen Bedeutung von Softwarealgorithmen, Sensortechnik und Geräteintegration bleibt der Mensch im Zentrum der Betrachtungen. Durch die große Nähe zu den Universitäten können parallel zur Forschung die gegenwärtigen und zukünftigen Beschäftigten in den Partnerunternehmen speziell geschult und für die neuen Methoden aus- und weitergebildet werden. „Uns geht es nicht darum, eine vollautomatisierte Fabrik zu entwickeln“, erklärt Theuretzbacher-Fritz. „Das Thema Mensch-Maschine-Interaktion ist hier ein zentrales. Wir beziehen die Beschäftigten, die dann im Regelbetrieb mit den neuen Methoden arbeiten, auf jedem Schritt in der Entwicklung mit ein.“ 

 

 

Pro2Future wird von einem breit angelegten, multidisziplinären Konsortium aus wissenschaftlichen und Unternehmenspartnern getragen.

Dieses Forschungsprojekt ist zwischen den Fields of Expertise „Information, Communication & Computing“ und „Mobility & Production“, zwei von fünf Stärkefeldern der TU Graz, verankert.

Kontakt

Heimo THEURETZBACHER-FRITZ
Mag.rer.nat.
Pro2Future GmbH
Inffeldgasse 25/F
8010 Graz
Tel.: +43 316 873 8884
theuretzbacher-fritznoSpam@tugraz.at