Kompetenzzentren

Zentrum für Digitalisierung in Produktion und Produktentwicklung

Zentrum für Digitalisierung in Produktion und Produktentwicklung (ZDP)

Die Digitalisierung ist keine Trendwende sondern Bestandteil einer kontinuierlichen Entwicklung.

Mit dem Zentrum für Digitalisierung in Produktion und Produktentwicklung (ZDP) bietet die DHBW Ravensburg allen Unternehmen unabhängig von ihrer Größe gleichermaßen die Möglichkeit, den wachsenden Herausforderungen der Dynamisierung von Produkt- und damit auch Produktionslebenszyklen zu begegnen.

Vernetzung und Künstliche Intelligenz beeinflussen zunehmend die Tätigkeiten in der Produktion und erfordern die Fähigkeit, Prozesstechnologien und IT-Lösungen zu verknüpfen und dabei mit großen Datenmengen umgehen zu können.

Eine weitere Basis für eine erfolgreiche Digitalisierung in der automatisierten Produktion sind intelligente Sensoren. Für die Fusion und Interpretation der Daten werden geeignete Methoden immer wichtiger.

Lehre und Forschung gehen dabei Hand in Hand. Gemeinsam mit Partnerunternehmen können am ZDP kooperative Forschungsprojekte im Bereich Digitalisierung in der Produktion bearbeitet werden. Studierende sind dabei über forschungsintegrierte Lehrprojekt eingebunden und tragen ihr Wissen wiederum in die Unternehmen weiter. Auch die Inhalte der Lehrveranstaltungen und die Weiterentwicklung der Labore werden an die neuen Entwicklungen rund um die Digitalisierung angepasst. Mit der IWT Wirtschaft und Technik GmbH hat die DHBW Ravensburg dabei in der anwendungsorientierten Forschung einen starken Partner an der Seite.

Weiterführende Informationen

Imagebroschüre (PDF, 3 MB)

des ZDP

Infrastruktur

Labore

Produktionstechnische Zentrum (PTZ)

Im PTZ, dem Labor für Industrielle Messtechnik und im Labor für Automation erarbeitet man in praktischen Anwendungen Lösungen zur Datenaufnahme und -verarbeitung und zur Vernetzung der verschiedenen Ebenen der Automatisierungspyramide. Mit Hilfe kollaborativer Robotik werden beispielsweise über die Open Source-Plattform Robot Operating System (ROS) virtuelle Verknüpfungen über einen digitalen Zwilling erprobt entwickelt.

Lernfabrik

Die Lernfabrik des IWT Bodensee bietet dem Campus eine hochmoderne Produktionsumgebung mit einer vielfältigen Ausstattung an Robotern, Bandsystem, 3D Druckern. Ebenfalls sind Systeme für Augmented Reality und vieles mehr vorhanden. Digitalisierung in der Produktion und Produktentwicklung - IWT Wirtschaft und Technik GmbH (iwt-bodensee.de)

Software

visTable@touch (Plavis): Die Software von Plavis hilft bei der Planung, Analyse und Optimierung verfügbarer Fertigungsflächen am Campus Fallenbrunnen.

Process Simulator (GBU): Der Process Simulator ermöglicht eine dynamische Materialflusssimulation. Das Simulationswerkzeug kommt am Campus auch aufgrund seiner einfachen Handhabung zum Einsatz, um schnelle Ergebnisse hinsichtlich der Auslastung zu sehen und Engpässe schnell erkennen zu können. Über den im Tool vorhandenen Szenarienvergleich können gefahrlos Verbesserungsvorhaben auf Ihren Nutzen überprüft werden.

AssemblySuite (Taktiq): Mit der AssemblySuite nutzt die DHBW am Campus Fallenbrunnen ein Werkzeug, welches komplexe Produktions-Planungsprozesse abbilden kann. Zur Steuerung der hohen Varianz im Produktionsnetzwerk Fallenbrunnen bietet die AssemblySuite viele Möglichkeiten. Des Weiteren beinhaltet das Werkzeug Module zur Zeitwirtschaft (MTM) und für Ergonomieanalyse.

Peakboard (Peakboard): Peakboard visualisiert im Produktionsnetzwerk Fallenbrunnen die Produktionsfortschritte und Auslastungen in Echtzeit. Neben dem Anwendungsfall „Andon Board“ soll Peakboard zur Visualisierung von KPI’s für das Shopfloor Managment dienen.

Robot Operating System: Robot Operating System ist ein open source Framework für den Informationsaustausch in autonomen Automatisierungssystemen. Für die DHBW in Friedrichshafen ist es die Basis um Roboteranwendungen zu vernetzen und Kommunikation in Echtzeit zu realisieren.

Mikado (Optonic): Mikado ist eine Bin Picking Software von Optonic. Die Studierenden und Forschenden nutzen die Software um mit unserem UR Roboter das Bin Picking im Rahmen von Forschungsprojekte weiterzuentwickeln.

Forschung

Forschungskompetenz

Das ZDP legt seinen Forschungsschwerpunkt auf die Organisation und Steuerung von Produktionssystemen. In diesem Zusammenhang möchte das ZDP mit Hilfe neuer Technologien praxisnahe Lösungen für reale Problemstellungen, um steigende Komplexitäten mit höheren Varianten über die gesamte Supply Chain erforschen und realisieren. Zudem kann das ZDP starke Kompetenzen im Themenfeld Robotik und der Bildverarbeitung aufweisen.

Publikationen

2023

Sourcing Strategien in Zeiten multipler Krisen; Florian Bulander, Lars Ruhbach, Thomas Dietmüller; DHBW Schriftenreihe Technik 2023/02

2022

Applying game engine in robot simulation; Bastian Demmel, Marc Hölle, Thomas Dietmüller, Patrick Leber, Thomas Kibler; DHBW Schriftenreihe Technik 2022/01

Adequate Method Selection of Quantifying Verbal Knowledge in Context of Composite Manufacturing; Markus Schatz; TE 2022: The Future of Engineering

Modellieren von Expertenwissen um Faserverbundstrukturen mittels numerischer Optimierung leicht und kosteneffizient zu gestalten; Markus Schatz; DHBW AI Transfer Congress

Composite Strength and Analysis under Random Loading; S. Thelemann, M. Schatz; DLRK 2022

Increasing Structural Performance of Space Telescope Mirrors Through Simultaneous Shape and Size Optimization; M. Warzecha, M. Schatz, S. Lucarelli, C. Jütter; MDPI Journal – Aerospace 2022

2021

Robotics – An Educational Perspective; Harsh Shet, Kris Dalm, Rohan Sahuji., Thomas Dietmüller, Lars Ruhbach, Niklas Hohenauer, Matthias Münsch; DHBW Schriftenreihe Technik 2021/01

2020

Lean Philosophy versus Digitization? – An Attempt at Reconciliation; Lars Ruhbach, Kris Dalm; DHBW Schriftenreihe Technik 2020/01

Robotics – Functionality and Application of Collaborative Robots; Kris Dalm, Lars Ruhbach, Rohan Sahuji, Harsh Sheth, Thomas Dietmüller; DHBW Schriftenreihe Technik 2020/02

Zukunftsfabrik Bodensee

Studien- und Abschlussarbeiten

Die Zukunftsfabrik Bodensee bietet viele spannende Studienarbeiten sowie die Gelegenheit, eine interessante Abschlussarbeit zu schreiben.

Bereits erfolgreich abgeschlossene Studienarbeiten der Zukunftsfabrik können in der Broschüre nachgelesen werden.

Vision

Mit der Zukunftsfabrik Bodensee bildet das ZDP für seine Forschungstätigkeiten einen strategischen Mittelpunkt. An diesem werden sinnvolle und sich ergänzende wie auch unterstützende Forschungsaktivitäten unternommen und Synergien geschaffen.

Idee

Die Zukunftsfabrik Bodensee am Campus Fallenbrunnen bildet eine reale Wertschöpfungskette mit vernetzten, adaptiven und selbstlernenden Systemen ab. Gemeinsam mit der bestehenden Lernfabrik des IWT entsteht somit ein einzigartiges Produktionsnetzwerk. In dem Netzwerk wird ein „Smart Product“ in hoher Variantenvielfalt gefertigt und im Sinne der Kreislaufwirtschaft wieder zurückgeführt. Mit der Zukunftsfabrik wird die Grundlage für eine zielgerichtete, praxisorientierte Forschung und Lehre in den Bereichen Digitaler Zwilling, KI in der Produktion, Mensch-Maschine-Interaktion, Produktionsplattformen sowie Kreislaufwirtschaft ermöglicht. Die Forschungsvorhaben der KI- und Produktionsexperten des Campus Fallenbrunnen orientieren sich, durch das Einbeziehen der regionalen KMU, stets an den aktuellen Bedürfnissen der Industrie .

Konzept

Über ein mit Sensoren ausgestattetes Bandsystem soll das Produkt seine vier Stationen zur richtigen Zeit mit der richtigen Variante anfahren. Zu Beginn des Bandsystems wird mit Hilfe eines QR-Readers die benötigte Variante ins System eingelastet und das Produkt von dem definierten Bereitstellungsort mittels eines kollaborativen Roboters auf den Werkstückträger auf das Bandsystem gegeben. An der Station 2 werden Bolzen für die jeweilige Variante mittels Bin Picking kommissioniert und auf den Werkstückträger gegeben. Die dritte Station ist ein manueller Handarbeitsplatz. Dieser ist ergonomisch ideal ausgerichtet und beinhaltet eine entkoppelte Vormontage wie auch die finale Montage des Vorprodukts vor der Endprüfung im PTZ. Geführt wird der Werker durch ein hochmodernes Werkerassistenzsystem. Zum Ende des Bandes kommt die Endprüfung und die Übergabe auf das Transportsystem. Mit dem Transportsystem wird das Produkt über den Campus zur Lernfabrik geliefert, wo dann nach einer kurzen manuellen Montagetätigkeit die Endmontage mit einer automatisierten Schraubstation stattfindet. Diese Endmontage wird über einen weiteren Endprüfstand auf Richtigkeit geprüft, ehe das Produkt eingelagert und anschließend wieder für die Demontage bereitgestellt wird. Die Demontage erfolgt im selben Kreislauf wie die Montage.

Das beschriebene Konzept bietet sowohl dem Campus wie auch der regionalen Industrie einen hochinteressanten Use Case, in diesem gemeinsam spannende Industrie 4.0-Technologiethemen gelehrt, erforscht und umgesetzt werden können.

Schematische Abbildung des beschriebenen Konzepts

Umsetzung

Das Großprojekt am Campus Fallenbrunnen, welches im Oktober 2022 gestartet ist, setzt aktuell ein Projektteam aus 23 Studierenden, vier Professoren, vier Laboringenieuren, drei wissenschaftlichen Mitarbeitern sowie drei Doktoranden in 12 Teilprojekten in zwei Phasen um.

Das Projekt wird mit agilen wie auch klassischen Methoden im Mix geführt und hat einen definierten Start of Production (SOP) im Juli 2023.

Partner

Status

Die Layoutplanungen sowie der Aufbau eines Bandumlaufsystems sind bereits erfolgt. Die einzelnen Stationen im PTZ wurden hardwareseitig an das Bandumlaufsystem angedockt und fehlende Komponenten, wie Sensorik und Verkabelung beschafft. In der zweiten Phase werden die Vernetzung der Anlage sowie erste Datenauswertungen realisiert. Anschließend erfolgt die Inbetriebnahme des Systems.