Anwendungsorientierte Forschung: ERP und MES für die Fabrik der Zukunft

Die Umsetzung wandlungsfähiger Produktionssysteme: Das ist eine existenzielle Aufgabe für viele Industrieunternehmen und Gegenstand von drei anwendungsorientierten Forschungskooperationen, in denen PSI als Industriepartner involviert ist. So gestaltet das Unternehmen die Fabrik der Zukunft mit und treibt gleichzeitig die Weiterentwicklung des eigenen ERP-MES-Leistungsportfolios voran.

Neben der Forschung im klassischen Sinne sind Forschungskooperationen ein zentrales Standbein für die inhaltliche Ausrichtung aller Komponenten des ERP-MES-Lösungsportfolios der PSI Automotive & Industry. Gemeinsam mit Universitäten, Forschungseinrichtungen und Industriepartnern arbeitet der IT-Spezialist für diskrete Fertigung in richtungsweisenden Verbundprojekten. Das entscheidende Kriterium für eine Beteiligung ist dabei immer die Anwenderorientierung. Denn sie trägt dafür Sorge, dass die Ergebnisse alles andere als die berühmte graue Theorie bleiben, sondern real in der Fabrik der Zukunft ankommen.

Industrie 4.0: Digitaler Zwilling und vertikale Integration

Ein gutes Beispiel ist eines der prominentesten Zukunftsprojekte: Industrie 4.0. Was noch vor wenigen Jahren für viele deutsche Mittelständler utopisch klang, kommt inzwischen gut bei und in den Anwenderunternehmen an.

Industrie 4.0: Die Anforderungen an die vertikale Integration von Sensoren bis zur Unternehmenssteuerung werden immer konkreter.

Simulationsszenarien auf Basis von digitalen Produktionsabbildern, die Abläufe effizient optimieren, halten schrittweise Einzug in die Leitzentralen. Zudem bekommt die unternehmensübergreifende Zusammenarbeit insbesondere zwischen Zulieferern und Produzenten von Enderzeugnissen mittels eines standardisierten Informationsaustauschs neuen Schwung.

Alle diese Themen müssen sich auch in den für die Fertigung genutzten Softwareprodukten widerspiegeln. Daher liegt der Schwerpunkt der Forschung und Entwicklung funktional auf diesen vier Themenbereichen:

1. Digitale Zwillinge,
2. Vertikale Integration der Produktionstechnik mit dem Softwareüberbau,
3. Unternehmensübergreifende Kooperation sowie
4. Unterstützung bei Nachhaltigkeitsinitiativen und optimaler Energienutzung.

Es ist davon auszugehen, dass in der Zukunft vor allem die Bedeutung der beiden erstgenannten Themen weiter zunehmen wird. Die notwendige Standardisierung von

• Daten,
• Informationen,
• Protokollen und
• Kommunikationsarten

von der Planung (ERP) bis in den Shopfloor (MES) gilt als große Herausforderung für Hersteller und Betreiber von Maschinen und Anlagen ebenso wie für Softwareanbieter.

BaSys 4.2: Plug-and-Play ERP

Vor genau diesem Hintergrund forscht PSI mit 18 weiteren Unternehmen aus Forschung, Automatisierung und Produktion im Projekt BaSys 4.2. Im Wesentlichen zielt das Projekt auf die Weiterentwicklung von Standardisierungsansätzen für digitale Zwillinge aus dem Vorprojekt BaSys 4.0 (Basissystem Industrie 4.0), um eine Plug-and-Play-Integration von Produktionstechnik zu unterstützen. Die übergeordneten Ziele lauten

• Gestaltung wandlungsfähiger Produktionssysteme,
• Integration mit höheren Automatisierungsschichten im Bereich ERP und MES sowie
• Unterstützung von Plug-and-Produce-Konzepten von der Automatisierung bis zum ERP.

Maßgeblich für PSI ist einerseits der Aspekt der vertikalen Integration und andererseits die Reduzierung des Aufwands für die Errichtung und Einführung von Gesamt-Lösungen und ERP-Systemen.

Ein Basissystem für Produktionsanlagen soll entstehen, das die effiziente Wandelbarkeit eines Produktionsprozesses und damit eine zentrale Herausforderung der vierten industriellen Revolution realisiert.

Hierfür gilt es in erster Linie, bestehende Technologien effizient zu vernetzen und zu integrieren. Aus diesem Grund kooperiert das Projektkonsortium sowohl mit der Plattform Industrie 4.0 als auch mit der Industrial Digital Twin Association (IDTA).

BaSys: Übergreifende Produktion

Das dritte beispielhafte Anwendungsprojekt BaSys baut auf den fortgeschrittenen Arbeiten und Ergebnissen der Förderprojekte BaSys 4.0 und BaSys 4.2 auf. Es nutzt die entwickelten Technologien, um in konkreten Anwendungskontexten wiederverwendbaren Lösungen für die Industrie 4.0 zu realisieren. Die Idee: Die Lösungen sollen für eine breite Masse von Anwendern nutzbar gemacht werden. So sollen auch kleinere Unternehmen beispielsweise von KI-Lösungen profitieren, und diese mit geringem Aufwand einsetzen können.

PSI Automotive & Industry leistet in diesem Projekt den Beitrag Fraktales MES: Dieser Anwendungsfall hat zum Ziel, prototypisch ein auf autonome Ressourcen zugeschnittenes und standardisiertes MES zu entwickeln.

Zukunftsfähige Anwendersysteme

Unternehmensabteilungen, Lieferanten, Kunden und Partner: Immer enger wachsen Organisationen zusammen. Auch die IT, allen voran ERP-MES-Lösungen, müssen dieser Entwicklung Rechnung tragen und sie durch entsprechende neue Technologien, Architekturen und Standards unterstützen. PSI Automotive & Industry setzt daher auf eine Mischung aus klassischer Forschung und anwenderzentrierten Forschungskooperationen, z. B. in der Forschungsreihe BaSyS.

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