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Hochschule Pforzheim über das Thema „Selbstoptimierung vernetzter Produktionssysteme - Innovativ oder Illusorisch?“


Dieses Manuskript war die Vorlage für einen Artikel, der Anfang Mai 2018 in der Pforzheimer Zeitung erschien.

„Die Optimierung vernetzter Produktionssysteme geht. Dazu brauchen wir aber immer noch den Menschen“, damit fasste Dr. ing. Guido Sand von der Hochschule Pforzheim das Thema des Abends gut zusammen. Beim IT After Work im Pforzheimer Unternehmerzentrum Innotec referierte der Professor für Automatisierungstechnik in der Fakultät für Technik an der Hochschule Pforzheim über das Thema „Selbstoptimierung vernetzter Produktionssysteme - Innovativ oder Illusorisch?“ Sand, der neben seiner Professorentätigkeit Leiter des Steinbeis-Transferzentrums Modellierung und Optimierung technischer Systeme ist, lehrt und forscht seit über 15 Jahren im Bereich rechnergestützter Methoden in der industriellen Automatisierung.

Von 2006 bis 2016 leitete Sand zunächst Forschungsprojekte und später eine Forschergruppe im Bereich rechnergestütztes Produktionsmanagement am Forschungszentrum des Automatisierungskonzerns ABB.

Optimierung von Stahlprozessen und deren -produktion

Von dort aus hat Sand schon, 1993 rein akademisch, 2008 dann praktisch, mitgeholfen, Stahlprozesse und deren -produktion mathematisch zu optimieren. Zielfunktion dabei sei, am Ende möglichst viel Endprodukt herzustellen. Auch die Produktionsplanung beim Schmelzwerk und Warmwalzen kann so optimiert werden. Durch die direkte Weiterverarbeitung von Daten können ein höherer Durchsatz und kürzere Durchlaufzeiten erzielt werden.

Es geht immer um Daten und Digitalisierung

„Daten“ bzw. „Digitalisierung“ sind es, um die es auch Sand in seinem Vortrag geht. Bei der sogenannten „Industrie 4.0“ geht es im Gegensatz zur früheren Automatisierung von Muskelkraft um die Automatisierung von konnektiven Fähigkeiten. Im Kern geht es darum, mittels der Daten sichtbar zu machen, was in der Produktion passiert, um zu überlegen und vorauszusehen, was passiert, um darauf autonom reagieren zu können. Um cyber-physische Systeme, also einer realen Welt, korrespondierend zu digitalen Modellen, geht es. Oder wie es Sand beschreibt: um einen „digitalen Schattenwurf“, eine Datenvisualisierung, mithilfe derer Produktionsprozesse optimiert und überwacht werden. Sand nennt ein weiteres Beispiel. Weil ein Lichtbogenofen sehr viel Strom kostete und die Stahlwerkbetreiber das wussten, vernetzten sich diese mit dem Versorgungsnetzwerk, um nur dann zu heizen, wenn der Strompreis stabil ist, der durch die Kombination von Windenergie, Wasser etc. eher schwankt. Sands Idee liegt in der Selbstoptimierung (ohne Mensch) durch neuartige Rückführschleifen.

Vernetzung ist ausschlaggebend

Im Kern steht immer ein vernetztes Produktionssystem. Beispiel kann ein Auto im Straßenverkehr sowie eine Künstliche Intelligenz sein, die im Beispiel Auto aus Sensoren und Kamerasystemen besteht. Hiermit kann die Datenflut optimiert, die Situation erkannt und gesteuert werden, im Beispiel Auto sowohl Abstands-, als auch Geschwindigkeitsregelung, durch selbsttätiges Gasgeben und Bremsen.

Was Sand den rund 50 Teilnehmern an diesem Abend außerdem mitgab, ist es, sich lokal untereinander zu vernetzen, um global stark zu sein. Ein Kritikpunkt in der anschließenden Diskussion ist es, dass sich gerade die mittelständischen Firmen wohl noch zuwenig Gedanken um die digitale Modellierung technischer Systeme machen, möglicherweise weil hier jeweils die entsprechende Entwicklungsabteilung fehlt. Hochschulen könnten als Dienstleister bei der Gestaltung des digitalen Wandels helfen.

Karlsruhe als Anlaufzentrum für Fragen zur Digitalisierung

Auch das Digitale Innovationszentrum (DIZ) in Karlsruhe, das Projektpartner des Veranstalters des IT After Work, des Wirtschaft- und Stadtmarketings Pforzheim und der Medien-/IT-Initiative Pforzheim, ist, steht den Unternehmern dabei zur Seite.

Digitales Informationszentrum-DIZ