Inhalte der Online-Ausgabe 3-2025

Die Zukunft der industriellen Produktion

T. Bauernhansl – Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb IFF, Universität Stuttgart; Fraunhofer-­Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Unternehmen stehen heute vor der dringenden Aufgabe, sich an eine hochdynamische und durch Volatilität geprägte Wirtschaft anzupassen. Wer in Deutschland auch morgen noch wettbewerbsfähig produzieren will, muss konsequent auf flexible, produktive und somit digital vernetzte Produktionssysteme setzen. Die Antwort auf diese Heraus­forderung liegt unter anderem in der Matrixproduktion – einem revolutionären Ansatz, der starre Strukturen ablöst und Produktivität mit Flexibilität verbindet. Die aktuelle Ausgabe der wt Werkstattstechnik online zeigt, wie dieses Konzept die industrielle Zukunft prägen kann. S. 122

Digitale altersgerechte Arbeitsgestaltung

M. Tröster, B. Hu, V. Kopp, U. Daub; U. Schneider, T. Bauernhansl; M. Spitzhirn – Fraunhofer IPA, Stuttgart; Universität Stuttgart, Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb IFF; imk Industrial Intelligence GmbH, Chemnitz

Ungünstig gestaltete Arbeitsplätze und -prozesse können das Risiko für Muskel-Skelett-­Erkrankungen (MSE) erhöhen und insbesondere die Einsatz­fähigkeit älterer Beschäftigter einschränken. Anhand eines Arbeitsplatzes in der Kosmetikindustrie wird gezeigt, wie mittels ema Work Designer Arbeitsprozesse unter Einsatz von digitalen Mensch­modellen simuliert und optimiert werden. Dadurch konnten ergonomische und wirtschaftliche Probleme identifiziert und gezielte Maßnahmen ableitet werden, die jungen als auch älteren Mitarbeitenden eine gesundheits­gerechte und effiziente Arbeit ermöglichen. S. 123

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-03-5

Low-Code/No-Code erfolgreich implementieren

J. Pydde, R. Ziegler, A. Mezger – Fraunhofer IPA, Stuttgart

Unternehmen müssen sich durch die digitale Transformation flexibel anpassen. Low Code/No Code (LCNC) bietet hierfür eine Lösung, indem es die Softwareentwicklung vereinfacht. Diese Arbeit identifiziert Erfolgsfaktoren für die Implementierung von LCNC-Lösungen in produzierenden Unternehmen. Die Literatur wird in Mensch, Technologie, Organisation und Aufgabe kategorisiert. Ein Prisma-basierter, systematischer Literaturreview dient der Analyse, um einen Leitfaden für die Implementierung von LCNC-­Lösungen zu erstellen. S. 132

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-03-14

Einsatz der AAS zur Abbildung eines Robotersystems

L. Wittmann, M. Luber, S. Philipp, J. Schilp – Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV, Augsburg

Für die Erfüllung der Prinzipien der Industrie 4.0 ist die einheitliche Beschreibung der Zustände, Eigenschaften und Fähigkeiten von Produktionssystemen von entscheidender Bedeutung. Um dabei Interoperabilität gewährleisten zu können, werden Standards wie die Asset Administration Shell (AAS) verwendet. Die Definition eines Prozesses zur Erstellung und eine Softwarearchitektur zur Implementierung der AAS innerhalb eines modularen Robotersystems tragen dazu bei, Industrie-4.0-Szenarien umzusetzen. S. 141

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-03-23

Fusion der biologischen und industriellen Transformation

T. Riedelsheimer, L. Faßbender, K. Lindow – Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK, Berlin

Globale Themen wie die Klimakrise und Ressourcenknappheit sowie verstärkte regulatorische Anforderungen fordern die industrielle Wertschöpfung heraus. Digitale Lösungen ermöglichen eine nachhaltigere und zirkuläre Produktion. Die Idee der Biologischen Transformation überträgt biologische Prinzipien auf Prozesse im Produktlebenszyklus und kombiniert sie mit Industrie 4.0-Technologien. Ein Ansatz sind Digitale Zwillinge, die Transparenz und Optimierung von Produkten, beispielsweise aus biobasierten Materialien, fördern. S. 148

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-03-30

Interaktionsfähiger mobiler Roboter in der Logistik

J. Berger, S. Lu, C. Pest – Fraunhofer IGCV, Augsburg

Interaktive mobile Roboter bieten Potenzial, Effizienz und Ergonomie in der Logistik zu steigern. Dieser Beitrag beschreibt die Entwicklung, Implementierung und Evaluation eines Interaktionssystems, das auf die Anforderungen eines Logistikumfelds abgestimmt ist. Basierend auf einer modularen Architektur kombiniert das Robotersystem Interaktionstechnologien mit robuster Aufgabenverwaltung. Eine Evaluation im Anwendungsfall der Maßartikellagerung zeigt die Vorteile intuitiver Mensch-Roboter-­Interaktion und Optimierungspotenziale, insbesondere in Sprachsteuerung und Tätigkeitsdetektion. S. 156

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-03-38

KI ermöglicht automatisierte Qualitätskontrolle

B. Denkena, H. Buhl, J. Geggier – Leibniz Universität Hannover, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen

Die Qualitätskontrolle geschliffener Oberflächen erfolgt bei komplexen Geometrien meist manuell, da automatisierte Systeme mit einem hohem Parametrierungsaufwand einhergehen. Dieser Beitrag stellt ein automatisiertes System zur Prüfung komplex-gebogener Aluminiumprofile vor. Zum Einsatz kommen eine robotergeführte Industriekamera für die Datenerfassung sowie Methoden der Bild­verarbeitung und künstlichen Intelligenz (KI) zur Datenanalyse, die den Parametrierungsaufwand reduzieren. S. 164

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-03-46

Kraftverläufe in der Batteriewickelhandhabung

R. Lodwig, F. Böttinger – Fraunhofer IPA, Stuttgart

Bereits in der Herstellung sind Batteriezellen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Im Zentrum für Digitalisierte Batteriezellenfertigung (ZDB) wurde für den Prozess des Wickelräumens, als Vorbereitung zum Verschweißen von Becher und Wickel, eine Untersuchung der tolerierbaren Kräfte durchgeführt und es wurden Grenzwerte für die Prozessierung innerhalb der Schweißanlage festgelegt. Die im Betrieb aufgenommenen Daten wurden automatisch ausgegeben und IT-Diensten und Visualisierungen zur Verfügung gestellt. S. 172

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-03-54

Inline-Messtechnik für kontinuierliche Prozesse

T. Dempfle, M. Rieger, S. Strauß; A. Kabardiadi-Virkovski, L. Kläber, C. Taudt – Fraunhofer IGCV, Augsburg; Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, Dresden

Das Projekt PulLoop entwickelt kostengünstige, berührungslose Messsysteme für kontinuierliche Produktionsverfahren wie Pultrusion und Extrusion. Ziel ist die Integration eines optischen Messsystems zur Reduzierung von Ausschuss und zur datengetriebenen Prozessoptimierung. Der Closed-Loop-Ansatz ermöglicht eine effiziente Produktion mit präziser Toleranzdokumentation. S. 178

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-03-60

Onlinebahnplanung mittels Reinforcement Learning

J. Möhrle, A. Gaugenrieder, C. Härdtlein, R. Daub – Fraunhofer IGCV, Stuttgart

In Produktionen mit hoher Variantenvielfalt und kurzen Produktlebenszyklen steigert Onlinebahnplanung die Wandlungsfähigkeit autonomer Roboter. Mittels Reinforcement Learning (RL) sind Roboter in der Lage, sich dynamisch an variierende Bedingungen anzupassen und komplexe Tätigkeiten zu automatisieren. Dieser Beitrag erläutert die Grundlagen von Onlinebahnplanung mittels RL, stellt ein Konzept anhand der Abfallsammlung im öffentlichen Raum vor und diskutiert dessen Transfer in die Industrie. S. 185

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-03-67

Matrixproduktionssysteme: steuerungsrelevante Kennzahlen

K. Nordwig, T. Bauernhansl; M. Kunze, W. Sopha – Fraunhofer IPA, Stuttgart; Hochschule für Wirtschaft und Umwelt Nürtingen-Geislingen

Matrixproduktionssysteme sind flexibel und gleichzeitig produktiv. Für einen reibungslosen Betrieb werden präzise Informationen benötigt. Deshalb ist es wichtig, sich mit der Frage zu beschäftigen, ob es spezifische steuerungsrelevante Kennzahlen für die Matrixproduktion gibt. In diesem Beitrag werden steuerungsrelevante Kennzahlen identifiziert und der Einfluss von Störgrößen untersucht, um einen möglichst reibungslosen Betrieb zu erreichen. S. 193

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-03-75

Realisierung modularer Montagezellen

A. Gaugenrieder, J. Möhrle, J. Fink, C. Härdtlein, R. Daub – Fraunhofer IGCV, Augsburg

Ein Instrument zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit von Montagesystemen ist die technische Wandlungsfähigkeit. Die Modularisierung ist ein Schlüssel­faktor der Wandlungsfähigkeit. In dieser Arbeit werden die unterschiedlichen Dimensionen der Modularisierung beschrieben. Die Umsetzung modularer Montagesysteme erfordert komplexe Schnittstellen zwischen den eingesetzten Modulen. Ein beispielhaftes modulares Montagesystem wird vorgestellt und dessen Rekonfigurationszeit gemessen. S. 205

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-03-87

Transglutaminase und Sojaproteinisolat im 3D-Druck

S. Eigner, S. Hohmann, K. Protte-Freitag, H. Rothe, R. Miehe; H.-A. Christ – Fraunhofer IPA, Stuttgart; Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI, Braunschweig

Biobasierte und biologisch abbaubare Druckmaterialien gewinnen in der additiven Fertigung zunehmend an Bedeutung. Durch den Einsatz von Enzymen bei der Materialherstellung lassen sich die Druck­eigenschaften der Materialien gezielt verbessern. Dieser Beitrag präsentiert die bisherigen Versuchsergebnisse, die darauf abzielen, Sojaproteinisolat mithilfe von Transglutaminase zu vernetzen, um die adhäsiven Eigenschaften eines Holz­bindemittels zu steigern und so ein verbessertes Material für die additive Fertigung zu entwickeln. S. 214

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-03-96

Gleitschleifen additiv gefertigter Bauteile

S. Stribick, E. Dieringer, S. Shenberg-Stotz – Fraunhofer IPA, Stuttgart

Die additive Fertigung liefert Sonderbauteile in großer Form- und Variantenvielfalt. Die druckrauen Oberflächen müssen jedoch – häufig manuell – nachbearbeitet werden, um höchste mechanische Eigen­schaften zu erreichen. Im Rahmen dieses Beitrags wird überprüft, inwieweit sich das automatisierbare Gleitschleifen für die Nachbearbeitung von additiv gefertigten Bauteilen eignet und welche Herausforderungen dabei zukünftig zu lösen sind. S. 220

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-03-102