Modulare Digitalisierungskonzepte für variantenreiche Fertigungen

Individualisierte Fertigungen wie im Photovoltaik-Technologie-Evaluations-Center (PV-TEC) stellen aufgrund des Varian­ten­reich­tums der hergestellten Produkte und der kontinuierlichen Veränderung der Fertigungs­möglichkeiten und Abläufe hohe Anforderungen an die Flexibilität von Softwaresystemen zur Fertigungsüberwachung und die Erfassung, Vernetzung und Analyse der dabei anfallenden Daten. Klassische Produk­tions­kontroll­systeme sind dem nur bedingt gewachsen, u. a. aufgrund der erforderlichen Anpassungen der Betriebsabläufe an diese Systeme und dem nicht unerheblichen Konfigurations- und Pflegeaufwand.

Daher entwickeln wir innovative modulare Digitalisierungskonzepte für die Planung und Verfolgung von Fertigungsaufträgen und die Erfassung und Analyse der anfallenden Daten, die den Anforderungen individualisierter Fertigungen gerecht werden. Neben der Auswahl und Implementierung geeigneter NoSQL-Datenbanken und der Entwicklung angepasster Meta-Datenmodelle entwickeln wir konkrete Applikationen zur Stammdatenverwaltung, Materialverwaltung, Experimentplanung und Auftragsverfolgung sowie zur Datenerfassung, Datenfilterung, Datenanalyse und zur dynamischen Reporterstellung.  Dabei legen wir Wert auf eine offene und leicht bedienbare Schnittstelle zum Datenbankverbund, die es dem Kunden ermöglicht, eigene Analyse- und Reporting-Tools mit geringem Aufwand an das System anzubinden.

Unsere Softwarelösung »SmartCell« zeichnet sich aus durch:

  • eine skalierbare, Mikro-Service-basierte Software-Architektur
  • eine Container-basierte Software-Implementierung und den Einsatz einer modernen Development&Operations (DevOps) Plattform, mit der CI/CD (continuous integration, delivery & deployment) und damit kurze Entwicklungszyklen gewährleistet werden
  • Bereitstellung einer einheitlichen »Single Source of Truth« Datenschnittstelle für alle Anwendungen

Sie ist daher leicht erweiterbar, effizient administrierbar und variabel integrierbar. Die Codequalität stellen wir durch den Einsatz professioneller Development & Operation Strategien sicher. Unser Software-ECO-System erfüllt damit die wesentlichen Voraussetzungen für den produktiven Einsatz im industriellen Umfeld und wird im PV-TEC des Fraunhofer ISE erfolgreich eingesetzt.

Anwendungsfälle »SmartCell«
© Fraunhofer ISE
Übersicht der vom »SmartCell«-System abgedeckten Anwendungsfälle mit den zugehörigen Modulen (Apps), die als Mikro-Service-Architektur durch die »Single Source of Truth«-Schnittstelle miteinander verbunden sind.
Applikation zur Experimentplanung (»ExpPlanApp«): Komplexe Experi-mentpläne mit mehreren Versuchsgruppen und hoher Variationstiefe (hier zweistufig in zwei Prozessschritten) werden in einer Matrix-Ansicht (links) und/oder Graph-Ansicht (rechts) konfiguriert und visualisiert.
© Fraunhofer ISE
Applikation zur Experimentplanung (»ExpPlanApp«): Komplexe Experi-mentpläne mit mehreren Versuchsgruppen und hoher Variationstiefe (hier zweistufig in zwei Prozessschritten) werden in einer Matrix-Ansicht (links) und/oder Graph-Ansicht (rechts) konfiguriert und visualisiert.
Applikation zur Auftragsverfolgung (»MonitorApp«): Arbeitsfortschritt wird automatisch anhand der abgelegten Daten und/oder Check-In-Vorgänge ermittelt, was eine lückenlose und einfache Erfassung von Ad-hoc-Schritten ermöglicht.
© Fraunhofer ISE
Applikation zur Auftragsverfolgung (»MonitorApp«): Arbeitsfortschritt wird automatisch anhand der abgelegten Daten und/oder Check-In-Vorgänge ermittelt, was eine lückenlose und einfache Erfassung von Ad-hoc-Schritten ermöglicht.
© Fraunhofer ISE

Ablauf der Erfassung, Vorverarbeitung, Archivierung und Bereitstellung von Daten in getrennten, aber verbundenen Datenbanken für Metadaten (Graph-DB) und Produktionsdaten (Dokumenten-DB) sowie filebasierte Bilddaten.

Unsere FuE-Leistungen umfassen:

  • Unterstützung bei der Digitalisierung der Datenerfassung in variantenreichen Fertigungen
  • Analyse der Digitalisierungsbedarfe bestehender Fertigungsumgebungen
  • Entwicklung und Implementierung angepasster Softwarelösungen zur Fertigungsüberwachung auf Basis des Software-ECO-Systems »SmartCell«
  • Anpassung bestehender Applikationen an individuelle Kundenanforderungen
  • Entwicklung neuer Applikationen gemäß Kundenanforderungen
  • Effiziente Bereitstellung bestehender Datenanalyse-Tools
  • Entwicklung und Implementierung neuer (KI-basierter) Datenanalyse-Tools
  • Schulung in der Bedienung des Softwaresystems

Weitere Informationen zu diesem Forschungsthema

Geschäftsfeldthema

Künstliche Intelligenz und Datenmanagement

Geschäftsfeld

Photovoltaik – Produktionstechnologie und Transfer