Mit der digitalen Lernfabrik SmartPro 4.0 wird an der ZHAW School of Engineering seit Kurzem am Beispiel einer Kugelschreibermontage vorexerziert, wie eine Produktionsanlage im Zeitalter von Industrie 4.0 funktionieren soll. Gemäss Angaben der ZHAW ist man damit die erste Hochschule, die eine solche Anlage zu Demonstrations- und Lernzwecken geschaffen hat.

SmartPro 4.0, das für Smart Production steht, soll sowohl den Studentinnen und Studenten der Lehre und anwendungsorientierter Forschung dienen. Andererseits soll das Industrie-4.0-Schaubeispiel einen direkten Transfer von Wissen in die Industrie zu ermöglichen. «Indem wir die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse an unsere Studierenden und an Fach- und Führungskräfte weitergeben, können wir den Wissenstransfer in die Praxis enorm vorantreiben und beschleunigen», sagt Lernfabrik-Initiator Wernher van de Venn. «Damit erzeugen wir eine Win-Win-Situation für Industrie und Hochschule», ist er überzeugt.

SmartPro 4.0 soll die intelligente Produktion der Zukunft veranshaulichen helfen. Alle wesentlichen Aspekte einer Produktion der Industrie 4.0 und deren Vernetzung innerhalb der Wertschöpfungskette lassen sich hier nachbilden, erproben und simulieren. Die digitale Lernfabrik ist mit professionellen Komponenten diverser Industriepartner ausgestattet. Hergestellt werden individuell anpassbare Consumer-Produkte – beispielhaft Kugelschreiber, die über eine Web- oder Smartphone-App bestellt werden können. Die Angaben und Wünsche der Verbraucher werden in Echtzeit direkt über die App an die Produktionsanlage gesendet, die daraufhin mit der Auswahl der Teile beginnt.

Ein Transportsystem sammelt sodann die nötigen Einzelteile ein. Sensoren ermitteln dabei die Teile in den gewünschten Farben. Das Produkt durchläuft keine fest vorgegebene Montagestrasse. «Die einzelnen Komponenten und Systeme sind intelligent sowie kommunikationsfähig», so van de Venn. «SmartPro ist dank Kameras, Sensoren und der Vernetzung über die Cloud dazu fähig, sich selbst zu steuern», fügt er an.

Die digitale Lernfabrik der ZHAW umfasst alles, was eine Anlage der Industrie 4.0 können muss: Von Materialhandling und -transport über RFID-Technologie zur Produkterkennung, Mensch-Roboter-Kollaboration und KI-Algorithmen zur Datenauswertung bis hin zu Cloud-Fertigungsstrategien sowie Service- und Wartungsstrategien.

Dazu werden Benutzerschnittstellen wie die Microsoft HoloLens eingebunden und ein umfangreiches Product Customizing ermöglicht. Alle Produktionseinheiten seien dabei als cyber-physikalische Systeme (CPS) konzipiert, heisst es.

Ein digitaler Zwilling bildet schliesslich als 3D-Modell am Bildschirm sämtliche Abläufe der kompletten Montageanlage in Echtzeit ab.