Forschungsprojekte Industrie 4.0

HAW Transferplattform Industrie 4.0

HAW Transferplattform Industrie 4.0

Die Fakultät Maschinenbau beteiligt sich aktiv an der vom Land BW geförderten Transferinitiative HAW Transferplattform Industrie 4.0.

Diese Plattform soll insbesondere dazu dienen, den kleinen und mittleren Unternehmen der Region den Zugang zu den Themen rund um Industrie 4.0 zu erleichtern. Die Hochschulen Aalen, Esslingen und Reutlingen nehmen gemeinsam mit der Steinbeis-Stiftung die Herausforderungen in Forschung, Lehre und Weiterbildung zur Unterstützung der KMU tatkräftig an.

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Sascha Röck

Kooperatives Promotionskolleg PROMISE 4.0

Kooperatives Promotionskolleg PROMISE 4.0

An der Fakultät Maschinenbau werden Doktorarbeiten zu dem Themengebiet „Smart Factory Data und Simulation“ im Kontext Industrie 4.0 am Virtual Automation Lab (VAL) betreut. Die Doktorarbeiten finden im Rahmen des kooperativen Promotionskollegs PROMISE 4.0 statt.

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Sascha Röck

Forschungslabor Virtual Automation Lab (VAL)

Forschungslabor Virtual Automation Lab (VAL)

Ziel des fakultätsinternen Forschungslabors ist es, maschinenbaunahe Themen rund um Industrie 4.0 wissenschaftlich mit einem großen Anwendungsbezug zu bearbeiten. Dazu werden Doktorarbeiten (bspw. im Rahmen des kooperativen Promotionskollegs PROMISE 4.0) im Labor angefertigt, in denen Fragestellungen zur Entwicklung und Umsetzbarkeit von Industrie 4.0 Technologien, insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen, bearbeitet werden. Die Projekte erfolgen in enger Zusammenarbeit mit Industrieunternehmen mit dem Ziel einen möglichst effizienten Forschungstransfer (bspw. im Rahmen der HAW Transferplattform Industrie 4.0) gewährleisten zu können.

Hier kommen Sie auf die Homepage des VAL.

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Sascha Röck

Smart Factory Testumgebung

Smart Factory Testumgebung

Nachdem die Fakultät MB im Rahmen der Transferinitiative „Transferplattform BW Industrie 4.0“ erfolgreich ein neues Forschungslabor namens Virtual Automation Lab (VAL) aufgebaut hat, wird das Portfolio um eine Smart Factory Testumgebung erweitert. Hierfür sollen Fertigungs- und Montageprozesse mit modernen Technologien ausgestattet werden. Dazu gehören physische Assistenzsysteme, wie kooperative und mobile Roboter, sowie virtuelle Assistenzsysteme, wie der digitale Zwilling und Augmented und Mixed Reality Umgebungen. Aus dem Labor für Umform- und Zerspannungstechnik (LUZ) sollen einzelne Werkzeugmaschinen (5-Achs-Bearbeitszentrum, Servopresse) in die Smart Factory integriert werden. Diese sollen über flexible Handhabungseinrichtungen, wie bspw. mobile Roboter (Fahrerlose Transportsysteme, Flugroboter), miteinander physisch vernetzt werden. Eine digitale Vernetzung über alle Stationen der Smart Factory soll über eine bereits am VAL vorhandene Edge-Cloud-Plattform realisiert werden. Diese Plattform ermöglicht schon heute die einfache Vernetzung von Maschinen über OPC UA und die Visualisierung der Daten über mobile Endgeräte und Datenbrillen. Auf dieser Basis soll ein mit modernen cloud- und servicebasierten Methoden ausgestatteter Industrie 4.0-Leitstand für die gesamte Smart Factory eingerichtet werden.

Studierende an der Hochschule Esslingen sollen mit modernen Technologien frühzeitig in Kontakt kommen und das daraus gewonnene Know-How in die Unternehmen tragen. Auch Industriefirmen sollen davon profitieren und neue Technologien in einer professionellen Umgebung erproben können. Die Fakultät MB möchte dabei eine fachübergreifende Zusammenarbeit zum Thema Industrie 4.0 mit anderen Fakultäten ermöglichen und ausbauen. Die Smart Factory Testumgebung wird über die nächsten 4 Jahre (01.2019 – 12.2022) aufgebaut. Das Projekt wird aus Strategiemitteln der Hochschule Esslingen und aus Haushaltsmitteln der Fakultät Maschinenbau finanziert.

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Sascha Röck (Projektsprecher)

Prof. Dr.-Ing. Tobias Kempf

Prof. Dr.-Ing. Ulrich Walter

Mixed Reality in the Loop Simulation (MRiLS)

Mixed Reality in the Loop Simulation (MRiLS)

Das Virtual Automation Lab (VAL) der Hochschule Esslingen wird in den nächsten drei Jahren in einem Verbundprojekt ein Schulungskonzept für technische Fachkräfte erforschen, bei dem Methoden der virtuellen und erweiterten Realität untersucht werden. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekt ist im Februar 2020 gestartet. Mit der öffentlichen Förderung und den Beiträgen der Industriepartner hat das Verbundprojekt ein Projektvolumen von insgesamt
1,83 Millionen Euro.

Kaum ein Berufsbild hat sich in den letzten Jahrzehnten mit einer solchen Dynamik gewandelt wie das von technischen Fachkräften: In den 80er Jahren löste die Einführung der Fabrikautomation völlig neue Disziplinen aus und machte in der Folge neue Berufsbilder erforderlich. Heute stehen mit dem Wandel hin zur intelligenten Fabrik („Smart Factory“) ähnliche Herausforderungen an, da die Automatisierung und die digitale Vernetzung der Maschinen immer weiter zunehmen. Diese Entwicklung wird im Speziellen auch die Anforderungen an Schulungskonzepte verändern.

Bislang sind Schulungsszenarien in der Ausbildung technischer Fachkräfte didaktisch-methodisch begrenzt. Zum einen stehen die Anlagen im laufenden Betrieb aufgrund der hohen Auslastung nicht zu jedem Zeitpunkt für Schulungszwecke zur Verfügung. Zum anderen können Gefahrensituationen durch das hohe Verletzungsrisiko nicht direkt an der Anlage trainiert werden.

Der "Digitale Zwilling" für die Schulung technischer Fachkräfte

Um den neuen Anforderungen an die Schulung technischer Fachkräfte gerecht zu werden, wird im Rahmen dieses Projektes die Schulung mittels Mixed Reality in the Loop Simulation (MRiLS) erforscht. In der Mixed Reality kann die reale Welt um virtuelle Objekte ergänzt werden. Diese virtuellen Ergänzungen betrachtet der Anwender über moderne Visualisierungsmethoden wie beispielsweise Augmented Reality und Virtual Reality. Das hierfür verwendete Simulationsmodell wird zudem an die reale Steuerungshardware angebunden und ermöglicht damit erstmals, dass technische Fachkräfte mit der realen Steuerungstechnik arbeiten und die Reaktion der virtuellen Produktionsanlage quasi live erleben.

„Die Schulung technischer Fachkräfte ist eine immer wichtiger werdende Aufgabe. Dieses Projekt hat das Potential, Schulungskonzepte nachhaltig weiterzuentwickeln und bietet die Möglichkeit, Gefahrensituationen virtuell und dadurch ohne Risiko zu trainieren“, sagt Projektleiter und Prorektor Forschung und Transfer, Prof. Dr.-Ing. Sascha Röck. Das Virtual Automation Lab (VAL) der Hochschule Esslingen unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Sascha Röck und Marc Schnierle, M.Sc. ist im Rahmen dieses Projektes für die Mixed Reality Simulationsmodelle sowie für die Synchronisation mehrerer Schulungsteilnehmer in einer gemeinsamen virtuellen Umgebung verantwortlich.

Im Rahmen des Forschungsprojekts werden die erforschten Methoden sowohl in der beruflichen und der betrieblichen Bildung als auch in der Hochschulbildung erprobt und ausgewertet.

Forschungspartner aus Wissenschaft, Bildung und Industrie

Im Rahmen des Verbundprojekts haben sich Partner aus Wissenschaft, Industrie und Bildung zu einem Konsortium zusammengeschlossen. Die drei wissenschaftlichen Partner das Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart, die Professur für Erwachsenenbildung und Weiterbildung der Otto-Friedrich-Universität Bamberg und das Virtual Automation Lab (VAL) der Hochschule Esslingen forschen gemeinsam mit den beiden industriellen Partnern ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH und Ingenieurbüro Roth GmbH & Co. KG. Zudem konnten die beruflichen Schulen Friedrich-Ebert-Schule Esslingen, Max-Eyth-Schule Kirchheim und Philipp-Matthäus-Hahn-Schule Nürtingen als assoziierte Partner für das Konsortium gewonnen werden.

Mixed Reality in der beruflichen Bildung im Landkreis Esslingen

Bereits seit 2017 bringt das Virtual Automation Lab die Forschungsergebnisse im Rahmen des vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg geförderten Projekts Transferplattform BW Industrie 4.0 in industrielle Anwendungen ein. Der Fokus hierbei liegt auf einem niederschwelligen Zugang zu Mixed Reality Anwendungen für kleine und mittlere Unternehmen (KMU).

Diese Aktivitäten haben auch im Bildungssektor für Aufmerksamkeit gesorgt. Seit 2018 entwickelt das Virtual Automation Lab der Hochschule Esslingen in einem Pilotprojekt mit der Max-Eyth-Schule Kirchheim an der digitalen Zukunft der Lehre in der beruflichen Bildung. Die vom Virtual Automation Lab entwickelte Plattform ermöglicht den Schülerinnen und Schülern, den Digitalen Zwilling einer Produktionsanlage, beispielsweise eines Roboters, virtuell in einem beliebigen Raum zu platzieren und mit diesem zu interagieren. Dieses zukunftsweisende Projekt wird durch den Landkreis Esslingen zusammen mit der Bildungsstiftung der Kreissparkasse Esslingen-Nürtingen initiiert und gefördert.

Weitere Informationen:

https://www.virtual-automation-lab.de/

https://www.mrils.de/

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Sascha Röck

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