Software-definierte Fertigung: Förderprojekt SDM4FZI auf der Zielgeraden

Um nichts weniger als die Zukunft der Steuerungstechnik ging es am 17. und 18. September bei den Stuttgarter Innovationstagen 2024 in der Alten Reithalle im Maritim Hotel der baden-württembergischen Landeshauptstadt. Bereits zum siebten Male organisierte das Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart diese Tagung für Fachleute aus Wissenschaft und Industrie. Das Leitthema in diesem Jahr lautete: Software-defined Manufacturing (SDM). Nicht von ungefähr: Denn Ziel ist es, trotz volatiler Märkte eine wirtschaftliche Produktion zu ermöglichen, und das rein software-definiert – ein absolutes Zukunftsthema. Mit dabei war ein Team von Bosch Research.

In den vergangenen drei Jahren arbeiteten Johannes Fisel, Projektleiter SDM, und Benedikt Feldotto, Aktivitätsleiter Software-Defined Factory Operations, gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen an ihrer Vision: die Entwicklung und den Betrieb von Produktionssystemen mit etablierten Methoden aus der IT neu zu denken. Dazu trennte das Team Produktions­anwendungen von Hardware und Infrastruktur, vergleichbar mit dem Smartphone. Dessen Funktion und Einsatzzweck wird maßgeblich durch die verwendeten Applikationen geprägt – es ist also software-definiert. Dieses Prinzip übertrug das Team im vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Projekt SDM4FZI – Software-defined Manufacturing für die Fahrzeug- und Zulieferindustrie auf die industrielle Produktion. In dem großen Verbundprojekt mit breit gefächertem Konsortium betrieben rund 30 Projektpartnerinnen und -partner grundlegende sowie angewandte Forschungsarbeiten. Bosch Research übernahm dabei die Rolle des Konsortialführers. Das Projekt endet zum 30. September 2024. Ein Teil der Partnerinnen und Partner verlängerte die Laufzeit, um einzelne Teilaspekte fertigzustellen. Das Team von Bosch Research hat seine Projektarbeiten abgeschlossen und präsentierte bei den Stuttgarter Innovationstagen 2024 seine Ergebnisse.

Schon 2022 hatte Johannes Fisel mit seinem Team das Konzept SDM rund ein Jahr nach Projektstart bei den Stuttgarter Innovationstagen vorgestellt. „Nun schließt sich der Kreis und die Präsentation unserer Ergebnisse bei den Stuttgarter Innovationstagen ist für uns ein schöner und erfolgreicher Abschluss des Projekts“, sagt Johannes Fisel. Am 17. September, dem ersten Tag der Tagung, berichtete er gemeinsam mit Michael Neubauer vom ISW über Vision und Zielsetzung des Projekts, aber auch über die Hürden, die es zu überwinden galt, und die Lösungen, die sie dafür erarbeiten konnten. Beispiele hierfür sind ein Referenzmodell als Bauplan für digitale Zwillinge und eine virtualisierte Steuerungstechnik, mit der die Maschinensteuerung vom Schaltschrank in die Edge-Cloud verlagert werden kann. Mit dem Konzept SDM wird den großen Herausforderungen der Gegenwart, wie zum Beispiel schwankenden Lieferketten und Handelskrisen, begegnet. Zudem informierten die beiden Forscher über die beteiligten Partner und darüber, welche Arbeitspakete geschnürt wurden, um die Ergebnisse zu erzielen.

Am zweiten Tag der Tagung, am 18. September, kam Benedikt Feldotto zu Wort. In seinem Vortrag sprach er konkret über die Ergebnisse des Arbeitspakets, mit dem das Team von Bosch Research betraut war: wandlungsfähige Produktionssysteme durch SDM. Besonders im Blickfeld stand dabei SDM als Lösung für Wandlungsfähigkeit bei wachsender Produktvarianz und sinkenden Stückzahlen. Benedikt Feldotto stellte zudem Industriebeispiele vor: den Bosch-Forschungsdemonstrator zur wandlungsfähigen Produktion auf der ARENA2036 sowie die Rekonfiguration eines Werkzeugwechslers auf Basis von Verwaltungsschalen am digitalen Zwilling in Zusammenarbeit mit HOMAG, Bosch Rexroth, ISG Industrielle Steuerungstechnik und ISW.

Die Forschung und Entwicklung in öffentlichen Projekten läuft vorwettbewerblich ab. Anhand der Demonstratoren lässt sich jedoch bereits erkennen, dass die Ergebnisse ein hohes Potenzial zur industriellen Nutzung aufweisen. Genau dies ist der nächste Schritt: Gemeinsam mit Bosch-Geschäftsbereichen erarbeitet Bosch Research Möglichkeiten, die Anwendungen des SDM auf den Markt zu bringen sowie in der eigenen Produktion einzusetzen.