Model-based Systems

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Amon Göppert, M.Sc. RWTH

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Benjamin Montavon, M.Sc.

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Kompetenzfelder

Die heutigen Herausforderungen der Produktionstechnik lassen sich nicht mehr durch starre Automatisierungssysteme und nachgelagerte Qualitätssicherungsansätze lösen. Digitalisierte, datengetriebene und modellbasierte Systeme ermöglichen eine adaptive Automatisierung sowie die Einbettung der Qualitätssicherung direkt in die Prozessketten entlang des gesamten Produktlebenszyklus bis hin zu Recycling und Remanufacturing. Die Grundlage bilden dabei die valide Erfassung und das durchgängige Management von Daten sowie die innovative Orchestrierung und Steuerung von Automatisierungsressourcen.

Hieran orientieren sich die Forschungsschwerpunkte der Abteilung Model-based Systems und setzen mit der Entwicklung integrierbarer Sensorsysteme ein. Geleitet vom Paradigma „Data-driven Automation" werden neuartige Automatisierungssysteme bestehend aus stationären und mobilen Robotern unter anderem in den Anwendungsdomänen der Montage sowie des Bauens erforscht. Weiterhin stehen die daten- und modellgetriebene Vernetzung konventioneller und additiver Fertigungsprozesse mit mehrdimensionalen bildgebenden Technologien auf Röntgen-, Thermografie- und Ultraschallbasis im Fokus. Künstliche Intelligenz und klassische Algorithmen werden kombiniert, um individualisierte Machine Vision und Predictive Quality Lösungen zu ermöglichen. Hieran knüpft die Weiterentwicklung von Methoden der Prozesskontrolle von Regel- hin zu Daten- und Risikobasierten Verfahren an.

Den themenübergreifenden Backbone bildet eine tiefgehende Expertise zum Aufbau und Betrieb leistungsfähiger Dateninfrastrukturen, der entsprechenden Softwarestacks sowie der Kommunikationswege von der Feld- über die Edge bis zur Cloudebene mittels neuster Enabler-Technologien wie 5G. Diese infrastrukturelle Grundlage spiegelt sich kontinuierlich auch im Exzellenzcluster "Internet of Production" und dem 5G Industry Campus Europe wider. Unsere Arbeitsweise ist durch eine enge Zusammenarbeit mit unseren Industriepartnern aus verschiedenen Branchen (Automobil, Elektronik, Medizintechnik, Luftfahrt, etc.) geprägt. So gewährleisten wir in unserer Forschung einen hohen Bezug zu praktischen Fragestellungen und stellen von Anfang an den Ergebnistransfer von der Produktionsforschung in die Anwendung sicher.

 

Dienstleistungen

Roboter Urheberrecht: © WZL/Strauch

Die Abteilung Model-based Systems unterstützt Unternehmen bei der Entwicklung und Umsetzung neuartiger sensor- und datenbasierter Lösungen für die Produktion. Das Leistungsspektrum geht von klassischen Analyse- und Beratungsprojekten bis hin zur technischen Entwicklung individueller Sensorlösungen. Für die Entwicklung von Prototypen und Demonstratoren steht uns eine umfangreiche Auswahl an Messsystemen, Robotern, Werkzeugmaschinen und Automatisierungstechnikkomponenten zur Verfügung.

Konkrete Angebote sind:

Model-based Assembly Automation

  • Linienlose Montagesysteme – Wir konzeptionieren und validieren Ihre maßgeschneiderte flexible Montagelinie mit simulationsbasierten Szenarioanalysen
  • Intelligente Robotermanipulation für Montageaufgaben – Wir automatisieren Ihre herausfordernden Montageaufgaben mit Robotic Sensor Systems
  • Standardisierte Datenmodelle der Montage – Mit einer Digital-Twin-Pipeline stellen wir die Datenqualität Ihrer digitalen Zwillinge sicher und machen sie nutzbar für die Produktionsplanung und -steuerung

Large Scale Metrology

  • On-Machine Measurements – Wir unterstützen Sie rückgeführte Messungen direkt auf der Werkzeugmaschine und innerhalb definierter Messunsicherheiten durchzuführen
  • Smarte Sensor Systeme – Wir vernetzen Industrie 4.0 fähige Sensoren Ihrer Produktion und entwickeln individuelle Sonderlösungen für Sie
  • Virtuelle Klimatisierung – Wir messen, simulieren und kompensieren Temperatureinflüsse für Ihre großvolumigen Anwendungen

Industrial Computed Tomography

  • Machine Vision for Automation – Wir entwickeln zugeschnittene Machine Vision Lösungen zur Automatisierung Ihrer Fertigungsprozesse – von der Sensorauswahl bis zur Datenschnittstelle
  • Künstliche Intelligenz in der Bildverarbeitung – Wir nutzen Machine-Learning-Verfahren und kombinieren sie mit klassischen Bildverarbeitungsmethoden, um auch für komplizierte Anwendungen eine Bild-basierte Qualitätssicherung zu ermöglichen
  • Tomographische Messungen – Wir prüfen innere und äußere Merkmale Ihrer Bauteile mittels hochpräziser industrieller CT Messungen

Risk-based Process Control

  • Predictive Quality – Wir legen Machine-Learning-Verfahren für Ihre Anwendung aus, um Ihre Produktqualität anhand von Prozessparametern vorherzusagen
  • Statistische Prozessanalyse – Wir analysieren Ihre Prozesse mit Verfahren der klassischen Statistik und mittels Machine Learning, um neue Potenziale aufzudecken
  • Eignungsnachweise für Prüfprozesse – Wir wählen die geeigneten Messmittel und liefern den Nachweis für Ihre Qualitätssicherung (z.B. GUM, VDA 5, MSA, VDI 2600, …)