SeMoSys

Virtuelle Sektionsmontage und Systeminstallation

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Das Verbundprojekt SeMoSys - Sektionsmontage und Systeme hat die Zielsetzung, die Fertigung von Strukturen und die Installation von Systemen in der Flugzeugfertigung zusammen zu führen und weitestgehend zu automatisieren. Das Teilvorhaben Virtuelle Sektionsmontage befasst sich dabei mit Sensor- und Softwarelösungen für die digitalisierte, adaptive und vorrausschauende Fertigung. Im Mittelpunkt steht dabei das „intelligente Bauteil“, dessen Zustand während der Fertigung kontinuierlich erkannt, nachverfolgt und abgeglichen wird. Auf diese Weise ist es möglich, den Systemzustand automatisiert und systematisch zu erfassen, auf Abweichung und Störungen in Echtzeit zu reagieren und die Produktionsplanung somit adaptiv und flexibel zu gestalten. Weiterhin soll dem Anlagennutzer in einer Augmented Reality Anwendung die Entscheidungsfindung transparent gemacht und Interaktionsmöglichkeiten mit der intelligenten Prozessplanung zur Verfügung gestellt werden.

Laufzeit: 01.06.2021 bis 31.08.2024
Zuwendungsempfänger: Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH
Fördergeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Förderkennzeichen: 20W1922F
Partner: Premium AEROTEC GmbH
Fraunhofer IFAM
FFW Aerospace GmbH
Diehl Aviation
Technische Universität Hamburg
FFT Produktionssysteme GmbH
Anwendungsfelder: Logistik, Produktion und Consumer
Verwandte Projekte: Hi-Digit Pro 4.0
Flexible Hochauftriebssystem-Flügelausrüstung für eine digitale und wirtschaftliche Hochratenproduktion in der Industrie 4.0 (01.2018- 03.2021)
Knowledge4Retail
(01.2020- 12.2022)

Projektdetails

Übersicht über die Arbeiten des Teilvorhabens Virtuelle Sektionsmontage im Verbundvorhaben SeMoSys (Bild:DFKI)
Die heutige Vorgehensweise zur (Serien-) Fertigung eines Flugzeugs sieht eine strikte Abgrenzung bei der Herstellung von Baugruppen (Rumpf-Struktur, Flügeln, Leitwerk, Systeme, Kabine, Antriebe, etc.) vor. Die einzelnen Produktbaugruppen werden dann in den Endlinien des OEM (Original Equipment Manufacturer z.B. Airbus, Boeing) endmontiert und mit Systemen ausgerüstet. Die Zulieferer der Baugruppen sind in Ihren entwicklungs- und fertigungstechnischen Kompetenzen an diese Struktur angepasst. Bestrebungen zur Stärkung der Konkurrenzfähigkeit und somit Reduzierung von Fertigungs- und Betriebskosten im Luftfahrtsektor, Erhöhung der Leistungsfähigkeit sowie Beiträge zum Umweltschutz führen zu erhöhten Anforderungen bezüglich Gewichts- und Kostenreduzierung. Ein Weg in diese Richtung ist die zukünftige Integration der Systeminstallation in die Fertigung der Baugruppen.
Um zukünftig eine hochratenfähige, intelligente Fertigung mit hohem Automatisierungsgrad zu ermöglichen, ist die digitale Vernetzung von Produktion und virtueller Produktionsumgebung unerlässlich. Mit Hilfe von vorhandenem Wissen über Bauteile und Prozessschritte kann ein kontinuierlicher Abgleich von virtueller und realer Fertigung erfolgen. So lassen sich Informationen über Produktionsfortschritt und Aussagen zur Qualität generieren, aber auch potentielle Abweichungen und Fehler rechtzeitig erkennen. Diese Daten können wiederum verwendet werden, um im Fall von unvorhergesehenen Änderungen oder bei Störfällen alternative Abläufe zu planen, so dass die Flexibilität und Effizienz der Produktion erhöht werden kann. Als Grundlage dienen eine automatisierte und systematische Erfassung des aktuellen Zustandes der Fertigung, sowie die Verknüpfung von realen Prozessdaten mit Hintergrundinformationen. Weiterhin kann mit Hilfe von interaktiven Visualisierungen und Augmented Reality Applikationen der Systemzustand visualisiert, der Entscheidungsprozess transparent gemacht und der Anlagennutzer in diesen mit einbezogen werden. So macht sich die Produktion das enorme Potenzial der Digitalisierung zu Nutzen.

Zum Erreichen der Verbundziele soll im Teilvorhaben Virtuelle Sektionsmontage zunächst ein sensor-basiertes System zur automatisierten, dezentralen Erfassung des Systemzustandes entwickelt werden. Hierbei liegt der Fokus auf den im Produktionsprozess verwendeten Bauteilen. Die gewonnenen Informationen werden mit Metadaten aus dem Produktionsprozess verknüpft um die Fertigung zu überwachen und um Störungen und Abweichungen zu erkennen. Es entsteht ein intelligentes Bauteil, dessen Zustand während der gesamten Fertigung verfolgt und dokumentiert werden kann. KI-basierte Algorithmen für die Prozessplanung können im Falle von Abweichungen, Fehlern und Störungen im Fertigungsprozess alternative Lösungsvorschläge zur Durchführung von Prozessschritten unterbreiten. Dem Bediener sollen in einer interaktiven Visualisierung (Augmented Reality) der aktuelle Zustand der Fertigung, der Simulation, sowie Details zur Entscheidungsfindung dargestellt werden. Des Weiteren sollen dem Bediener Interaktionsmöglichkeiten gegeben werden um in den Entscheidungsprozess einzugreifen und die Entscheidungsfindung der Planungsalgorithmen zu beeinflussen.

Zusammenfassend werden im Teilvorhaben Virtuelle Sektionsmontage folgende wissenschaftlich-technische Ziele verfolgt Konzeptionierung eines Sensorsystems und Implementierung einer Schnittstelle zur Datenverarbeitung. Entwicklung von Algorithmen zur Erkennung verwendeter Bauteile und Vorhersage von Fehlern Integration von Algorithmen zur adaptiven Fertigungsplanung und Anbindung an reale Sensordaten.
Entwicklung einer Augmented Reality Applikation zur Darstellung des Zustandes von System und virtueller Fertigung.
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zuletzt geändert am 09.05.2022
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