Forschung

Ein wichtiger Bestandteil des Campus Schwarzwald ist die Verbundforschung zwischen Wirtschaft und Wissenschaft: Technischer Fortschritt und schnellere Innovationszyklen können in Zukunft nur durch die enge Zusammenarbeit zwischen Labor, Wirtschaft und Wissenschaft gelingen. Mit der Bündelung lokaler Innovationskräfte in einem Technologiezentrum stellt die Region die Weichen für die Zukunft.

Dies geschieht konkret in einem Lehr- und Forschungslabor, welches für die Region die Weichen für die Zukunft stellt. Konkret ist eine 500 m² Laborhalle als Ort für Lehre, Praktika und Forschungsprojekte im Aufbau. Zur Grundausstattung gehören Produktionseinrichtungen mit Roboter-Greifsystemen, CNC-Maschinen, Anlagen zur additiven Fertigung, sowie weitere Bearbeitungszentren und Fördertechnik mit bester IT-Vernetzung und Anbindung an das Hochleistungsrechenzentrum der Universität Stuttgart.

 

Vorteile für Studierende:

  • Einbindung in (Unternehmens-)Projekte während des Studiums
  • Laborversuche und Praktika unter Realbedingungen in regionalen Unternehmen und auf dem Campus
  • Forschen in modern ausgestatteten Produktionslaboren

 

Vorteile für die Industrie:

  • Kooperative Entwicklungsprojekte verkürzen Entwicklungszeit und -kosten – Technologieführerschaft und Innovationsvorsprung können gewahrt und ausgebaut werden.
  • Modern ausgestattetes Produktionslabor mit Mess- und Prüfeinrichtungen
  • Einbindung von Studierenden in Unternehmensprojekte schon während des Studiums
  • Anbindung an den Wissenspool der Universität Stuttgart – insbesondere für kleinere Firmen
     


Laborkonzept: Ausstattung und Vernetzung

  • Ausstattung mit mehreren Maschinen und Anlagen, die zur Gewinnung von Maschinen und Produktionsdaten genutzt werden können

Über den experimenteller Kaizenraum mit „digitaler Litfaßsäule“ zum Thema „Führung und Steuerung digitalisierter Produktion“ werden die im Labor dargestellten Maschinen vernetzt. Eine Vernetzung des Labors mit den Schulungszentren, Laboren und Produktionen der beteiligten Firmen ist ebenso geplant.

Das Labor ist mit dem Hochleistungsrechenzentrum der Universität Stuttgart über das Hochschulweite BelWü-Netzwerk (10 Gbit) verbunden.

 

Laborkonzept: Forschungsprojekte

Der Fokus liegt auf folgenden Schwerpunkten:

  • Datenanalytik bezogen auf Produktions- und Maschinendaten
  • Deep Learning, Machine Learning, Artificial Intelligence im Maschinenbau und der Produktion
  • Virtuelle Prozessauslegung von herstellerübergreifenden Produktionsprozessen (das Labor stellt ein Abbild verschiedener Herstellungsprozesse dar)
  • Prozessgestaltung im Lebenszyklus des Maschinenbaus zwischen Komponentenlieferanten, Maschinenbauern und produzierenden Unternehmen
  • Die Verknüpfung von Lean Methoden und Digitalisierung zur Produktionsoptimierung

 

Laborkonzept: Lehre/Lernziele

Im Rahmen der Vorlesungen sind folgende Inhalte von Übungen und längeren Laborpraktika angedacht oder möglich:

  • Daten- und Prozessmodelle praktisch (mithilfe von Softwaretools) umsetzen
  • Daten aus Produktionsprozessen aggregieren, korrelieren, verschiedenen Auswertemethoden unterziehen und die Ergebnisse nutzergruppengerecht zur Verfügung stellen

Die Verbindung bzw. Parallelität von Datentechnik und Echtzeit-Steuerungs-/Automatisierungstechnik:

  • Welchen Weg nehmen die Daten innerhalb und außerhalb der hochvernetzten Maschinen?
  • Wie spielen die klassischen Methoden (IEC 61131, etc.) und die neuen serviceorientierten Softwarearchitekturen zusammen?
  • Wie werden diese Systeme entworfen, betrieben, gewartet und erweitert?

Der Umgang mit digitalen Abbildern im gesamten Lebenszyklus:

  • Digitale Abbilder in funktionaler Beschreibung (SPS-Programme, Schaltpläne), mechanischer Beschreibung (CAD-Daten, Metadaten) und wissenstechnischer Beschreibung (Manuals, Servicedaten)
  • Simulationsfähigkeit von digitalen Abbildern als Basis virtueller Inbetriebnahme
  • Die Überführung in die Betriebsphase sammeln und Auswerten von Betriebsdaten
  • Die Korrelation mit Produktionsdaten und Werkstückdaten
  • Nutzung für die Produktoptimierung
  • Virtuelle Inbetriebnahme, besonders unter dem Aspekt der Integration verschieden intelligenten Komponenten in eine Gesamtmaschine
  • Nutzung von Apps in der Automatisierung/ in der Fertigung

     

Laborkonzept: Produkte/Tools

Hierbei geht es nicht um die Frage, möglichst viele Tools zur Verfügung zu haben, sondern auch um die Frage, dass zu den (oft sehr komplexen Tools) das entsprechende Know-how aufgebaut und vorgehalten werden muss und ein sinnvoller Einsatz in Lehre und Forschung gewährleistet ist.

Dabei werden folgende Produktgruppen diskutiert:

  • Industrie Cloud, offene IoT Betriebssysteme
  • Data Analytics
  • Mechatronic Concept Designer
  • Plant Simulation
  • Steuerungs- und Antriebslabor
 

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