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Die Produktion industrieller Güter wird in Zukunft ganz anders funktionieren als bisher. In der Pilotfabrik der TU Wien wird erforscht, wie intelligente Produktion funktioniert.

Produkte zu fertigen ist heute mehr als bloß eine Maschine aufzustellen und auf den großen grünen Knopf zu drücken. Die industrielle Produktion wird immer komplizierter und vernetzter. In Zukunft wird man in der Produktion einzelne Arbeitsschritte nicht mehr getrennt voneinander betrachten können, alle Bereiche der Produktion werden informationstechnisch vernetzt und aufeinander abgestimmt. Die TU Wien setzt nun einen wichtigen Schritt in das neue Zeitalter der Produktion – in der Pilotfabrik der TU Wien wird erforscht und getestet, wie die Industrie von morgen aussehen soll.

Das Internet der Dinge

Kluge IT-Systeme werden in Zukunft dafür sorgen, dass verschiedene Maschinen optimal aufeinander abgestimmt sind und aufeinander reagieren – man spricht in diesem Zusammenhang oft von „Industrie 4.0“ oder „Smart Production“ auf Basis des „Internets der Dinge“ oder Cyber-Physischer Systeme. Weder soll es zu Leerläufen kommen, etwa weil benötigte Bauteile noch nicht vorhanden sind, noch sollen durch Überproduktion in einem Arbeitsschritt Lagerkosten entstehen, auf Ausfälle soll das System klug reagieren. Die Planung wird dabei nicht von Menschen an einer zentralen Schaltstelle übernommen, sondern durch Kommunikation zwischen den einzelnen Geräten maßgeblich unterstützt. Auch Zuliefererindustrie und Vertrieb lassen sich in das Gesamtsystem mit einbauen.

Das bringt viele Vorteile: Die Produktion wird schneller, billiger und energiesparender, außerdem wird es möglich sein, viel besser als bisher auf individuelle Kundenwünsche einzugehen. Individuell angepasste Produkte herzustellen ist viel schwieriger als ein einzelnes Massenprodukt zu fertigen. „Wenn man über lange Zeit große Stückzahlen eines immer gleichbleibenden Produktes herstellt, ist es relativ einfach, den Produktionsprozess zu optimieren“, sagt Prof. Detlef Gerhard, Dekan der Fakultät für Maschinenwesen und Betriebswissenschaften der TU Wien. „Das Ziel ist aber, dieselbe Effizienz auch bei flexiblerer, individualisierter Produktion erreichen zu können – und dafür braucht die Industrie ganz neue Strategien. Insbesondere benötigen wir ein durchgängiges digitales Abbild vom Produkt und dem Produktionssystem, um simulieren und optimieren zu können“

Praxisnah experimentieren in der Pilotfabrik

Um solche neue Strategien für die Industrie entwickeln, testen und verbessern zu können, benötigt man ein realistisches Testumfeld – echte Maschinen, echte Produktionsketten, ein echtes Produkt. „In anderen Pilotfabriken hat man es manchmal mit Demonstrationsprodukten probiert, die eigentlich wertlos waren“, sagt Prof. Friedrich Bleicher vom Institut für Fertigungstechnik und Hochleistungslasertechnik der TU Wien. „Man kann versuchen, einen Produktionsprozess zu simulieren, indem man etwas montiert und am Ende wieder auseinandernimmt. Doch besonders praxisrelevante Erkenntnisse werden sich daraus nicht ergeben.“

In der Pilotfabrik an der TU Wien hingegen werden daher echte, verwendbare Produkte hergestellt. Man entschied sich für Bauteile von 3D-Druckern, weil es sich dabei um relativ komplexe Objekte handelt, die sich in einer Vielzahl von Varianten produzieren lassen. Die Produktion ist daher ausreichend herausfordernd um wissenschaftlich interessant zu sein. „Man kann schließlich auch ein Formel-1-Auto nicht verbessern, wenn man damit bloß am Parkplatz herumfährt“, meint Friedrich Bleicher.

Ideen für die Industrie

Die Pilotfabrik ist aus mehreren Gründen wichtig: Wissenschaftliches Know-How über optimale Produktionstechniken soll entwickelt werden, das dann der Wirtschaft zu Gute kommt. Gleichzeitig wird die Pilotfabrik eine entscheidende Rolle für die Lehre der TU Wien spielen. Die Studierenden können dort die gesamte Wertschöpfungskette kennenlernen und mitentwickeln – von der Konstruktion über die Produktion und Montage bis zur Qualitätssicherung und Logistik. Es soll dort möglich sein, neue Prototypen und neue Verfahrenstechniken zu entwickeln. Nicht zuletzt soll die Pilotfabrik auch für Weiterbildung genutzt werden – Fachkräfte aus dem Produktionsbereich sollen dort neue Ideen kennenlernen, die sie dann in den eigenen Betrieben umsetzen können.

Aufgebaut wird die Pilotfabrik in der Seestadt Aspern, wo schon bisher die Labors von researchTUb, einer Kooperation von TU Wien, der Wirtschaftsagentur Wien und dem Immobilienentwickler wien3420, untergebracht waren. Vier Millionen Euro sollen insgesamt investiert werden, die Hälfte davon trägt das Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie, der Rest kommt von der TU Wien und den über 20 Partnerunternehmen aus der Industrie.

Eine Reindustrialisierung Europas?

Dass sich die Produktionstechnik weltweit verändert, ist unbestreitbar. Dass durch zunehmende Automatisierung auch Arbeitsplätze verlorengehen, ist wohl unvermeidlich. Dennoch – oder gerade deshalb – ist es für Europa wichtig, auf moderne Produktionstechniken zu setzen. „Durch verbesserte Produktion könnten wir erreichen, dass ausgelagerte Produktionsprozesse wieder nach Europa zurückgeholt werden. Flexibilität, Adaptivität und die Fähigkeit, ein Produkt schnell in die Produktion umzusetzen können oft wichtiger sein, als niedrige Lohnkosten“, meint Detlef Gerhard. „Industrie 4.0 kann unseren Produktionssektor stärken und zu einer Reindustrialisierung führen.“