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Bosch treibt erstes europäisches Innovationsprojekt des IIC

Clevere Industriewerkzeuge – Vernetzte Industriewerkzeuge verbessern Qualität in der Fertigung

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Mehr Qualität und höhere Effizienz in der Fertigung

Eine Kooperation von Bosch mit drei internationalen Unternehmen – alles Mitglieder des Industrial Internet Consortium (IIC) – treibt die Vernetzung von Werkzeugen für bessere Qualität und mehr Effizienz in der industriellen Fertigung voran. Erstes Ergebnis der Zusammenarbeit im Projekt „Track and Trace“ (Verfolgung und Rückverfolgung) ist die Möglichkeit, zum Beispiel die Position eines Funk-Akkuschraubers innerhalb einer Werkhalle sehr genau zu lokalisieren.

Projekt Track and Trace

Vernetzte Werkzeuge in der Fertigung
Vernetzte Werkzeuge in der Fertigung

Track and Trace ermöglicht es, abgeleitet aus der Positionsbestimmung des Funk-Akkuschraubers automatisch das richtige Drehmoment für die jeweilige Aufgabe zu wählen. Damit werden zum Beispiel sicherheitsrelevante Schrauben immer mit der genau vorgeschriebenen Kraft angezogen. Diese Werte lassen sich zudem automatisch dokumentieren, um die Qualität der Produkte zu sichern und zu prüfen. Künftig sollen sich industrielle Elektrowerkzeuge zum Bohren, Verschrauben, Vermessen oder Löten dank offener Standards lückenlos in ein Gesamtsystem vernetzter Werkzeuge integrieren lassen. Zu den möglichen Anwendungen vernetzter handgehaltener Schraub-, Niet- oder Messwerkzeuge gehören beispielsweise der Bau und die Wartung von Motoren und Flugzeugen.

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Neuartige Lösung für mehr Effizienz und Wettbewerbsfähigkeit

„Eine solche Lösung gibt es in dieser Form bislang nicht, sie bietet großes Potenzial im gesamten industriellen Umfeld“, sagt Projektleiter Dirk Slama von Bosch. Das Technologie- und Dienstleistungsunternehmen kooperiert bei Track and Trace mit dem IT-Unternehmen Tech Mahindra, dem IT-Unternehmen Cisco und National Instruments, einem Lieferanten für Systeme zur Automatisierungsund Messtechnik. Diese Leistung ist das erste aus Europa getriebene Innovationsprojekt des Industrial Internet Consortium.

Möglich wird die neue Lösung durch die Vernetzung der Werkzeuge untereinander sowie mit den Produktionsdaten der herzustellenden Produkte. Dank der Positionsinformation des Werkzeugs und der ebenfalls genau bekannten Platzierung eines Bauteils, beispielsweise eines Flugzeugs in einer Werkhalle, weiß der Anwender, dass sich das Werkzeug aktuell am Seitenleitwerk befindet. Die Software im Hintergrund übermittelt dann automatisiert, mit welcher Kraft dort Schrauben angezogen werden müssen. „Vernetzte Werkzeuge liefern nicht nur einen Beitrag zu Produktqualität und Produktsicherheit, sondern auch zur effizienteren Produktion und damit zu mehr Wettbewerbsfähigkeit“, so Slama. Weitere Vorteile von Track and Trace: Da die Arbeit der Werkzeuge kontinuierlich dokumentiert wird, hat ein Unternehmen stets einen exakten Überblick über den Zustand der Werkzeuge. Viele Routineaufgaben lassen sich dadurch automatisieren, etwa der Austausch von Verschleißteilen an Elektrowerkzeugen nach einer fest definierten Anzahl an Drehungen oder Betriebsstunden.

Fehler vermeiden, Sicherheit erhöhen

Die Konstruktion und Montage komplexer Industrie- und Gebrauchsgüter ist anspruchsvoll – Maschinen, Fahrzeuge oder Flugzeuge erfordern höchste Qualitätsstandards. Oft müssen Schrauben mit der exakt richtigen Kraft angezogen werden. Zum Beispiel im Flugzeugbau gibt es genaue Vorschriften darüber, welche Teile mit welchen Schrauben und welcher Kraft verbunden werden müssen. Verbindungen an den Tragflächen erfordern andere Kräfte als jene an einem Fenster. Bei riesigen Passagierflugzeugen gilt es, tausende Schrauben festzuziehen und dies genau zu dokumentieren. Diese zeitraubende Arbeit wird durch vernetzte Werkzeuge beschleunigt. „Wir können zum Beispiel die Kraft beim Eindrehen von hunderttausenden Schrauben erfassen und in einer Datenbank ablegen. Auftretende Abweichungen lassen sich rasch erkennen und liefern Hinweise auf mögliche Ursachen“, erklärt Slama. Vernetzte Werkzeuge helfen so auch bei der Fehlersuche und -vermeidung. Sollte ein Mitarbeiter ein Werkzeug irrtümlich für den falschen Zweck oder am falschen Ort nutzen wollen, schaltet sich das Werkzeug ab. Ein Fehler kann so erst gar nicht entstehen. Das trägt zu mehr Sicherheit, Qualität und Produktivität bei.

Universell einsetzbar dank offener Standards

Dieses System der vernetzten Werkzeuge ist dank offener Standards universell einsetzbar. Industrielle Elektrowerkzeuge zum Bohren, Verschrauben, Vermessen, Löten oder Nieten lassen sich lückenlos in ein Gesamtsystem vernetzter Werkzeuge eingliedern. Das funktioniert unabhängig von Marke und Werkzeugtyp. Die Verwaltung und Steuerung erfolgen über ein Computersystem. Das Innovationsprojekt zeigt gleich mehrere zentrale Punkte der digital vernetzten Fertigung: Unternehmen kooperieren über Branchengrenzen hinweg auf Augenhöhe und schaffen offene Standards für den Austausch von Daten. Hardware, Software, Lokalisierungstechnologie, Backend-Integration (Integration der Systeme im Hintergrund) und Sicherheitsmechanismen sind in die Lösungsarchitektur eingebunden. Dadurch ergeben sich unter anderem neue Möglichkeiten, wie die Datenanalyse.

Internationale Kooperation treibt Vernetzung voran

Die Projektpartner tragen unterschiedliches Know-how bei: Bosch Rexroth liefert den Funk-Akkuschrauber Nexo. Bosch Software Innovations steuert die für die Datengewinnung und -auswertung nötige Software Bosch IoT Suite bei. Der Nexo sammelt und speichert Schraubergebnisse und überträgt sie per Funk. National Instruments vernetzt die Elektrowerkzeuge untereinander. Tech Mahindra kümmert sich um die Anwendungsprogrammierung. Cisco sorgt durch die Auswertung von Funksignalen für die genaue Positionsbestimmung der Akkuschrauber (Triangulation). Das Zusammenspiel der Komponenten wird derzeit bei Bosch Software Innovations in Berlin und im indischen Bangalore bei Tech Mahindra erprobt. 2015 sind Pilotanwendungen mit ersten industriellen Anwendern geplant.