Airbus enthüllt die Fabrik der Zukunft: Smarte Produktion und fortschrittliche Robotik

Airbus definiert die Flugzeugfertigung neu mit seiner „Factory of the Future“-Initiative, die modernste Robotik, intelligente Werkzeuge und Echtzeit-Datenanalysen integriert. Das Projekt nutzt den Track-&-Trace-Testbed des Industrial Internet Consortium, um sicherere, effizientere Produktion der heutigen komplexen Flugzeuge zu ermöglichen.

Was umfasst das Airbus Factory-of-the-Future-Projekt?

Mit über 8.000 Flugzeugen im Betrieb und 15.276 Bestellungen (Stand 31. Januar 2015) muss Airbus seine Fertigungslinien – jede über ein Jahrzehnt im Einsatz – kontinuierlich weiterentwickeln, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Factory of the Future konzentriert sich auf Roboter-Exoskelette, Cobots, fortschrittliche ALM-Technologie, virtuelle Plateaus und vollständige Shopfloor-Digitalisierung. Diese Innovationen sollen Prozesse straffen, Zykluszeiten verkürzen und höchste Sicherheits- und Qualitätsstandards wahren.

Fokus auf smarte Produktion und fortschrittliche Robotik

Meine Hauptverantwortung liegt in der Entwicklung einer „smarten Werkstatt“, die Produktionshallen mit vernetzten, intelligenten Werkzeugen ausstattet. Durch Einbetten digitaler Intelligenz in Handgeräte und Wearable-Systeme wollen wir menschliche Fehler eliminieren, Stillstandzeiten reduzieren und Operatoren sofortiges Feedback und Anleitung geben.

Ein konkretes Beispiel: Flugzeugmontage optimieren

Flugzeugmontage umfasst hunderttausende punktbasierte Prozessschritte – Bohren, Messen, Schrauben – die präzise ausgeführt werden müssen. Statt jeder Arbeitszelle eine einzelne Aufgabe zuzuweisen, managen wir diese Schritte als koordinierte Sequenzen über mehrere Arbeitszellen und Operatoren hinweg. Ein Schraubvorgang kann beispielsweise unterschiedliche Drehmoment- und Winkelvorgaben an derselben 3D-Position erfordern. Fehler in einem Schritt führen zu kostspieligen Nacharbeiten; unsere Lösung konfiguriert Handwerkzeuge dynamisch in Echtzeit auf die exakten Aufgabenparameter.

Smarte Handwerkzeuge und Wearable-Intelligenz

Unser Fokus liegt auf smarteren Bohr-, Schraub- und Messwerkzeugen. Diese Geräte enthalten entweder eine bordeigene Steuereinheit oder kommunizieren mit tragbaren Controllern – wie gurtmontierten Computern –, die lokale Verarbeitung von Sensordaten, Aktuatorsteuerung und drahtlose Konnektivität bereitstellen.

Integrierte Architektur und verteilte Intelligenz

Alle Werkzeuge sind mit einer einheitlichen Plattform verknüpft, die spezialisierte Hardware und Software kombiniert. Verteilte Intelligenz in jedem System stellt lokale Datenverarbeitung und Sensor-Aktor-Integration sicher, reduziert Latenz und verbessert Zuverlässigkeit.

Dezentrale Werkzeugintegration für Echtzeit-Kollaboration

Traditionelle zentralisierte Architekturen können heterogene Systeme nicht effizient in Echtzeit managen. Stattdessen setzen wir auf einen Mashup vernetzter Werkzeuge, die Daten nur dann austauschen, wenn lokal erforderlich. Dieser Ansatz ist essenziell für Umgebungen – wie inside eines Flugzeugs – wo kontinuierliche drahtlose Konnektivität nicht garantiert werden kann.

Tracking, Lokalisierung und PLM-Integration

Indoor-Lokalisierung ist entscheidend, um Werkzeugpositionen mit Manufacturing Execution Systems (MES) und Product Lifecycle Management (PLM) Daten abzugleichen. Die Tracking-Genauigkeit variiert: Shopfloor-Positionierungstoleranzen können Zehntel Zentimeter erreichen, während Werkzeugspitzen-Tracking für Präzisionsaufgaben Sub-Millimeter-Genauigkeit erfordert. Unser System gleicht Lokalisierungsdaten mit PLM-Datensätzen mittels ISO 15725-Echtheitswerten ab und passt das Verhalten kontextbasiert an, um Qualitätsfehler zu vermeiden.

3D-PLM-Daten für Shopfloor-Mitarbeiter vereinfachen

Direkte CAD/CAM-Modelle können für den operativen Einsatz überladen sein. Wir entwickeln daher eine zwischengeschaltete XML-Schicht, die Geodaten vereinfacht und nahtlose Integration zwischen Werkzeugen und der 3D-PLM-Umgebung ermöglicht. Diese Schicht unterstützt auch eine leichte Konfigurations-App, die Shopfloor-Operatoren ohne vollständige 3D-Modellierungsoberfläche nutzen können.

Enterprise IoT Insights

Diese Entwicklungen sind Teil der umfassenderen Enterprise-IoT-Strategie, die im Buch Enterprise IoT von Dirk Slama et al. (O'Reilly, 2015) skizziert wird. Für weitere Perspektiven auf industrielle Werkzeuge siehe das Interview mit Martin Doelfs von Rexroth.

Skalierung in heterogener Lieferantenumgebung

Die Einführung dieser Technologie über eine diverse Lieferantenbasis erfordert offene, standardsbasierte Schnittstellen. Durch die Bereitstellung robuster APIs ermöglichen wir sowohl Airbus-Ingenieuren als auch externen Partnern die Entwicklung kompatibler Werkzeuge und Anwendungen, was nahtlose Integration und zukünftige Skalierbarkeit sichert.