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Produktionstechnik befindet sich heute im ständigen Wandel und dieser Trend wird sich in Zukunft deutlich verstärken. Die Vielfalt der Einflussfaktoren, die auf Unternehmen einwirkt, kann bezogen auf die Produktionstechnik nicht mehr vorgedacht werden. Eine Strategie des Maschinenbaus, um diese Herausforderungen künftig zu adressieren, ist Wandlungsfähigkeit. In Erweiterung zur flexiblen Maschine, erkennt eine wandlungsfähige Maschine den Änderungsbedarf selbst.

Experten sind sich weiterhin darüber einig, dass zukünftige Produktiontechnik aus der realen Anlage und einem virtuellen Modell bestehen. Nur so lassen sich die Herausforderungen lösen!

Das inIT - Institut Industrial IT der Hochschule OWL und das Fraunhofer INA in Lemgo untersuchen und erproben daher in der Lemgoer Modellfabrik neue Systemtechniken für die Automation wandlungsfähiger und energieeffizienter Produktionssysteme (z.B. auf Basis Service-orientierter Architekturen (SOA)), das maschinelle Lernen von Systemmodellen, die Mensch-Maschine-Interaktion mit lokalisierten Diensten, wissenschaftlich-technische Fragestellungen der Systemintegration oder die zuverlässige Fernsteuerung von entfernten Anlagen via Internet und Mobilkommunikation.

Bei einer Modellfabrik handelt es sich um eine Produktionsanlage im Labormaßstab, bei der üblicherweise die reale Sensorik, Aktorik, Bussysteme, Automatisierungskomponenten und Software verschiedener Hersteller zum Einsatz kommt. In der Lemgoer Modellfabrik liegt der Schwerpunkt auf der Abbildung aller informationsverarbeitenden Prozesse und IuK-Technologien von der Leitebene bis an den Sensor. Es handelt es sich um einen sogenannten hybriden technischen Prozeß, d.h. die Anlage beinhaltet sowohl kontinuierliche als auch diskrete Prozesselemente. Hierdurch bietet sie ein ideales Versuchsfeld zur Erprobung und Validierung innovativer Technologien und Produkte, sowie für deren Zusammenspiel.

Die Faszination der Automatisierungstechnik entdecken

Da Automatisierungssysteme immer komplexer werden, fordert die Industrie von den angehenden Ingenieuren und Informatikern entsprechendes Wissen in Theorie und Praxis. Was nicht durch Vorlesungen und Büchern zu vermitteln ist, erlernen Studierende der Hochschule OWL an der Lemgoer Modellfabrik als Living Lab praktisch. So werden hier seit 2009 Praktika zur maschinennahen Vernetzung in den Bachelorstudiengängen Elektrotechnik und Mechatronik, als auch zum Systems Engineering mit formalen Beschreibungstechniken (z.B. UML, SysML) im internationalen Masterstudiengang "Information Technology"  durchgeführt. So bietet die Lemgoer Modellfabrik exzellente Voraussetzungen für die Lehre und liefert wichtige Impulse für die Forschung.

Ein moderner Leitstand mit einem modularen Display-Rack übernimmt zusammen mit der dezentral organisierten Steuerungstechnik die Prozesssteuerung- und Visualisierung der Modellfabrik. Als Prozessleitsysteme sind ABB Freelance und das Fraunhofer Pro.Vis im Einsatz.

Die modular aufgebaute Anlage umfasst sieben mechatronische Einheiten zum Umfüllen, Transportieren, Wiegen, Abfüllen und Lagern von Schüttgut und einem anschliessenden verfahrenstechnischen Produktionsprozess. Die Verkabelung der Sensorik und Aktorik wurde neutral gestaltet, so dass sowohl zentrale, als auch verteilte Automatisierungskonzepte realisiert werden können. Hierbei können neben unterschiedlichen Steuerungen (z.B. embedded Control oder PC-basiert), auch unterschiedliche industrielle Kommunikationssysteme, z.B. Interbus, Profibus, Devicenet oder Echtzeit-Ethernet gleichzeitig zum Einsatz kommen. Eine Kopplung der Anlage über das Internet mit dem Fraunhofer IOSB in Karlsruhe ist ebenfalls realisiert und zeigt die Teleoperation per VPN über das Prozessleitsystem Pro.Vis.

Das inIT verfügt über ein weiteres System innerhalb der Modellfabrik. Es handelt sich um einen modernen Umlaufrollendemonstrator, an dem Mustererkennungsalgorithmen in der Bildverarbeitung und Sensorfusion getestet werden können. Die drehzahlgeregelte Umlaufrolle besteht aus Plexiglas, so dass sowohl Auflicht- als auch Durchlichtversuche durchgeführt werden können. Eine über das Winkelsignal synchronisierte Zeilenkamera erfasst die Rollenoberfläche und leitet die Bilddaten an einen Host weiter, der die Signalverarbeitung während der Laufzeit übernimmt. Die Beleuchtung kann wahlweise mit einem LED-Konstantlicht oder mit einem Stroboskop erfolgen. Über eine Messkarte können zusätzlich analoge und digitale Sensorsignale wie Temperatur, Schall oder Kraft akquiriert werden. Der Demonstrator wird zur Untersuchung von Bildverarbeitungsalgorithmen zur Oberflächeninspektion und zur Maschinenanalyse verwendet.