RASPI-FIT

Resilient And efficient Serial Production ​Innovations Forschungs-Innovations-Transfer

RASPI-FIT befähigt kleine und mittlere Unternehmen, den Sprung von manueller Kleinserienfertigung hin zu wettbewerbsfähiger, automatisierter und digital vernetzter Serienproduktion zu meistern. Im Fokus stehen einfach nutzbare, modulare und offene Lösungen, die Produktions- und Logistikprozesse intelligent verbinden und entlang der gesamten Wertschöpfungskette optimieren. Durch die Integration von Systemen, Daten und Menschen sowie den Einsatz eines Industrial Metaverse entstehen resiliente, flexible und effiziente Produktionsnetzwerke – von der Simulation bis zum Controlling.

Das Vorhaben überwindet zentrale Hürden von Industrie 4.0, reduziert Komplexität und Risiken und macht Innovation für KMU praktisch umsetzbar. So wird „Losgröße 1 zu Kosten der Massenproduktion“ Realität. Als anwendungs- und transferorientiertes Leuchtturmprojekt stärkt RASPI-FIT nachhaltig die Wettbewerbsfähigkeit des Produktionsstandorts Deutschland und beschleunigt den Wissenstransfer zwischen Forschung, Wirtschaft und Start-ups.

Produktion in Deutschland muss wieder wettbewerbsfähig, innovativ und kundenorientiert werden. Deutschland hat viele „Hidden Champions“ mit innovativen Produkten – es fehlt jedoch an der Befähigung von KMUs von einer manuellen (Klein-)Serienproduktion zur preislich konkurrenzfähigen automatisierten digitalen, effizienten, agilen und automatisierten Serienproduktion mit resilienten Wertschöpfungsnetzwerke zu kommen. Das Forschungsvorhaben RASPI-FIT (ResilientAndefficientSerialProductionInnovations) optimiert die interne Wertschöpfungskette mit dem Fokus auf das produzierende Gewerbe mit hohen manuellen Anteilen, senkt Produktionskosten und innoviert „Production Made in Germany“ in Produktionsnetzwerken. Somit wird der Produktionsstandort Deutschland und der KMU-Bereich gestärkt und befähigt Firmen das Industrie 4.0 Konzept umzusetzen – damit trägt das Vorhaben zum Transfer zwischen Wissenschaft und Wirtschaft entscheidend bei.

In der aktuellen Situation scheitern Industrie-4.0-Vorhaben an der Orchestrierung und Integration von Systemen sowie deren Kopplung mit Geschäftsprozessen und den darin involvierten Mitarbeitern. Der Nutzen entsteht durch integrierte Daten- und Systemlandschaften sowie damit harmonisierte Prozesse inkl. Governance. Die darin liegenden Anforderungen an Komplementarität erschweren die Transformation langsam durch Engpässe an den Schnittstellen (Legacy-Maschinen, proprietäre Datenmodelle, fehlende Fähigkeiten auf Mitarbeiterebene oder unpräzise Geschäfts-/Finanzierungsmodelle. Hinderlich wirkt sich dabei die Risikoaversion von vielen Unternehmen (v. a. KMU) aus.

RASPI-FIT befähigt KMUs Industrie 4.0 Konzepte umzusetzen durch einfache, intelligente, wirksame Systeme und Prozesse als Grundlage für flexible, resiliente, agile und effiziente Produktions- und Logistikprozesse von der Simulation über die Planung bis hin zur Steuerung und dem Controlling von kompletten Wertschöpfungsnetzwerken.

Einfache, intelligente und wirksame Systeme unterstützen sowohl die Produktions- als auch die Logistikprozesse und zeichnen sich durch die folgenden Kriterien aus:

• Easy-to-use
• Easy-to-maintain
• Keine Notwendigkeit von Fachkräften
• Offene Schnittstellen, nicht proprietär
• Modularer Aufbau & einfache Erweiterbarkeit
• Daten- & Modellsouveränität (LLMs)
• Low-Code/No-Code Lösungen

Das Forschungsvorhaben verbindet dabei die entstehenden Artefakte über

• eine Industrial Metaverse Lösung zur Nutzung in einem Produktionsnetzwerk,
• ermöglicht lokale Entwicklungs-, Optimierungs- und Nutzungsmöglichkeiten und
• optimiert den Gesamtprozess anhand von beispielhaften Anwendungsfällen (Use Cases).

RASPI-FIT ist anwendungs- und transferorientiert, so dass ein Leuchtturmcharakter für die Befähigung von der manuellen (Klein-)Serienproduktion zur automatisierten digitalen, resilienten, agilen Serienproduktion entsteht und erstmals „Losgröße 1 zu Bedingungen der Massenproduktion“ (Lasi et al. (2014)) von der Erwartung und dem Konzept in der Realität umsetzt. Modulare und vernetzte Fertigungsnetzwerke harmonisieren Systeme, Prozesse und Mitarbeiter physisch als auch digital im Industrial Metaverse, so dass datengetriebenen, (teil-)autonomen Produktionssystemen, die in Serie liefern können bei maximaler Flexibilität.

Prozessoptimierung

RASPI-FIT automatisiert und digitalisiert Prozesse entlang typischer Industrie-4.0-Prinzipien wie bspw. Interoperabilität, Transparenz/Virtualisierung, Dezentralisierung, Echtzeitfähigkeit oder Modularität. Robotik/Automatisierung plus Vernetzung (CPPS) erlaubt die adaptive Steuerung statt rein fester Ablaufprogramme. Eine digitale durchgängige Datenerfassung, digitale Prozessmodelle, MES/ERP-Kopplung und digitale Zwillinge ermöglichen agile und resiliente Anlagen, Prozesse und Entscheidungen, welche in Preisvorteilen münden. Modulare Anlagen, schnelle Umrüstung und datenbasierte Feinplanung ermöglichen agile Variantenbeherrschung („mass customization“) durch resiliente Prozesse, so dass Transparenz, akkurate Prognosen, verlässliche Simulation (z. B. Supply-Chain-/Produktions-Zwilling) und eine vorausschauende (Re-)Konfiguration ermöglichen. Proprietäre (Produktions-)Inseln werden vertikal und horizontal in Logistikprozesse und Systeme integriert, wodurch Transparenz gewonnen wird. Sodann erlauben Echtzeitdaten bspw. Anlagenzustände und Prozessdaten eine integrierte End-to-End Betrachtung als Grundlage für agile Steuerungen, Planungen und Simulationen zur Vermeidung von Material- und Kapazitätsengpässen. Ferner ist eine adaptive und schnelle Reaktion auf neue Produkte möglich.