Zukunftsorientierte Projekte

Die ICARUS Consulting GmbH beteiligt sich an mehreren Forschungsprojekten in enger Zusammenarbeit mit verschiedenen Universitäten. Oft bilden wir dabei die Schnittstelle zur Industrie oder stellen unser langjähriges Know-How in der Roboterprogrammierung zu Verfügung. Dadurch können wir sicherstellen, dass wir nicht nur technologisch immer vorne dabei sind, sondern auch selbst die Zukunft mitgestalten.

F&E, Forschung, Entwicklung, Innovation, Forschungsprojekte, ICARUS, Innovativ durch Forschung

FLUX - FLUptizität eXtrem

Entwicklung eines innovativen Transformationsprozesses zur durchgängigen Modernisierung der digitalen Unternehmensverwaltung.

Im Rahmen des Vorhabens sollen die Fähigkeit der Fa. ICARUS zur Durchführung digitaler Geschäftsprozesse signifikant verbessert werden. Mithilfe eines agilen Prozesses werden die Geschäftsprozesse sowie die IT-Strukturen nach einem Reifegradmodell bewertet, auf ihr Verbesserungspotential hin untersucht und anschließend umgestaltet.

Im Zuge der Neugestaltung der IT-Strukturen und der darin enthaltenen Softwaresysteme wird darauf Wert gelegt, einen auf die Bedürfnisse der Firma ausgerichteten Softwareverbund zu errichten, der aus einer Vielfalt kleiner, spezieller Lösungen bestehen kann, die in einem zentralen Einstiegspunkt gebündelt und zusammengefügt werden.

Die nahtlose Integration von vorgefertigten Schnittstellen soll zur Automatisierung bisher zeitaufwändiger, manueller Geschäftsprozesse genutzt werden. Mittels intelligenter Funktionen aus dem Bereich der robotergesteuerten Prozessautomatisierung wird die Optimierung umgesetzt.

Nach Projektabschluss kann sich die Digitale Fabrik als Kernkompetenz der Fa. ICARUS noch effizienter entfalten, da die Mitarbeiter*innen sich deutlich besser auf das tägliche Projektgeschäft konzentrieren und fokussieren können. Das Vorhaben hat bereits einen kurzen Arbeitstitel bekommen: FLUX. Es steht für Fluptizität extrem und umschreibt den großen Anspruch an die Entwicklung, die neuen Arbeitsweisen intuitiv, sicher und funktional im Unternehmen zu etablieren.

Bewilligungszeitraum: August 2021 - Juni 2022

FLUX, FLUptizität eXtrem, ICARUS, durchgängige Modernisierung der digitalen Unternehmensverwaltung

DopX Programmeditor

Wir stecken unsere Ziele global! Gleichzeitig stehen wir mit beiden Beinen fest auf norddeutschem Boden: ICARUS ist Teil der dynamischen Wachstumsregion Lüneburg, und wir freuen uns, zur wirtschaftlichen Entwicklung unserer Heimat beizutragen.

Ganz aktuell ist uns dies mit der Entwicklung unseres innovativen DopX Programmeditors gelungen. Dass unser Forschungsprojekt, der DopX Programmeditor, nun von der NBank und der Europäischen Union kofinanziert und gefördert wird, ist eine Anerkennung, auf die wir stolz sind!

DopX ist ein anlagennahes Roboterprogrammiersystem, das es Anwendern aus dem Shopfloor ermöglicht, mithilfe einer intuitiven grafischen Benutzeroberfläche sowie auf Basis eines digitalen Simulationsmodells der Produktionsanlage Roboterprogramme zu analysieren, optimieren, simulieren, evaluieren und erneut einzuspielen. Der Simulationskern des DopX Systems ist das Offlineprogrammiersystem Process Simulate von Siemens, welcher das Arbeiten mit unterschiedlichen Robotertypen und Herstellern ermöglicht. Diesen Vorteil wollten wir zusammen mit weiteren Aspekten, unter anderem einer deutlichen Kostensenkung für das Gesamtsystem, in einem eigenen und von Process Simulate unabhängigen Steuerungselement für DopX umsetzen.

DopXLine

Wir arbeiten an der Befähigung der "Durchgängigen Offlineprogrammierung" DopX für ein breiteres Kunden- und Technologiespektrum. Wir entwickeln die bestehende Lösung durch die Integration der Funktion für Linetracking sowie die Unterstützung weiterer Roboter- und Dosierersteuerungen zur Erschließung neuer Technologie-Bereiche weiterer Kunden in neuen Werken weiter.

Das DopX-System wird in Lackierereien der Automobilindustrie eingesetzt, um die Roboterprogramme der Produktion optimieren zu können. Ohne DopX muss eine Anlage komplett gestoppt und die Programme umständlich am Roboter geändert werden. DopX bietet die Möglichkeit, im Produktionsumfeld direkt an der Anlage die Vorteile der virtuellen Simulationswelt von Siemens Process Simulate zu nutzen, um die realen Programme zu ändern, ohne den Produktionsprozess an der Anlage zu stören oder gar zu stoppen. DopX unterstützt allerdings aktuell nur Stop&Go-Produktionslinien. Dies ist ein Produktionsprozess, bei dem das Werkstück in jedem Produktionsschritt angehalten wird. Ein weiterer nennenswerter Bereich von Produktionslinien arbeitet allerdings nach dem Prinzip des Linetracking. Das Werkstück bewegt sich während der Bearbeitung auf einem Förderer. Um DopX auch in Linetracking-Anlagen einsetzen zu können, müssen wesentliche Teile der Software angepasst werden. Die Position des Fahrzeugs wird durch die Position des Förderers definiert. Diese muss analysiert werden, so dass das Fahrzeug für den Anwender an der richtigen Stelle in der Anlage erscheint. Da DopX diverse Roboter-Hersteller unterstützt, wird ein generalisierter Ansatz zum Analysieren von Haupt- & Applikationsprogrammen erarbeitet. Im Gegensatz zum Stop&Go-Betrieb kann ein Roboterprogramm nur in Verbindung mit der aktuellen Position des Bauteils auf dem Förderer relativ zum Roboter betrachtet werden. Weiterhin soll DopX für weitere Robotertypen ertüchtigt werden. Große Marktrelevanz haben hier FANUC und Yaskawa.

Bewilligungszeitraum: März 2021 - Juni 2023

DopX, ICARUS, DopXLine, Durchgängige Offlineprogrammierung

KiRo3D²

In KiRo3D² implementieren wir eine 3D Druck Suite mit eingebettete Künstliche Intelligenz für den Roboter 3D Druck. Diese beinhaltet eine automatische KI-Bahnplanung welche mittels eines sensorgestützten KI Online-Überwachungs- und Steuerungssystem Anpassungen während des Drucks vornehmen kann.

Unter den vielen roboterbasierten Prozessen nutzt der Directed Energy Deposition (DED) Prozess, eine Untergruppe des Additive Manufacturing (AM) Prozesses, 6-Achs-Industrieroboter, um den 3D-Druck von großen Strukturen zu realisieren. Der roboterbasierte DED-Prozess stellt dabei besonders hohe Anforderungen an die Prozessplanung, da das Roboterprogramm einen erheblichen Einfluss auf die Qualität (geometrische und metallurgische Eigenschaften) der Bauteile hat. Die Datenvorbereitung jedes roboterbasierten Prozesses jedoch ist zeitaufwändig und wird oftmals – gerade in kleinen bis mittelgroßen Unternehmen – noch händisch durchgeführt. Darüber hinaus erschwert das Fehlen eines ganzheitlichen Online-Prozessüberwachungs- und Steuerungssystems eine breitere Industrialisierung und Qualifizierung der DED-Prozesse. Daher sieht dieses Forschungsprojekt vor, ein auf Künstlicher Intelligenz basierendes vollautomatisierte Roboter Datenvorbereitungssystem und ein sensorgestütztes Online-Überwachungs- und Steuerungssystem zu entwickeln, das die Vorteile des Machine Learning nutzt. Somit sollen ganzheitliche Korrekturen des roboterbasierten Prozesses on-the-fly ermöglicht werden.

Die zu entwickelnde KI-Einheit hat in den KMU das Potenzial, die zeitintensive Vorprogrammierung von Industrierobotern zu eliminieren, eine adaptive on-the-fly-Steuerung von roboterbasierten Prozessen zu ermöglichen und dadurch Kosten zu sparen bzw. die Qualität zu sichern.

Bewilligungszeitraum: September 2021 - Februar 2024

KhaBa - Know-How-Transfer aus Bestandsanlagen

Das Ziel von „Know-How-Transfer aus Bestandsanlagen“ ist, die Ertüchtigung der "Durchgängigen Offlineprogrammierung" DopX zur Rückführung von Informationen aus der Produktion in die Planung und darüber hinaus weiter bis ins Management.

DopX bietet die Möglichkeit, im Produktionsumfeld an der Anlage die Vorteile der virtuellen Simulationswelt von Siemens Process Simulate zu nutzen, um die realen Programme zu ändern, ohne die Anlage zu stoppen. Es wird immer auf aktuellen Programmen direkt aus der Anlage gearbeitet, Änderungen gehen hier also nicht verloren. Eine Rückführung der Daten in die Planungswelt findet allerdings noch nicht statt. KhaBa soll diese Lücke schließen. Das in den Anlagen vorhandene aber bis jetzt ungenutzte Know-How kann dadurch die Entwicklung neuer Produkte aber auch schon die Optimierung vorhandener Produkte extrem vereinfachen und verbessern. Die Weiterentwicklung der DopX-Lösung hin zu einem bidirektionalen durchgängigen Produkt erweitert das Portfolio von ICARUS und steigert gleichzeitig die Attraktivität von DopX im Automobilsektor sowie in anderen Branchen. Als Grundlagen für eine solche Entwicklung konnte mit der Evolution von DOP zu DopX auf Basis neuer Entwicklungstechnologien ein modernes und an die Kundeninfrastruktur anpassbares Werkzeug geschaffen werden. Dies versetzt ICARUS in die Lage, dynamisch auf neue Anforderungen zu reagieren.

Bewilligungszeitraum: November 2020 - Dezember 2023

KhaBa, ICARUS, Know-How-Transfer, Bestandsanlagen, DopX

MiReP - Mixed Reality Programming

Mirep, ICARUS, AR, Augmented Reality, Robotik, Robotersimulation

Der Ansatz des MiRep-Projekts ist es, den Aufwand bei der Planung und Inbetriebnahme von automatisierten Prozessen zu reduzieren, indem die virtuelle Offline-Programmierung und Robotersimulation mithilfe von Augmented Reality der realen Anlage in Echtzeit und interaktiv überlagert werden.

Anders als in der Automobilindustrie wird in der Luftfahrtproduktion und -instandhaltung auch heutzutage zu großen Teilen auf manuelle Fertigungsprozesse gesetzt. Neben einer historisch gewachsenen Entwicklung ist dieser Zustand auch auf technische Aspekte, wie die hohen Einzelbauteilkosten und die Fertigung mit Losgröße 1, zurück zu führen.

Aufgrund des durch Globalisierung getriebenen weltweiten Wettbewerbs und der hohen Qualität von Automatisierungsprozessen in der Automobilindustrie entsteht die Motivation, die besonderen Fähigkeiten des Menschen im Bereich der kognitiven Wahrnehmung und Flexibilität mit den Genauigkeiten moderner Automatisierungslösungen zu kombinieren.

In diesem Rahmen beschäftigen wir uns in einem gemeinsamen Forschungsprojekt mit dem Institut für Flugzeug- und Systemtechnik der Technischen Universität Hamburg Harburg mit unterschiedlichen Konzepten zur Automatisierung in der Luftfahrt. Kernthema ist dabei die angewandte Nutzung der Augmented Reality (Deutsch: Erweiterte Realität). Diese moderne Technologie ermöglicht es, digitale Inhalte als dreidimensionales Objekt im realen Raum darzustellen. Durch derartige Hologramme können Funktionen digitaler Systeme auf neuartige Weise eingesetzt werden. Neben der Entwicklung neuartiger Bedien- und Arbeitskonzepte, ist das finale Ziel des Forschungsprojektes eine durchgehende digitale Infrastruktur zu schaffen, um die Vorteile der computergestützten Entwicklung von Roboterprogrammen mit der Arbeit im realen Arbeitsfeld zu kombinieren.

Link zum Forschungsprojekt MiReP

Bewilligungszeitraum: September 2018 - November 2021

Paint.Ing

Paint.Ing ist ein Tool zur automatisierten Auslegung von robotergestützten Anlagen zur Fahrzeuglackierung. Ziel des Projektes Paint.Ing war die Optimierung der Auslegung von Roboterlackierkabinen von Fahrzeugkarosserien im frühen Projektstadium, ohne entsprechende Erstellung einer dafür eigentlich notwendigen Simulation.

Die optimale Auslegung der Anlagen und die Vermeidung teurer Fehler bei der Umsetzung sind derzeit nur mittels virtueller Planung möglich. Für eine solche Planung, vor einer initialen Auslegung einer Anlage im ersten Planungsabschnitt, fehlt jedoch die Zeit.

Das Ergebnis dieses Forschungsprojektes ist eine Software, welche die Beantwortung komplexer Fragestellungen für die Auslegung von Lackierzellen in frühen Planungsphasen auf Knopfdruck ermöglicht.

Die Grundlage dieses Werkzeuges ist eine empirische Erfassung der Simulationsergebnisse anhand einer Reihe von Basissimulationen. Unter Verwendung dieser Ergebnisse wurden Berechnungsalgorithmen entwickelt, die das Verhalten der Werte der Studien möglichst genau abbilden. Über eine Benutzeroberfläche können die bekannten Rahmenparameter eingegeben und die resultierenden Werte angezeigt sowie mit anderen Konfigurationen verglichen werden.

Bewilligungszeitraum: September 2016 - Dezember 2018

Scan2Prog

Scan2Prog bietet eine automatische Bearbeitung von Großbauteilen auf Basis von Laserscans, durch die automatisierte Erzeugung von Roboterbahnen.

Industriell gefertigte Werkstücke, wie z.B. Fahrzeugteile oder Windradflügel, werden mit Hilfe von Robotern bearbeitet. Das ist heute durchgängige Praxis in automatisierten Fabriken. Allerdings ist die Programmierung dieser spezialisierten Roboter bisher eine aufwändige und fehleranfällige Prozedur. Abhilfe schafft nun Scan2Prog, ein Werkzeug zur automatisierten Erzeugung von Roboterbahnen auf Basis von 3D-Scan-Daten.

Die virtuelle Datengrundlage des Werkzeugs ist eine 3D-Punktwolke, die z.B. mittels 3D-Laserscanning erzeugt wird. Um nun die Laufbahn des Roboters für den gewünschten Prozess zu programmieren, wird zunächst die gewünschte Bearbeitungsfläche auf dem virtuellen Werkstück eingegrenzt. Die Bearbeitung erfolgt offline am PC, das heißt abseits des realen Roboters. Die Bearbeitungspfade des Schleif- oder Lackierroboters werden dann automatisch auf der Objektoberfläche generiert. Auch die notwendigen Bearbeitungsparameter, wie z.B. Geschwindigkeit, Werkzeugwinkel oder Auftragsmenge, werden automatisch zugewiesen. Die Anwendung des Werkzeugs erhöht deutlich die Qualität und Effizienz beim automatisierten Lackieren und Schleifen.

Bei der Entwicklung des Werkzeugs Scan2Prog konnten wir die Förderung des Programms Zukunft und Innovation des Landes Niedersachsen nutzen.

Pressemeldung Scan2Prog

Bewilligungszeitraum: Januar 2015 - Dezember 2016

Scan2Prog, ICARUS, Scanning, 3D-Scan, Offline-Programmierung, OLP

ManuServ

MANUSERV dient der Entwicklung eines Planungs- und Entscheidungsunterstützungssystems, mit dem ein bisher manuell durchgeführter Prozess mit Hilfe von Servicerobotern technologisch und ökonomisch sinnvoll (teil-)automatisiert werden kann. Über eine internetbasierte Kommunikationsplattform können Anwender mit Hilfe von MANUSERV für sie passende Servicerobotik-Systemvorschläge erhalten.

Viele manuelle Arbeiten in der Industriefertigung könnten durch Serviceroboter übernommen werden. Vor allem zur Vermeidung von monotonen und körperlich belastenden Bewegungen, wäre dies ein großer Gewinn. Dem Einsatz von industriellen Servicerobotern steht oft mangelndes Wissen über die Möglichkeiten, die Angst vor hohen Kosten und Zeitaufwänden für Machbarkeitsanalysen sowie die Auswahl und Implementierung geeigneter Lösungen im Weg. Auf der anderen Seite fehlen der Entwicklung und den anbietenden Firmen von Servicerobotik-Applikationen konkrete Informationen zu den manuell ausgeführten Prozessen, die sich für eine (Teil-) Automatisierung eignen.

Dies sind Wissenslücken, durch die gerade bei kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) Effizienzpotenziale ungenutzt bleiben. Daher wurde im Projekt MANUSERV ein System zur Planungs- und Entscheidungsunterstützung entwickelt, das potenziellen Anwendern von industrieller Servicerobotik eine vereinfachte Analyse und Bewertung ihrer Prozesse hinsichtlich möglicher Teilautomatisierungslösungen ermöglicht. Dabei geht es sowohl um die technologische Realisierbarkeit als auch um die ökonomische Sinnhaftigkeit. Das System unterstützt die Auswahl des am besten geeigneten Serviceroboters sowie dessen Programmierung bis hin zur virtuellen Inbetriebnahme.

Die Lösung soll für Anwender*innen als Dienst über eine Internetplattform angeboten werden. Dort stellen anbietende Firmen ihre Servicerobotik-Lösungen in einem Technologiekatalog zur Verfügung, der auch planungstechnische Beschreibungen von Fähigkeiten der Produkte und Roboter beinhaltet.

ManuServ

Link zum Forschungsprojekt ManuServ

Bewilligungszeitraum: Januar 2014 - März 2017

VirtualScan

VirtualScan bietet die Virtualisierung und Abbildung von Sensoren und Sensorsteuerungen in einer Simulationsumgebung und erweitert somit die virtuelle Inbetriebnahme um die Integration der räumlich messenden 3D-Sensorik.

Die zunehmende Automatisierung und steigende Qualitätsanforderungen an die Produktion führen zum vermehrten Einsatz intelligenter 3D-messender Sensorik in Produktionsanlagen. Durch die Erweiterung der virtuellen Inbetriebnahme um die Integration der räumlich messenden 3D-Sensorik können Planungsfehler für Produktionsanlagen verhindert und der Aufwand für die Inbetriebnahme minimiert. Darüber hinaus wird über eine Schnittstelle das Einbinden von Verarbeitungsalgorithmen ermöglicht. Somit besteht bereits in der Simulation die Möglichkeit, die Algorithmen auf ihre Funktionalität zu prüfen.

Bewilligungszeitraum: Juni 2012 - August 2014

VirtualScan, ICARUS, Sensorsteuerung, Sensoren, Robotik

Conexing

Conexing ist ein Werkzeug zur interdisziplinären Planung und produktbezogenen virtuellen Optimierung von automatisierten Produktionssystemen, durch die Verwendung von SmartComponents.

Die Gestaltung von Produkten ist insbesondere im Mittelstand häufig stark kundenorientiert und individuell. Dies bezieht sich sowohl auf Produkte für die Endkunden als auch auf die gerade für kleine mittelständische Unternehmen bedeutende Rolle als Zulieferer. Kürzere Produktlebenszyklen und eine immer größer werdende Variantenvielfalt steigern stetig die Anforderungen und den Bedarf an innovativen Planungs- und Simulationssystemen, um die Produkte zeitnah und effizient für den Markt bereit zu stellen. Die bereits auf dem Markt existierenden Systeme bilden dabei jedoch immer nur einen kleinen Teil des Produktzyklusses ab. Ein Austausch zwischen diesen Profisystemen findet durch Datenkonvertierung von einem Werkzeug zum anderen statt. Dabei gehen viele Informationen des Ursprungssystems verloren, da diese für das Zielsystem nicht relevant sind.

Conexing stoppt diesen Informationsverlust durch die Verwendung von SmartComponents. In diesem auf AutomationML basierenden Datenformat sind alle Informationen gleichberechtigt und werden während der gesamten Produktlebenszeit gesammelt. Über ein intelligentes Web-Portal werden die Daten von allen Projektbeteiligten ausgetauscht, ohne dabei großen Datenverkehr zu erzeugen. Durch ein für Conexing entwickeltes Toolkit kann eine Anbindung der SmartComponents an so gut wie jedes System geschaffen werden.

Conexing

Bewilligungszeitraum: März 2012 - August 2015