Die Optimierung der Produktionsabläufe ist eine der zentralen Aufgaben produzierender Unternehmen. Insbesondere in der Massen- und Serienfertigung werden hierzu oftmals erhebliche Anstrengungen in die Fertigungsplanung investiert, um selbst kleinste Verbesserungspotenziale aufdecken zu können, die sich durch die häufige Wiederholung der Arbeitsabläufe rasch amortisieren. In der Kleinserien- und Einzelfertigung ergibt sich jedoch ein anderes Bild. Hier wird die Planung vielfach nicht komplett vor Produktionsbeginn durchgeführt, sondern es wird mit Skizzen und groben Beschreibungen gearbeitet, und der Mensch mit seiner hohen Problemlösungskompetenz und seinem Erfahrungsschatz übernimmt die Feinplanung in der Fertigung. 

Das Teilprojekt  CoDeFS - Cognition in autonomous Design-Fabrication Systems untersucht die möglichen Auswirkungen kognitiver Fähigkeiten von Maschinen, Anlagen und Werkstücken auf die Prozessplanungskette. Das Forschungsprojekt hat hierbei u. a. die Beantwortung folgender Aufgabenstellungen zum Ziel:    

• Wie und wo können kognitive Fähigkeiten sinnvoll in den Planungs- und Fertigungsprozess eingebracht werden, um eine maschinelle Fertigung mit einer Flexibilität, ähnlich der einer handwerklichen Werkstattfertigung, zu erreichen?
• Inwieweit können Prozessplanungsaufgaben auf Maschinen- oder Werkstückebene verlagert werden, d. h. inwieweit muss eine automatisierte Fertigung zukünftig noch manuell vorgeplant werden, und welche Teilaufgaben der Fertigungsplanung können von intelligenten Maschinen und Anlagen ausgeführt werden?
• Wo wird welches Wissen benötigt und wie können Lernzyklen implementiert werden?

Insgesamt wird CoDeFS dazu beitragen, die Potenziale und Grenzen einer kognitiven Fabrik" aufzuzeigen, ein Modell für die Abbildung von Information und Wissen auf der Fabrikebene entwickeln sowie die Nachahmung kognitiver Fähigkeiten und deren Einsatz im Fertigungsplanungsprozess ermöglichen.

Zur Erreichung dieser Ziele, werden in ein einem ersten Schritt die Phasen des Fertigungsplanungsprozesses, mit den jeweiligen Eingangs- und Ausgangsinformationen, erfasst und beschrieben. Anschließend werden die Tätigkeiten jeder Phase analysiert, um hieraus das jeweilige Automatisierungspotenzial abzuleiten. Diese Beschreibung des Planungsprozesses soll nachfolgend als Grundlage dienen, um Einsatzmöglichkeiten von Lernalgorithmen zu identifizieren.

Lehrstuhl für Produktentwicklung, Technische Universität München

Die beschriebenen Forschungsarbeiten werden im Rahmen der DFG Exzellenzinitiative durch das Forschungscluster "Cognition for Technical Systems" -- CoTeSys (vgl. www.cotesys.org) gefördert.

Zäh, M. F.; Lau, C.; Wiesbeck, M.; Ostgathe, M.; Vogl, W.: Towards the Cognitive Factory. In: 2nd International Conference on Changeable, Agile, Reconfigurable and Virtual Production (CARV 2007). Toronto, Canada, 22.-24.07.2007.

• Homepage des Exzellenzclusters http://www.cotesys.org