Forschungs- und Lernfabrik der TU Graz mit 5G-Lösung

Industrieroboter verschiedenster Hersteller, modernste Fertigungsmaschinen und Softwarelösungen für eine echte Datendurchgängigkeit zwischen bewusst heterogen gewählten Systemen für den gesamten Produkt-Lebenszyklus: Die Infrastruktur der Forschungs- und Lernfabrik der TU Graz umfasst viele Aspekte, die es für zukunftsweisende digitale Produktionskonzepte und -technologien benötigt – inklusive 5G. Die angestrebten Forschungsergebnisse sind branchenoffen und berücksichtigen insbesondere Klein- und Mittelbetriebe. Doch auch alle anderen interessierten Unternehmen haben die Möglichkeit, in dieser industriellen Umgebung nachhaltig neue und individuelle Lösungen für eine smarte Produktion zu entwickeln und zu testen.

„Die komplette Infrastruktur wurde praktisch neu entwickelt, nur sehr wenig wurde aus dem Katalog gekauft“, bescheinigt Rudolf Pichler. Der Leiter der „Smart Factory @ TU Graz“ hat das Projekt gemeinsam mit dem Vorstand des Instituts für Fertigungstechnik der TU Graz, Franz Haas, verantwortet und vorangetrieben. Mit April 2021 kann die nahezu vierjährige Aufbauphase beendet und der Vollbetrieb gestartet werden, manche Forschungsarbeiten in der Pilotfabrik liefen freilich schon wesentlich früher an.

Die Finanzierung in der Höhe von 4 Mio. Euro wurde aus Mitteln des BMK, der Wirtschaftskammer Steiermark, des Landes Steiermark und der Stadt Graz bestritten. Auch zahlreiche Industrieunternehmen unterstützten das Vorhaben finanziell und mit Personalstunden-Leistungen. Unter den zwanzig Projektpartnern, die in den Aufbau involviert waren, finden sich heimische Key Player wie Siemens, T-Systems, Magenta Telekom, Pro Alpha, B&R, Magna, Zoller, Tagnology oder das Know-Center (die vollständige Liste der Projektpartner finden Sie am Ende des Textes). Gemeinsam mit den TU Graz-Forschenden haben die Firmen bereits erste Vorfelduntersuchungen im smarten Reallabor betrieben: Mit Siemens und Incubed IT wurde beispielsweise die dynamische Lokalisierung von Fertigungsstationen erfolgreich gezeigt, mit T-Systems ein Zonenmodell aufgebaut, das gegen unerlaubtes datentechnisches Eindringen schützt und mit pro Alpha konnte erstmalig in Österreich die Datenintegration von Kundenwünschen bis an die Fertigungseinheiten durchgeschleust werden.

Zu den infrastrukturellen Highlights gehören zum einen mobile, autarke Arbeitsstationen, mit denen gezeigt wird, wie agile Produktionsprozesse physisch umgesetzt werden können. Über diese universellen Einheiten können rasch neue Produktionslinien aufgebaut werden, um für sich schnell ändernde Märkte in kurzen Reaktionszeiten neue Produkte zu fertigen. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, wird das immer mehr zur Produktionsrealität. Zum anderen ist die 300 m² große Fabrik mit einem campuseigenen 5G-Netz ausgestattet. Dieses ermöglicht schnelle, großvolumige Übertragungskapazitäten zwischen den vielen internetbasierten Anwendungen. Ein spezielles Software-Paket gewährleistet die Datensicherheit, indem Abweichungen von den sonst üblichen Datenströmen erkannt werden und ein Alarm ausgelöst wird.

Die Smart Factory @ TU Graz ist nicht nur ein Versuchslabor für Industrieunternehmen und KMU und deren industrielle Entwicklungen und innovative Ideen, sie wird auch für die Aus- und Weiterbildung genutzt. Die Infrastruktur steht sowohl TU Graz-Studierenden diverser Studienrichtungen als auch außeruniversitären Bildungseinrichtungen mit fachspezifischen Schwerpunkten offen. Darüber hinaus ist die Lernfabrik Kooperationspartnerin des FFG-Qualifizierungsnetzes mit Schwerpunkt auf Industrie 4.0-relevante Qualifikationen und Bestandteil des Universitätslehrgangs „Leadership in Digital Transformation“, der ab Herbst 2021 erstmals an der TU Graz angeboten wird.

Auch externen Gästen wie Schulklassen dient die Smart Factory @ TU Graz als Showroom, der hilft, Fragen zu modernen Arbeitswelten zu beantworten. Die Digitalisierung im Fertigungs- und Montagebereich wird entlang der gesamten Wertschöpfungskette eines Achsgetriebemoduls für Industrieroboter gezeigt. „Mithilfe dieses Demonstrators können wir die Vorteile und Herausforderungen digitaler Fertigungsprozesse in unterschiedlichen Showcases präsentieren und den technischen Sachverhalt erlebbar machen“, so Pichler. Beispiele solcher Showcases sind etwa die herstellerunabhängige Programmierung und die damit verbundene Zusammenarbeit der „verschiedensprachigen“ Industrieroboter sowie die lokale, hochfrequente Datenverarbeitung mittels Edge Computing.

Anhand dieser anschaulichen Beispiele kann die digitale Transformation in der Industrie wesentlich deutlicher und einprägsamer vermittelt werden als mit bisherigen Lehrmethoden. Auch Institutsvorstand Haas ist zuversichtlich, dass die Forschungs- und Lernfabrik der TU Graz Impulsgeber für viele Forschungs- und Entwicklungsvorhaben heimischer Betriebe ist und dem Fachkräftemangel langfristig entgegenwirkt.