Cloudmanufacturing / Manufacturing-as-a-Service (MaaS) / verteilte Produktion

Cloud Manufacturing ist ein modernes Produktionskonzept, das traditionelle Fertigungsressourcen mit Hilfe von Cloud Computing, dem Internet der Dinge (IoT) und Virtualisierung in Services transformiert und über das Internet zur Verfügung stellt. Die so zur Verfügung stehenden Fertigungsservices werden durch eine intelligente, cloud-basierte Plattform gesteuert und können bei Bedarf kostenoptimiert benutzt werden. Das Konzept Cloud Manufacturing erstreckt sich über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts, beginnend bei Entwicklung und Design, über Produktion und Test bis zur Wartung im laufenden Betrieb.

Cloud Manufacturing kann als ein paralleles, vernetztes und verteiltes System von Fertigungsressourcen verstanden werden, die jederzeit und von jedermann benutzt werden können. Fertigungsressourcen in Form von Maschinen und Softwarepaketen, als auch wissensbasierte Kompetenzen, werden als Services (Manufacturing as a Service – MaaS) in der Cloud angeboten. Auf Basis von CAD-Daten und wissensbasierten Maschinen- und Materialdatenbanken werden die jeweils optimalen Services ermittelt, Kapazitätsplanungen durchgeführt und Aufträge geplant und gesteuert. Viele Kunden können so optimal auf viele, auch örtlich verteilte Anbieter, zurückgreifen, eine eigene Kontroll- und Managementschicht (Cloud-Layer) plant und steuert die Fertigungskapazitäten, die Fertigungsprozesse, die Operationen und die Transaktionen.

In der praktischen Umsetzung stellen sich derzeit noch eine Reihe von Herausforderungen, die gelöst werden müssen:

  • Entwicklung geeigneter Beschreibungsmöglichkeiten für eine wissensbasierte Abbildung der vorhandenen Ressourcen und Fähigkeiten
  • Entwicklung von Methoden und Algorithmen zur optimalen Verteilung von Teilaufträgen an verlinkte Produktionsstandorte und Unternehmen, die auf wissensbasierten Prozessbeschreibungen beruht
  • Die Anbindung an existierende Unternehmenssoftware
  • Die Entwicklung von Mechanismen zur effizienten Koordinierung von umfassenden verteilten Ressourcen, Services und Prozessen
  • die notwendige vollständige Automatisierung der Prozesse
  • Reglung des Zugriffs auf die physischen Produktionsressourcen
  • Implementierung von Lernmethoden zur Optimierung der Steuerung und Verteilung

Um Antworten für einige dieser noch zu klärenden Fragen zu finden, kooperiert das Forschungszentrum Digital Factory Vorarlberg mit einer Reihe von Partnern aus Salzburg und dem Wiener Raum in zwei von der FFG geförderten Projekten. Unter anderem werden in diesen Projekten Demonstratoren aufgebaut, um das Konzept Cloud Manufacturing anhand von realen Szenarien aus der Industrie zu testen und seine Vorteile zu zeigen.