Automatisierung, Digitalisierung und Optimierung von Montageprozessen in der Flugzeugproduktion
Im Rahmen von iMOD werden die Automatisierung, Digitalisierung und Optimierung von Montageprozessen in der Flugzeugproduktion adressiert. Es wird erforscht, wie sich die Flugzeugfertigung und die zugehörige Qualitätssicherung durch den Einsatz innovativer Automatisierungslösungen, optimieren lässt.
Durch die Modellierung von Produktionssystemmodellen mit Hilfe von MBSE-Methoden können bereits in frühen Engineering-Phasen verschiedene Systemvarianten analysiert werden. Diese Modelle, sowie weitere Engineering-Artefakte, wie beispielsweise die Produktdaten des herzustellenden Objekts, können für die automatisierte Erstellung von Abfolgeplänen genutzt werden. Somit lassen sich verschiedene Systemkonfigurationen beispielsweise hinsichtlich der Erfüllbarkeit aller Tätigkeiten oder der Durchlaufzeit beurteilen und eine Entscheidung über die Auslegung des Systems treffen. Der sichere Ablauf, der automatisiert erstellten Pläne wird mit Hilfe von neuartigen Methoden der virtuellen Inbetriebnahme validiert.
Dabei gliedern sich die Arbeiten in verschiedene Teilbereiche.
Modellbasierte Produktionssystementwicklung:
- Entwicklung einer domänenspezifischen Modellierungssprache (DSML) für die konsistente Modellierung und frühzeitige Analyse von Produktionssystemkonfigurationen
- Modellierungsmethode baut auf anerkannten Standards zur Förderung von Verständlichkeit, Standardisierung und Wiederverwendbarkeit auf
- Formale Regeln sichern standardkonforme Modellierung und Nutzerunterstützung
Modellbasierte Integration von Planungsaspekten mit PDDL:
- Strukturierte Erweiterung von Systemmodellen um planungsrelevante Informationen wie Aktionen, potenziell beteiligte Ressourcen und definierte Systemzustände
- Automatisierte Generierung von Planungsbeschreibungen im Planning Domain Definition Language (PDDL)-Format aus bestehenden Modellen
- Grundlage für die Anwendung KI-basierter Planungsverfahren zur Bewertung und Optimierung technischer Systeme
- Ermöglicht eine konsistente und wiederverwendbare Abfolgenplanung entlang des modellbasierten Engineerings
Virtuelle Inbetriebnahme:
- Entwicklung und Anwendung digitaler Methoden zur Simulation, Testung und Validierung automatisierter Produktionssysteme vor deren physischem Einsatz
- Einsatz modellbasierter Entwicklungsmethoden zur strukturierten Gestaltung einer anpassungsfähigen VC-Architektur für den Einsatz in der komplexen Flugzeugproduktion
- Einführung des Konzepts der Kontinuierlichen Virtuellen Inbetriebnahme im Betrieb (CVCO) zur automatisierten Prüfung von Steuerungsänderungen während des laufenden Betriebs
- Reduktion manueller Anpassungen durch gezielte Validierung betroffener Steuerungsanteile und Steigerung der Flexibilität und Robustheit zukünftiger Fertigungslinien
Kern des Forschungsprojektes ist ein Robotik-System zur automatisierten Strukturmontage des Flugzeugrumpfes der A320-Produktfamilie, welches am Zentrum für angewandte Luftforschung (ZAL) als Validierungsplattform der Forschungsinhalte des iMOD-Projektes dient. Dieses Robotik-System wird unter folgendem Link näher beschrieben: https://www.hsu-hh.de/aut/forschung/labor/imod-produktionsnaher-demonstrator-fuer-die-strukturmontage-in-der-flugzeugproduktion
Externe Kooperationspartner: Airbus Operation GmbH, Lehrstuhl für Automatisierungstechnik der Ruhr Universität Bochum
Bearbeitet durch: M.Sc. Lasse Beers, M.Sc. Hamied Nabizada, M.Sc. Omar Ismail
Das iMOD Projekt wird gefördert durch das Zentrum für Digitalisierungs- und Technologieforschung der Bundeswehr – dtec.bw und hat eine Laufzeit vom 01.01.2021 bis zum 31.12.2026.
Letzte Änderung: 13. Februar 2026