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TU Berlin

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Quality Science Laboratory

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Im Quality Science Laboratory (QSL) wird im Rahmen einer Smart Micro Factory eine Prozesskette zur Herstellung und Optimierung von Wurfobjekten simuliert. Ausgangspunkt ist ein in der Lehre schon seit den achtziger Jahren verwendetes Katapult zum Erlernen der Design of Experiments Methoden.

Klassisch werden damit sowohl die Wurfweite als auch die Flugstabilität der abgeschossenen Objekte als Zielgrößen optimiert. Im Quality Science Lab dient ein mit Motoren und Sensorik aufgerüstetes Katapult exemplarisch als ein selbstoptimierendes cyber-physisches System.

Das Katapult wird dabei über eine Website voll automatisch angesteuert. Die Wurfgeschosse werden mit einem 3-D Drucker nach Kundenanforderungen erstellt, mithilfe eines Roboterarms zu einem hochauflösenden 3D-Digitalisierungssystem sowie weiteren Stationen kommissioniert, und nach einer Überprüfung verschiedener Qualitätsmerkmale schliesslich auf das Katapult geladen. Die Auswertung der Zielgrößen geschieht automatisch über entsprechende Kamera- und Sensortechnik und wird auf der Website für den Kunden transparent aufbereitet. Die Kommunikation zwischen allen Teilen des Systems findet autonom und in Echtzeit statt. Der Prozess wird dadurch in die Lage versetzt, sich und seine Elemente selbsständig zu optimieren.

Ziel des Quality Science Lab ist die Abbildung von verschiedenen qualitätswissenschaftlichen Methoden in einer Smart Factory (Industrie 4.0) sowie die Demonstration der Arbeitsplätze für Qualitätsingenieure und -manager in den Produktionsunternehmen der Zukunft.

Das Quality Science Lab wird sowohl in der Forschung als auch in der Lehre (DCPS) genutzt.

Ausstattung

  • Katapult in Eigenkonstruktion (mit Schritt- und Servomotoren, Sensoren sowie Feinmechanik)
  • 3D Drucker Ultimaker2 für den 3D-Druck
  • 3D Digitalisierungssystem inkl. Software und automatisierter Prozessabläufe von Steinbichler mit dem System COMET L3D 5M und COMETrotary DUAL Axis
  • Sensoren und Kameras zur Auswertung der Katapultwürfe
  • Linearführung von Indunorm mit einem Kuka youBot
  • Beckhoff Steuerung und Automatisierung über etherCAT Standard
  • IT-Anlagen (Serverrack, Dell-Server und HP-Workstations & HP-Thinclients)

Mitwirkende Personen

Projektteam:

  • Klaus Seiffert
  • Patrick Drange
  • Markus Ziegler
  • Patrick Weingärtner
  • Christian Kossok

 

Wissenschaftliche Arbeiten:

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Fabian Heinemann

Qualitätskriterien für den flexiblen Werkzeugwechsel bei Robotern in der Industrie 4.0

  • Art der Arbeit: Masterarbeit
  • Abgabedatum: 17. November 2015
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Martin Zerweck

Artefaktbereinigung dreidimensionaler Digitalisierungsdaten durch Klassifizierungsverfahren

  • Art der Arbeit: Masterarbeit
  • Abgabedatum: 8. November 2015
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Matthias Krähe

Anwendung eines Six Sigma Ansatzes zur Bewegungsoptimierung des Robotermodells

  • Art der Arbeit: Studienarbeit
  • Abgabedatum: 10. September 2015
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Magdalena Bösel

Statistische Prozesskontrolle von cyberphysischen Systemen am Beispiel des Katapults

  • Art der Arbeit: Bachelorarbeit
  • Abgabedatum: 20. August 2015
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Mohamed Yamine Jouani

Anwendung von „Machine Learning Algorithmen“ für die Vorhersage von optimalen Prozessparametern zur Qualitätssicherung in der Industrie 4.0

  • Art der Arbeit: Freiwillige Wissenschaftliche Arbeit
  • Abgabedatum: 24. April 2015
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Stefan Fröhlich

Intelligentes Instandhaltungsmanagement eines qualitätsorientierten Unternehmens auf dem Weg zu Industrie 4.0

  • Art der Arbeit: Masterarbeit
  • Abgabedatum: 2. Februar 2015

 

 

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Markus Ziegler

Entwurf eines Anwendungsszenarios „Industrie 4.0 in der Qualitätswissenschaft“

  • Art der Arbeit: Bachelorarbeit
  • Abgabedatum: 1. Dezember 2014
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Fabian Heinemann

Kundenorientierte Anforderungserhebung zur kommunikativen Stärkung der automatisierten Produktion

  • Art der Arbeit: Freie Wissenschaftliche Arbeit
  • Abgabedatum: 5. September 2014
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Samir Grimm

DoE in der Industrie 4.0 am Beispiel des zu einem cyber-physischen System weiterentwickelten "DoE-Katapults"

  • Art der Arbeit: Studienarbeit
  • Abgabedatum: 15. August 2014

Zusatzinformationen / Extras

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Ansprechpartner

Dipl.-Phys. Klaus Seiffert
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Fachgebiet Qualitätswissenschaft
Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb
Fakultät V
Produktionstechnisches Zentrum (PTZ)
Raum 423
Pascalstr. 8-9
10587 Berlin
+49 (0)30/ 314 23565

Sprechstunde:
Mi 13-15 Uhr
mit Voranmeldung
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Ansprechpartner

Patrick Drange, M.Sc.
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Geschäftsfeld Qualitätsmanagement
Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik
Produktionstechnisches Zentrum (PTZ)
Raum 367
Pascalstr. 8-9
10587 Berlin
+49 (0) 30 / 39006 311

Sprechstunde
Nach Vereinbarung
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Um in unserem Labor aktuelle und industrielle Software sowie Technologien einsetzten zu können, erhalten wir Unterstützung in Form von Vergünstigungen oder speziellen Education-Lizenzen durch verschiedene Firmen. Dadurch können wir einerseits eine praxisnahe Ausbildung in unserem Labor sicherstellen und anderer- seits auch Forschungs- ergebnisse unter Verwendung industrieller Technologien erproben sowie validieren