Wie die Swiss Smart Factory einen menschenzentrierten Demontagearbeitsplatz mit realen Industrieprodukten, intelligenten Sensoren und digitaler Rückverfolgbarkeit erprobt.
Auf einen Blick
Ziel
Einen flexiblen, menschenzentrierten Prozess für die industrielle Demontage validieren.
Anwendungsfall
Geführte Demontage, Bauteilbewertung und Rückverfolgbarkeit über den Lebenszyklus.
Technologien
RFID, IO-Link, Codelesen, Sensoren und digitale Produktpässe.
Überblick
Die Swiss Smart Factory hat einen teilautomatisierten Demontagearbeitsplatz entwickelt, um zu untersuchen, wie zurückgegebene, gebrauchte oder ausgediente Produkte zerlegt, bewertet und der Wiederverwendung, Reparatur, dem Recycling oder der Entsorgung zugeführt werden können.
Der Arbeitsplatz verbindet Bedienerführung, Produktidentifikation, Sensordaten und digitale Rückverfolgbarkeit. Statt eine vollständige Automatisierung anzustreben, setzt der Ansatz auf einen hybriden Prozess, bei dem menschliches Fachwissen durch intelligente Werkzeuge und strukturierte Entscheidungen unterstützt wird.
Die Herausforderung
Die Demontage lässt sich nur schwer industrialisieren, da zurückgegebene Produkte selten identisch sind. Zustand, Konfiguration, Beschädigungsgrad und verfügbare Produktinformationen können stark variieren.
Für KMU ist eine vollautomatisierte Demontage oft zu unflexibel, zu teuer oder zu komplex. Realistischer ist es, Bedienende mit anpassbaren Anweisungen, Produktdaten, intelligenten Sensoren und Werkzeugen zur Entscheidungsunterstützung zu begleiten.
Dies ist besonders für die zirkuläre Fertigung relevant, in der Unternehmen entscheiden müssen, ob Bauteile wiederverwendet, repariert, recycelt oder entsorgt werden.
Der Ansatz
Der Demontagearbeitsplatz wurde als modularer und flexibler Aufbau konzipiert, der Bedienende Schritt für Schritt durch den Demontageprozess führt.
Der aktuelle Arbeitsplatz nutzt Produktinformationen und Sensorrückmeldungen, um den Prozess zu strukturieren. Das Produkt kann identifiziert, gewogen, geprüft und dokumentiert werden. Ziel ist es, manuelle Unsicherheiten zu reduzieren und gleichzeitig die notwendige Flexibilität für Produkte in unterschiedlichen Zuständen und Konfigurationen zu erhalten.
Der nächste Entwicklungsschritt besteht darin, die Erstellung von Demontageanweisungen teilweise zu automatisieren. Dazu werden vorhandenes Produkt- und Fertigungswissen, digitale Produktpässe, Asset Administration Shells, digitale Zwillinge und wissensbasierte Entscheidungsunterstützung genutzt.
Wichtigste Erkenntnisse
Drei Prinzipien prägen den Arbeitsplatz und machen das Konzept auf industrielle KMU übertragbar.
Menschenzentrierte Automatisierung
Die Bedienenden behalten die Kontrolle, während digitale Führung und Sensoren Unsicherheiten reduzieren.
Nachvollziehbare Entscheidungen
Identifikations- und Prozessdaten unterstützen konsistente Entscheidungen über Wiederverwendung, Reparatur, Recycling oder Entsorgung.
Modulare Architektur
Der Aufbau kann mit neuen Produkten, Datenquellen und Diensten zur Entscheidungsunterstützung weiterentwickelt werden.
Systemarchitektur
Der Pilot nutzt eine offene und modulare Referenzarchitektur. Industrielle Geräte sind vor Ort über IO-Link und Bluetooth verbunden, während Node-RED Gerätedaten, Bedienerführung und REST-API-Austausch mit cloudbasierten Rückverfolgbarkeitsdiensten orchestriert.
Technologie-Stack
Produkte und Software der aktuellen Referenzimplementierung.
Identifizieren und messen
Verbinden und überwachen
Anleiten und orchestrieren
- Node-RED, Workflow-Werkzeug
- FlowFuse, Projektpartner
- Side Effects VApp, Bedienoberfläche
- Windows Edge-PC
Nachverfolgen und teilen
So fliessen die Daten
| Quelle | Schnittstelle | Ziel | Zweck |
|---|---|---|---|
| Wägezelle, RFID, Signalsäule, Codeleser und Zustandssensor | IO-Link | SICK SIG300 | Feldgerätedaten erfassen und bereitstellen |
| SICK SIG300 | REST API | Windows Edge-PC / Node-RED | Den Demontageprozess orchestrieren |
| NERIOX Messschieber | HID over Bluetooth | Windows Edge-PC | Manuelle Messwerte erfassen |
| Side Effects VApp | HTML | Bedienbildschirm | Interaktive 3D-Anleitung Schritt für Schritt bereitstellen |
| Node-RED | REST API | PDi Digital und BloqSens | Smart Labels und Einträge im digitalen Produktpass aktualisieren |
Replikationspfad
- Arbeitsplatz aufbauen. Modularen Rahmen, Arbeitsfläche, Lagerbehälter und Bedienbildschirm an das Produkt und die verfügbare Fläche anpassen.
- Feldgeräte verbinden. Die für Identifikation, Wägen, Messen und Zustandsbewertung benötigten Sensoren auswählen und die IO-Link-Geräte anschliessend mit dem SIG300 verbinden.
- Edge-Ebene konfigurieren. Node-RED auf dem Windows-PC installieren und die für den Anwendungsfall erforderlichen Geräte- und REST-API-Flows umsetzen.
- Bedienerprozess erstellen. Demontagesequenz, Entscheidungspunkte, Datenerfassung und interaktive Anweisungen modellieren.
- Rückverfolgbarkeit ergänzen. Intelligente Etiketten und einen Digital-Product-Passport-Dienst anbinden, um die Ergebnisse für Produkte und Komponenten zu dokumentieren.
- Anpassen und validieren. Produkte oder Dienste bei Bedarf ersetzen und anschliessend Ergonomie, Entscheidungsqualität und Zykluszeit gemeinsam mit den Bedienenden validieren.
Prozess auf einen Blick
Prozess des Demontagearbeitsplatzes
- Produktidentifikation. Das Produkt oder die Komponente wird mittels RFID, QR-Code oder intelligenter Etiketten identifiziert.
- Geführte Demontage. Die Bedienperson folgt strukturierten Demontageanweisungen über eine digitale Benutzeroberfläche.
- Sensorbasierte Dokumentation. Gewicht, Identifikationsdaten und Prozessrückmeldungen werden während des Vorgangs erfasst.
- Bauteilbewertung. Each component is assessed to determine whether it can be reused, repaired, recycled or discarded.
- Rückverfolgbarkeit aktualisieren. Relevante Informationen können mit einem Digitalen Produktpass verknüpft werden, um den Produktlebenszyklus zu dokumentieren und künftige Kreislaufentscheidungen zu unterstützen.
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