- Ruhr-Universität Bochum

ZESS

Das „Zentrum für das Engineering smarter Produkt-Service Systeme“ (kurz ZESS) ist ein von Bund und Land geförderter Forschungsbau, der im Jahr 2021 fertiggestellt und in Betrieb genommen wird. Mit einer Gesamtförderung von insgesamt 28 Mio. Euro reiht sich das ZESS somit in die Reihe der an der RUB vorhandenen Forschungsbauten ein und wird einen weiteren Beitrag zur Verbesserung der nationalen und internationalen Konkurrenzfähigkeit der RUB schaffen.

Die zentrale Idee des ZESS ist es, Produkt-Service Systeme, Aspekte der Industrie 4.0 sowie Smarte Produkte zum sogenannten „Smarten Produkt-Service System“ (kurz smarte PSS) zusammenzuführen. Dies soll u.a. über die Servitisierung und Digitalisierung von Geschäftsmodellen erfolgen. Zur Untersuchung der Forschungsfragen wird im ZESS die „Vernetzte Produktion“ als ein zentraler Anwendungsfall untersucht. Zu diesem Zweck wird das Zusammenspiel von robotergestützter Fertigung, additiver Fertigung im Bereich Metall und Kunststoff sowie der Einsatz mobiler Boden- und Flugrobotik untersucht (siehe Abb. 1). Weitere Informationen zum ZESS finden sich auf der Hauptseite unter https://www.lps.ruhr-uni-bochum.de/zess/

Der Lehrstuhl für Regelungstechnik und Systemtheorie (RUS) beschäftigt sich im Rahmen des ZESS mit Flugrobotik und betreibt dort ein eigenes Fluglabor. Während die übergeordnete Frage lautet, wie die Flugrobotik im Zusammenspiel mit anderen Akteuren die vernetzte Produktion unterstützen kann, sind viele Detailfragen zu klären, bevor die Flugrobotik erfolgreich und vor allem sicher eingesetzt werden kann. Robuste Regelungsalgorithmen sind hier essenziell, um einen autonomen Betrieb zu gewährleisten.

Abbildung 1: Akteure im ZESS.

Im konkreten Anwendungsfall sind mehrere Szenarien geplant, in denen die Flugrobotik zur Unterstützung der Produktion eingesetzt werden soll. Zum einen ist der Materialtransport zur Produktions- und Wertschöpfungsstätte notwendig, um flexibel auf neue Anforderungen zu reagieren. Mit einer mehrschichtigen Regelung plant der RUS, Boden- und Flugrobotik energie-, ressourcen- und zeiteffizient zu koordinieren, um Durchlaufzeiten zu verkürzen und gleichzeitig mit Blick auf den für den Transport benötigten Energiebedarf wirtschaftlich zu agieren. 

Ein weiteres Haupteinsatzgebiet für die Flugrobotik ist der Einsatz als mobile Sensorik. Dies kann sowohl im Rahmen von Erkundungsflügen erfolgen, um das digitale Gebäudemodell, dass allen autonomen Akteuren zur Verfügung steht, beim Auftreten von z.B. Hindernissen zu aktualisieren, als auch zur berührungslosen Gerätewartung oder Prozessüberwachung.