Die Industrie verändert sich dramatisch. Die Zeiten, in denen Maschinen in der Fabrik dumme, unflexible mechanische Monster waren, die bloß stur immer wieder dieselben Bewegungen durchführen, sind längst vorbei. Die Automatisierungstechnik von heute verschafft sich mit Hilfe hochentwickelter Sensoren ein umfassendes Bild der Situation und verhält sich durch intelligente Algorithmen auf klug optimierte, situationsabhängige Weise.

Viele wichtige Fortschritte in diesem Bereich konnten in den letzten Jahren am Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN) der TU Wien erzielt werden. Ein wichtiger Partner des Instituts war dabei die Firma Festo, eine Unternehmensgruppe für Steuerungs- und Automatisierungstechnik. Die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen Festo und der TU Wien konnte nun weiter ausgebaut werden: Am 9. April 2019 wurde an der TU Wien ein neues Festo-Forschungslabor für autonome Handhabungssysteme feierlich eröffnet.

Von der Grundlagenforschung direkt in die Fabrik

"Schon bisher haben wir gemeinsam mit Festo die Grundlagenforschung und die angewandte Forschung vorangetrieben, etwa im Bereich der verteilten flexiblen Steuerungstechnik, der optischen Messtechnik mit intelligenten Kameras oder der Modellierung und Regelung elektro-pneumatischer Komponenten", sagt Prof. Andreas Kugi, Vorstand des ACIN.

Dabei hat man eine Reihe neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse gewonnen, die man dann auch zum Teil bereits in die industrielle Praxis übertragen konnte. Dazu zählen neue Konzepte zur automatisierten Handhabung biegeschlaffer Materialien – also etwa Stoffe oder dünne Folien, die unter ihrem eigenen Gewicht die Form ändern. Man entwickelte verbesserte regelungstechnische Methoden für pneumatische Ventile und Zylinder, neue Sensorkonzepte zur berührungslosen absoluten Positionsmessung beweglicher mechanischer Teile und vieles mehr.

Die Maschine soll vom Menschen lernen

Im neuen Festo-Forschungslabor für autonome Handhabungssysteme geht es nicht um einzelne Detaillösungen, sondern man verfolgt einen integrativer Ansatz: Man verwendet moderne Methoden der Bildverarbeitung, führt Daten aus vielen verschiedenen Sensoren zusammen, nutzt die Möglichkeiten des maschinellen Lernens in Kombination mit physikalischem Modellwissen und entwickelt die Steuerungs- und Regelungstechnik weiter.

"Unser Ziel ist, dass die Maschinen bestimmte Aufgaben wie kleben, schneiden oder schleifen vom Menschen lernen und in die Lage versetzt werden, diese Aufgaben dann autonom anzuwenden", erklärt Andreas Kugi. "Das soll auch dann funktionieren, wenn sie sich in einer etwas anderen Situation wiederfinden, wenn etwa die geometrischen Gegebenheiten etwas anders sind, oder wenn leicht modifizierte Ziele verfolgt werden müssen."

Systeme dieser Art eröffnen vollkommen neue Möglichkeiten für den flexiblen Einsatz in der Automatisierungstechnik und werden in Zukunft viele neue Anwendungen im Industrie- und Servicebereich ermöglichen. Das Ziel der Partnerschaft zwischen der TU Wien und Festo ist es, die Ergebnisse der universitären Grundlagenforschung mittelfristig in die Industrie zu transferieren und damit die Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit von Festo in der Fabrik- und Prozessautomatisierung weiter auszubauen.