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Robotic Process Automation: Digitalisierung im Reinraumlabor

Robotic Process Automation
Alle Daten für die Reinraumproduktion automatisiert im Blick

Alle Daten für die Reinraumproduktion automatisiert im Blick
Im Reinraum werden Prozesse mit Robotic Process Automation (RPA) automatisiert, um die Qualitätskontrolle zu optimieren (Bild: Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez)
Das Fraunhofer IPA und der Automatisierungssoftware-Anbieter Uipath wollen im Rahmen einer strategischen Zusammenarbeit die digitale Transformation der Industrie vorantreiben. In Projekten sollen Anwendungsfälle für Robotic Process Automation (RPA) in der Industrie erforscht, entwickelt und gemeinsam mit Industrieunternehmen implementiert werden.

Mit dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA und Uipath, ein in Rumänien gegründetes US-amerikanisches Softwareunternehmen mit Hauptsitz in New York haben sich zwei Automatisierungsexperten zusammengeschlossen, um die Digitalisierung in der Industrie auszubauen. Robotic Process Automation ist das Schlüsselwort. Aktuell werden gemeinsame Use Cases rund um die Prozessautomatisierung bei der Steuerung und Kontrolle eines Reinraums sowie dem Monitoring eines Verfahrens zur Zellkultivierung entwickelt.

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Das erste Projekt wird in den Reinräumen des Stuttgarter Fraunhofer IPA durchgeführt. Während der Produktion müssen Prozesse und Umgebungsbedingungen im Reinraum ständig kontrolliert werden. Das soll eine optimale Produktqualität gewährleisten und mögliche negative Einflussfaktoren frühzeitig erkennen. Die Herausforderung liegt darin, die Daten aus den unterschiedlichen Quellen wie Umgebung, Prozess und Produkt gleichzeitig zu erfassen und flexibel für weiterführende Analysen bereitzustellen. Um dies zu ermöglichen, bündeln und verarbeiten die beiden Kooperationspartner die Daten auf der Uipath-Plattform.

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Die gewonnenen Informationen und Modelle sollen künftig einen guten Überblick über die aktuelle Situation im Reinraum geben, ohne dass Mitarbeitende diesen betreten müssen. Zudem sollen diese frühzeitig über Änderungen im Produktionsablauf informiert und bei ihrer Entscheidungsfindung in Problemsituationen unterstützt werden. Dazu werden im nächsten Schritt Analysen und Modelle entwickelt. Damit sollen sich historische Daten leichter mit der aktuellen Situation vergleichen lassen. Auf dieser Basis werden Vorhersagen über potenzielle Produkteinflüsse und Qualitätsrisiken ermöglicht.

Zellkultivieren im Labor: Monitoring durch Bots

Die zweite Implementierung von Robotic Process Automation führen die Kooperationspartner in einem biowissenschaftlichen Labor am Fraunhofer IPA durch. Dort werden Zellkulturen gezüchtet. Eine Herausforderung ist, dass nicht genügend hochqualitative Daten für die Prozesssteuerung und -optimierung zur Verfügung stehen. Die vorhandenen Daten stammen zudem aus verschiedenen Quellen. Sie lassen sich bisher nur mit einem hohen Aufwand integrieren. Diese Zellen werden in einem repetitiven Prozess gezüchtet.

Die Entwicklung fokussiert sich auf einen Bot, ein Computerprogramm, das die erforderlichen Geräte digital anbindet und Informationen zu den laufenden Prozessen sammelt. Nach jedem Durchlauf prüft der Bot anhand der gesammelten Daten, ob die Zellen bereit zur Weiterverarbeitung sind. So lernen die Bots mit jedem Durchlauf und können die optimalen Kultivierungsparameter bestimmen.

Die Mitarbeitenden prognostizieren, dass das Labor am Fraunhofer IPA die Produktivität um 33 % steigern kann, wenn es vollständig automatisiert ist. Sie sparen Zeit bei repetitiven Aufgaben. Gleichzeitig entsteht ein höherer Durchsatz durch die optimierte Prozesskontrolle, zusätzlich sinkt die Fehlerquote. Dank der permanenten Kontrolle ist auch eine lückenlose Dokumentation des Prozesses möglich.

Die Automatisierung industrieller Prozesse ist ein wichtiger Schritt zur digitalen Transformation der industriellen Fertigung. „Während physische Roboter und Software bereits viele Aufgaben automatisieren, fehlt häufig eine Software, die alle Prozesse überwacht und, wo möglich, optimiert. Diese Lücke möchte die Kooperation zwischen dem Fraunhofer IPA und Uipath nun schließen“, erklärt Malte Volkwein, Projektleiter am Fraunhofer IPA.

Robotic Process Automation für eine wirtschaftliche Produktion

Nach diesen Projekten zur Robotic Process Automation beabsichtigt das Team aus Fraunhofer IPA und Uipath, Lösungen für und gemeinsam mit der Industrie zu entwickeln und die Partner beim Implementieren zu begleiten. Schließlich wollen die Teams ein Netzwerk aus Industrie, Wissenschaft und Forschung knüpfen, um den neuen Anwendungsbereich von Software-Automatisierung in der Industrie zu erweitern. Annette Maier, Area Vice President Central & Eastern Europe bei Uipath: „Automatisierung wird für Unternehmen künftig zu einem zentralen Teil ihrer Strategie. Das intelligente Sammeln und Auswerten von Daten wird damit zu einem unmittelbaren Vorteil beim Übergang zu Industrie 4.0.“ (su)


Was kann RPA?

Robotic Process Automation (RPA) ist eine Softwaretechnologie, die die Entwicklung, Bereitstellung und Verwaltung von Software-Robotern erleichtert, die menschliche Handlungen bei der Interaktion mit digitalen Systemen und Software nachahmen. Software-Roboter verstehen beispielsweise, was auf einem Bildschirm angezeigt wird und nehmen die richtigen Tastatureingaben vor. Sie navigieren auch in Systemen, identifizieren und extrahieren Daten. Dabei arbeiten Software-Roboter schneller und konsistenter als Menschen.

RPA optimiert Arbeitsabläufe, wodurch Unternehmen profitabler, flexibler und reaktionsfähiger werden. Die Technologie ist nicht-invasiv und kann schnell umgesetzt werden, um die digitale Transformation zu beschleunigen. Zudem eignet sie sich zur Automatisierung von Arbeitsabläufen, die Altsysteme ohne APIs, Infrastrukturen für virtuelle Desktops oder Datenbankzugriff umfassen.


Kontakt zu den beteiligten Partnern:

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Nobelstr. 12
70569 Stuttgart
www.ipa.fraunhofer.de

Uipath GmbH
Rosenheimer Str. 143 C
81671 München
www.uipath.com/de

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