Smarte Produktion in der flexiblen, skalierbaren Fertigungszelle

Wie können produzierende Unternehmen flexibel, wirtschaftlich und zugleich nachhaltiger auf steigende Variantenvielfalt reagieren? Mit dieser Fragestellung beschäftigte sich das Projekt SkaLaB – Skalierbares Zentrum für die Herstellung von Karosseriebauteilen aus Blech. Gemeinsam mit den Lehrstühlen für Umformtechnik (UTS) und Fertigungsautomatisierung und Montage (FAMS) der Universität Siegen sowie Partnern wie der FernUniversität in Hagen, HMT Heldener Metalltechnik GmbH & Co. KG, Franz Hof GmbH, ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH, MPA Technology GmbH, TWT GmbH, VIA Consult GmbH & Co. KG und voestalpine AG hat der EDIH Südwestfalen eine flexible, ökonomisch und ökologisch nachhaltigere Produktionszelle für Blechbauteile entwickelt. Gefördert wurde SkaLaB im Rahmen des Moduls a2 durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

Insbesondere in der Automobil- und Zulieferindustrie wächst der Bedarf an flexiblen Produktionssystemen, da klassische, starr verkettete Anlagen häufig nicht mehr wirtschaftlich betrieben werden können, wenn Varianten zunehmen und die Losgrößen sinken. Vor diesem Hintergrund zielte SkaLaB darauf ab, hochflexible, seriennah nutzbare Herstellungszentren zu entwickeln, mit denen geometrisch unterschiedliche Karosseriebauteile auch bei Stückzahlen unter 50.000 pro Jahr wirtschaftlich gefertigt werden können. Die Prozessketten sind dabei modular und rekonfigurierbar aufgebaut, sodass sie sich an wechselnde Anforderungen anpassen lassen und perspektivisch sogar eine wirtschaftliche Fertigung bis hin zur Losgröße 1 ermöglichen.

Anfang Dezember 2025 wurde der Demonstrator an der Universität Siegen erfolgreich vorgestellt. Zwei Use-Cases zeigten live, wie die skalierbare Fertigungszelle flexibel auf unterschiedliche Bauteilgeometrien reagiert. Herzstück des Projekts ist ein neu entwickelter, KI-basierter Prozessgenerator, der ausgehend von CAD-Daten automatisiert geeignete Prozessketten plant und Roboter, Sensorik sowie unterschiedliche Maschinentypen intelligent aufeinander abstimmt. Ergänzt wird die reale Fertigungszelle durch eine vollständig digital abgebildete Version – einen digitalen Zwilling –, in der Prozesse simuliert, analysiert und optimiert werden können, bevor sie physisch umgesetzt werden. Auf diese Weise entstehen eine höhere Flexibilität bei Produktwechseln, eine transparente und datenbasierte Prozessplanung sowie wirtschaftlich tragfähige Lösungen auch für kleinere Serien bei gleichzeitig reduzierten Umrüstzeiten und Investitionsrisiken.

Seit dem Projektstart im Januar 2022 wurden der Aufbau einer skalier- und rekonfigurierbaren Demonstratorzelle, die Entwicklung repräsentativer Bauteile, die Validierung durch zwei erfolgreiche Use-Cases, die Implementierung eines KI-gestützten Prozessplanungsansatzes sowie die Erarbeitung eines tragfähigen Geschäftsmodells realisiert. Auch nach dem offiziellen Projektabschluss wird die Zelle weiter genutzt und für Demonstrationen in Forschung und Wirtschaft geöffnet. SkaLaB zeigt damit praxisnah, wie produzierende Unternehmen durch modulare Fertigungssysteme, KI-gestützte Prozessplanung, digitale Zwillinge und flexible Automatisierung ihre Wettbewerbsfähigkeit nachhaltig stärken können und liefert wichtige Impulse für die digitale Transformation der Industrie – insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen in Südwestfalen.