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M.Sc. Patrick Moll

Akad. Mitarbeiter
Sprechstunden: Nach Vereinbarung
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patrick mollGai8∂kit edu

76131 Karlsruhe
Kaiserstraße 12


M.Sc. Patrick Moll

Forschungs- und Arbeitsgebiete:

  • Anlagen- und Prozesstechnik für thermoplastische Faserverbunde und Hybride
  • Modulare Anlagenautomatisierung und –steuerung
  • Handhabungstechnik
  • Faserblasverfahren

 

Allgemeine Aufgaben:

 

Projekte:

  • MoPaHyb - Modulare Produktionsanlagen für hochbelastbare Hybridbauteile

 

Lebenslauf:

seit 09/2016 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Produktionstechnik (wbk) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT)
10/2010 - 05/2016 Studium des Maschinenbaus am KIT und der Arts et Métiers (Metz/Paris)

Veröffentlichungen

[ 1 ] Schäfer, M. & Moll, P. (2017), „Effiziente Herstellung hybrider Bauteile durch rekonfigurierbare Fertigungsanlagen“. 4. Technologietag Hybrider Leichtbau, Hrsg. Landesagentur Leichtbau Baden-Württemberg, S. 1.
Abstract:
Ein vielversprechender Ansatz zur Reduzierung von CO2-Emissionen und der Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz ist die Herstellung von Materialkombinationen aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK) und metallischen Elementen in der intrinsischen Hybridisierung. Dabei wird die direkte Verbindung der verschiedenen Materialien im Ur- bzw. Umformprozess erreicht. Die großserientaugliche und zugleich variantenintensive Herstellung hybrider Bauteile stellt eine erhebliche Herausforderung dar, da aktuelle Anlagen jeweils an die bauteilspezifischen Anforderungen angepasst werden. Dies führt zu unzureichender Wirtschaftlichkeit und verhindert die Herstellung von wettbewerbsfähigen Produkten. Im Rahmen des vom BMBF finanzierten Forschungsprojektes MoPaHyb wird daher ein modularer Ansatz zur Konfiguration von Produktionsanlagen entwickelt. Startpunkt für die Konfiguration einer Anlage ist hierbei ein am wbk entwickelter Modulbaukasten für Leichtbauproduktionsanlagen. In diesem stellen die Teilmodul-Hersteller alle relevanten Informationen und Schnittstellen zu ihrem Modul zur Verfügung. Im Modulbaukasten kann der Anlagenplaner dann die für die Produktion eines beliebigen hybriden Bauteils notwendigen Module auswählen und durch Verkettung derselben den Prozess gestalten. Mit Hilfe des Modulbaukastens kann so die Engineeringzeit einer Produktionsanlage deutlich verringert werden. Das Kernstück der modularen Anlage bildet das von Siemens entwickelte Basismodul, welches die Gesamtanlage steuert. Die Konfiguration aus dem Modulbaukasten kann direkt in das Basismodul importiert werden, welches hieraus die Ablaufsteuerung für die Gesamtanlage automatisch generiert. Die Kommunikation zwischen dem Basismodul und den einzelnen Modulen der Anlage erfolgt über standardisierte Schnittstellen, wobei als Kommunikationsprotokoll die OPC Unified Architecture (OPC UA) verwendet wird, welche die plattformunabhängige plug&work-fähige Kommunikation der Anlagenkomponenten gewährleistet. Die bei der Produktion erfassten Prozess- und Qualitätsdaten der Einzelmodule werden zentral im Basismodul erfasst und können für eine spätere Auswertung abgespeichert werden. Durch die Verwendung von hochtemperaturresistenten Etiketten können jedem gefertigten Bauteil seine Prozessparameter zugeordnet werden. Durch den im Projekt entwickelten Baukastenansatz bietet sich für die Industrie der Vorteil, dass eine Produktionsanlage für hybride Bauteile aus Standardmaschinen zusammengestellt werden kann. Die Modularität erlaubt dabei eine schnelle Anpassung der Anlage auf die Herstellung anderer Produkte, indem einzelne Module ausgetauscht werden. Da die Module auf standardisierte Schnittstellen und herstellerübergreifende Protokolle setzen, werden diese von der Basissteuerung sofort erkannt und sind umgehend betriebsbereit. Dies führt zur Fähigkeit unterschiedliche Bauteile zu produzieren ohne die Produktionsanlage komplett umbauen zu müssen. Die wirtschaftliche Fertigung auch kleiner Losgrößen wird so ermöglicht, wodurch sich das Anwendungsfeld hybrider Bauteile stark erweitert. Das MoPaHyb-Projektkonsortium besteht aus 11 Industriepartnern aus dem Anlagenbau und der Automobilbranche, sowie zwei Forschungsinstituten.

[ 2 ] Joppich, T.; Kilian, S.; Moll, P. & Schäfer, M. (2017), „Modular production plant for hybrid high performance components“. ICC - Lightweight Technologies Forum, Hrsg. Composites Germany - Carbon Composites e. V. , S. 0-0.
Abstract:
A promising approach to reducing CO2 emissions and increasing energy and resource efficiency is the production of material combinations of fiber-reinforced plastics (FRP) and metallic elements in intrinsic hybridization. The direct connection of the various materials in the primary or forming process is achieved. The production of hybrid components, which is suitable for large series production and at the same time requires a great deal of variation, presents a considerable challenge, as current systems are adapted to the specific requirements of each component. This leads to insufficient economic efficiency and prevents the production of competitive products. The MoPaHyb research project funded by the BMBF is therefore developing a modular approach to the configuration of production plants. The starting point for the configuration of a plant is a modular system developed at wbk for lightweight production plants. In this module, the submodule manufacturers provide all relevant information and interfaces to their modules. The system designer can then select the modules required for the production of any hybrid component in the modular system and design the process by linking them together. With the aid of the modular construction kit, the engineering time of a production plant can be significantly reduced. The core of the modular system is the basic module developed by Siemens, which controls the entire system. The configuration from the modular system can be imported directly into the basic module, which automatically generates the sequence control for the entire system. The communication between the base module and the individual modules of the system takes place via standardized interfaces, whereby the OPC Unified Architecture (OPC UA) is used as communication protocol, which guarantees the platform-independent plug&work-enabled communication of the system components. The process and quality data collected during production of the individual modules are recorded centrally in the basic module and can be stored for later evaluation. By using high temperature resistant labels, each manufactured component can be assigned its process parameters. The modular approach developed in the project offers the industry the advantage that a production plant for hybrid components can be assembled from standard machines. The modularity allows the system to be quickly adapted to the manufacture of other products by replacing individual modules. Since the modules rely on standardized interfaces and manufacturer-independent protocols, these are immediately recognized by the basic controller and are immediately ready for operation. This results in the ability to produce different components without having to completely rebuild the production plant. The economical production of even small batch sizes is thus made possible, which greatly expands the application field of hybrid components. The MoPaHyb project consortium consists of 11 industrial partners from plant engineering and the automotive industry as well as two research institutes.

[ 3 ] Schäfer, M.; Moll, P. & Fleischer, J. (2018), „Modular production plants for hybrid lightweight components“. 22nd Dresden International Lightweight Engineering Symposium, Hrsg. Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, T. U. D., S. 141-145.
Abstract:
In recent years there has been an increasing trend towards shorter product life cycles and an increasing number of variants due to individual customer requirements, which has led to smaller batches in production. In order to meet these market requirements, production plants must be adaptable to changing demands by fast reconfiguration. In the presented approach, a service-oriented-architecture for a modular production plant with methods of web-based configuration of the line control system was investigated.

[ 4 ] Moll, P.; Jacob, A.; Schäfer, M.; Coutandin, S.; Fleischer, J. & Lanza, G. (2018), „Plattformbasiertes Geschäftsmodell für rekonfigurierbare Produktionsanlagen im Leichtbau“, zwf - Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb, S. 580-583. 10.3139/104.111961
Abstract:
Die Fertigung von Leichtbauprodukten in kleinen Stückzahlen stellt Anlagenbetreiber vor Herausforderungen. Um diesen zu begegnen, wird eine modular rekonfigurierbare Produktionsanlage vorgestellt. Ein durchgehender Engineering-Ansatz mit einheitlichen Modulbeschreibungen, einem nutzerfreundlichen Konfigurationstool und automatisierter Generierung des Steuerungscodes erlaubt eine Senkung des Inbetriebnahme- und Rekonfigurationsaufwands. Ein darauf fokussiertes plattformbasiertes Geschäftsmodell für Anlagenhersteller wird in diesem Beitrag vorgestellt.