Geballte Lösungs-Power

Trend

Industrie 4.0 – Die Grundzüge und erste Ansätze zur Integrated Industry wurden bereits in der vorigen Ausgabe vorgestellt. Auf der Hannover Messe offenbarten sich aber derart viele konkrete Perspektiven zu diesem Thema, dass wir hiermit einen Nachschlag servieren.

29. April 2013

Es war quasi unmöglich, in Hannover nicht mit den Schlagworten Industrie 4.0 und Integrated Industry konfrontiert zu werden. Oft steckt hinter so hochtrabenden Begriffen nur heiße Luft, auf der Messe gab es aber eine Reihe konkreter Produkte und Konzepte.

Hendrik MØller Jensen, Geschäftsführer Danfoss VLT Deutschland, kann die ganze Aufregung aber nicht ganz verstehen. »Alle reden von Integrated Industry und auch für uns ist das ein sehr wichtiges Thema. Nur ist die Smart Factory schon lange Realität in einem kleinen Dorf in Süddänemark.«

Dort setzt Danfoss die kundenspezifische Produktion von Frequenzumrichtern bereits voll digital um. Der Kunde bekommt IT-basiert und automatisch seine ganz spezielle Bedienungsanleitung – und das samt der maßgeschneiderten Ware in 24 Stunden. »Doch im Sinne von Industrie 4.0 wollen wir nicht nur Produkte verkaufen, sondern dem Kunden helfen, möglichst effiziente Lösungen zu finden«, ergänzt Hendrik MØller Jensen. »Letztendlich soll dieser entscheiden, welche unserer Lösungen für ihn die beste ist.« Auf jeden Fall aber sei Danfoss zu jeder Zeit »Solutions ready«.

Das Werkstück entscheidet

Für Prof. Dr. Peter Post, Leiter Corporate Research & Programme Strategy bei Festo, entscheidet demnächst das Werkstück, welche Leistungen es von den Fabrikanlagen abrufen wird. »Ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg dahin ist unser Konzept der Integrated Automation auf Basis der Plattform CPX.« Es werde einen Wandel geben von der starren zentralen Fabriksteuerung hin zu einer dezentralen Intelligenz.

»Komponenten vernetzen sich auf intelligente Art und Weise selbst, konfigurieren sich selbst und werden so den Anforderungen an Fertigungsaufträge selbststeuernd gerecht.« Statt vieler verschiedener Bussysteme fungieren dann WLAN und Ethernet als einheitliche Kommunikationsplattformen.

Ein elektrisches Terminal für Ventilinseln von Festo ist schon heute diagnosefähig und kann Condition-Monitoring-Aufgaben übernehmen. Es integriert es mit seinen einzelnen Modulen die Ansteuerung pneumatischer Zylinder über die modularen Ventilinseln MPA und VTSA mit den Motion Controllern für elektrische Antriebe.

Der Integrated Industry folgt auch die elektrische Antriebstechnik. »Sie bekommt schon jetzt wichtige Impulse durch unser Positioniersystem Optimized Motion Series«, sagt Post. »Dessen Kern ist der Elektrozylinder EPCO. Er ist ein Paradebeispiel für den einfachen und kostengünstigen Einsatz elektrischer Zylinder in der Fabrikautomatisierung. Mit Software-Tools sind Web-Konfiguration sowie Web-Diagnose denkbar einfach. Damit ist der elektrische Antrieb fast so einfach zu handhaben wie ein Pneumatikzylinder.«

Besonders gute Voraussetzungen für komplexe Lösungen im Sinne der Industrie 4.0 haben große Konzerne, die naturgemäß viele Bereiche wie Hardware, Software und Services gleichzeitig abdecken und so Synergien nutzen und Know-how bündeln können. Siemens sehe sich darum als einer der Wegbereiter der neuen Ära, erklärte Siegfried Russwurm, CEO des Sektors Industry und Mitglied des Vorstands der Siemens AG, auf der Hannover Messe. »Allein in meinem Sektor arbeiten 7.500 Software-Ingenieure an der informationstechnischen Verbindung von Produktentwicklung und Produktion. Seit 2007 hat Siemens mehr als vier Milliarden Euro in Zukäufe investiert, um den Bereich industrielle IT und Indust riesoftware weiter zu verstärken.« Denn die Software spiele in Zukunft eine entscheidende Rolle, um die Produktentwicklungs- und Produktionsprozesse zu optimieren.

Russwurm vergleicht die Situation in der Industrie 4.0 mit einem mehrdimensionalen Schachspiel, für das die Regeln gerade entstehen, dessen Entwicklung aber noch nicht abzusehen ist. »Siemens ist aber vorn mit dabei und treibt wie kein anderer Anbieter moderne Produktionsmethoden mit der Digitalisierung der Produktentwicklung und Produktion voran.«

Sichtbare Zeichen dafür sind bei Siemens das System der Totally Integrated Automation (TIA) und die Digital Enterprise Platform. In Hannover zeigte das Unternehmen die Version 12 des TIA-Portals, die neue Controller-Generation Simatic S7-1500, das Konzept des »Integrated Drive System« (IDS) für elektrische Antriebsaufgaben sowie IT-gestützte Services.

Intelligenz im Antrieb

Aber auch kleinere Player mischen in der Entwicklung der Industrie 4.0 mit. Koco Motion zum Beispiel präsentiert in seinem Portfolio die dritte Generation der MDrive-Baureihe von Schneider Electric. Unter dem Namen »Lexium MDrives« gibt es die integrierten Schrittmotorantriebe in den Baugrößen Nema 17, 23 und 34 mit möglichen Drehmomenten von 0,2 bis 6,4 Newtonmetern.

»Mit diesen Antrieben liegen wir voll im Trend der Integrated Industry, vor allem dank der integrierten Schnittstellen für Ethernet basierte Feldbussysteme«, sagt Koco-Motion-Inhaber Gerhard Kocherscheidt. Zudem verfügen die Hybrid-Schrittmotorantriebe jetzt serienmäßig und ohne Mehrkosten über die integrierte Closed-Loop-Steuerung HMT zur Nachregelung und Verhinderung von Schrittverlust. Die Anschlussstecker sind robust und verriegelbar.

Weidmüller aus Detmold hat mit einigen Partnern aus der Region Ostwestfalen das Projekt »Self X Pro« auf die Beine gestellt, das sich mit selbstkorrigierenden Fertigungsprozessen beschäftigt. Ziel ist, im Sinne des Internets der Dinge Unregelmäßigkeiten im Produktionsprozess bei Stanz-Biege-Maschinen eigenständig zu korrigieren, so Ressourcen zu sparen und die Qualität der Umformteile zu steigern.

Grundlagen dieser selbstkorrigierenden Fertigung sind eine hochpräzise Messtechnik sowie die intelligente Vernetzung der Maschinen untereinander. So werden Fehler am Anfang einer Produktionskette erkannt und zur nächsten Station weitergegeben, sodass diese darauf reagieren kann. Zukünftig lassen sich so Ausfälle in Maschinensystemen und Anlagen vermeiden.

In der Praxis angekommen

Für derart hochstehende Abläufe müssen auch die eingesetzten Komponenten leistungsfähig und darüber hinaus auch intelligent sein. Weidmüller bietet hier zum Beispiel gigabitfähige Ethernet-Steckverbinder, Switches und Router an.

Die vollgeschirmten IE-Line- Steckverbinder mit Steadytec-Technologie zum Beispiel bieten eine Übertragungsrate bis zehn Gigabit, sind kompakt gebaut und direkt im Feld werkzeuglos konfektionierbar.

Die IPv6-fähigen Managed Gigabit Ethernet Switches der Serie Premium Line sind mit erweiterten Management- und Sicherheitsfunktionen für High-End-Anwendungen konzipiert und eignen sich damit für anspruchsvolle Netzwerklösungen. Dank ihrer integrierten Ringredundanz-Technologie mit einer Wiederherstellungszeit von unter 20 Millisekunden erhöhen die Geräte die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit von industriellen Netzwerken.

Kommunikationsfähige Signalkonverter sind durch eine Ethernet-Schnittstelle direkt in die bestehenden Industrial-Ethernet-Strukturen eingebunden. Als besonderes Feature verfügen sie über umfangreiche Diagnosefunktionen, was in der Industrie 4.0 wichtige Voraussetzung ist. Die Signalkonverter vereinfachen die Vernetzung der Automatisierungskomponenten und sie ermöglichen einen geräteunabhängigen Austausch von Prozess- und Diagnosedaten unter den Netzwerkteilnehmern.

Auch bei ABB zeigt sich die Integrated Industry in konkreten Produkten, etwa in der Antriebstechnik. »Unsere breite Systempalette in Verbindung mit Service und einer Partnerschaft über den gesamten Lebenszylus bietet eine solide Basis für Lösungen im Sinne der Industrie 4.0«, sagt Dr. Peter Terwiesch, Vorstandsvorsitzender der deutschen ABB. »Wir bieten vernetzte Lösungen out-of-the-box und stärken die Kunden beim Wettbewerb rund um den Globus.« Wichtig sei vor allem der offene, integrierte Ansatz, das könnten nicht viele Anbieter leisten.

Etwas in Gang gesetzt

Für seinen Ansatz zur Industrie 4.0 hat Bosch Rexroth sogar einen hochrangigen Preis bekommen: Das Softwarekonzept Open Core Engineering wurde in Hannover mit dem Hermes Award 2013 ausgezeichnet. Mit dieser neuartigen Schnittstellen-Technologie schlägt der Steuerungs- und Antriebshersteller eine Brücke zwischen der Software von Maschinen und der IT-Welt.

»Open Core Engineering setzt etwas in Gang, was wir mit Integrated Industrie verfolgen, denn es verändert die Spielregeln für die Maschinenhersteller. Wir halten die Lösung und das Geschäftsmodell für innovativ und beides wird seine Wirkung entfalten«, begründet die Jury ihre Entscheidung.

»Wir sind stolz auf diese Auszeichnung, denn sie zeigt, dass Bosch Rexroth die richtigen Lösungen für den rasanten Technologiewandel entwickelt«, freut sich Dr. Karl Tragl, Vorstandsvorsitzender der Bosch Rexroth AG. »Wir eröffnen damit Maschinenherstellern ganz neue Freiheiten, ihre Ideen in Software umzusetzen.«

Mit Open Core Engineering können Ingenieure erstmals in einer Vielzahl von Programmiersprachen neue Software-Funktionen erstellen und dabei direkt auf den Steuerungskern zugreifen. Das ist eine wesentliche Voraussetzung für die aktuell angestrebte Vernetzung von Maschinen mit der IT-Welt. Zusätzlich können Maschinenhersteller mit Open Core Engineering die Inbetriebnahme und Diagnose deutlich beschleunigen und ganz neue Bedienoberflächen gestalten. Dazu eröffnet Bosch Rexroth ihnen die Möglichkeit, eigene Anwendungen für Smartphones und Tablet-PCs zu programmieren und sie nahtlos in die Automatisierung zu integrieren.

Der VDI beschäftigt sich unter anderem mit den Cyber-Physical-Systems (CPS) als Vehikel und Grundlage für die integrierte Industrie. Der Verband stellt sich gemeinsam mit Experten aus Industrie und Wissenschaft die Frage, was CPS genau sind und welche konkreten technologischen Vorteile sich für die Automation tatsächlich ergeben.

Zwingend erforderlich seien dabei die funktionale Sicherheit der Systeme, ausreichende Erfahrungen mit Echtzeitanwendungen und die Beherrschung komplexer Zusammenhänge. All dies ist nur mit innovativer Automatisierungstechnik zu gewährleisten, heißt es in einer Stellungnahme. Nur so ließen sich Nutzen und Aufwand für die industrielle Implementierung realistisch abwägen.

Auf einen Blick

Integrietre Lösungen

- Auf der Hannover Messe wurde deutlich, wie konkret zahlreiche Unternehmen bereits Produkte und Systeme für die Integrated Industry anbieten können.

- Verstärkt ist das in Bereichen wie Industrieelektronik, Antriebstechnik oder Produktentwicklung zu beobachten, in denen es einen hohen Anteil an Software gibt.

Erschienen in Ausgabe: 03/2013