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Industrie 4.0 Eine einzelne Maschine kann nicht Industrie 4.0

| Redakteur: Jan Vollmuth

Alle reden über Industrie 4.0 – doch nur wenige können sagen, wie dieser Trend die Arbeit des Konstrukteurs beeinflusst. Bernhard Müller, Geschäftsleitung Industrie 4.0 beim Sensorspezialisten Sick, gibt eine Einschätzung.

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(Bild: Sick)

Industrie 4.0 ist der derzeit das treibende Thema in der Automatisierung. Was bedeutet dieser Trend für Konstrukteure?

Das Ziel von Industrie 4.0 ist unter anderem eine hochflexible und sehr effiziente Produktion mit geringen Standzeiten, die möglichst Losgröße 1 fertigen kann. Um dieses Ziel zu erreichen, stellen sich dem Konstrukteur zwei Fragen: Wie optimiere ich die Effizienz meiner einzelnen Maschine und wie kann diese dazu beitragen, die übergeordneten Produktionsprozesse, in die sie eingebunden sein wird, zu verbessern? Beides setzt voraus, dass eine Maschine Informationen generiert, die nicht unbedingt direkt zu ihrer Steuerung benutzt werden, sondern etwas über die Maschine selbst, das Werkstück oder den Prozess aussagen.

Viele Maschinen stellen schon heute zahlreiche Informationen über ihre Komponenten bereit. Reicht das bereits aus?

Industrie 4.0 ist ein ganzheitlicher Ansatz. Eine Maschine alleine kann nicht Industrie 4.0, sie ist höchstens darauf vorbereitet. Die Informationen einer einzelnen Maschine alleine bringen also noch keinen echten Mehrwert über Wartungsfragen hinaus. Die Idee von Industrie 4.0 besteht ja vor allem darin, die Daten vieler Maschinen zu sammeln und miteinander zu verknüpfen. Erst durch die Kombination von Daten vieler Maschinen oder anderen Gegebenheiten lassen sich diejenigen Informationen gewinnen, die helfen, Prozesse zu verbessern. Eine wichtige Voraussetzung dafür ist die Vernetzung der Maschinen.

Was gibt es bei der Vernetzung der Maschinen zu berücksichtigen?

In unserer Vorstellung von Industrie 4.0 gibt es die Ebene der Feldbusse, woher die Steuerung ihre Informationen darüber bezieht, was gerade abläuft. Und es gibt einen Bus parallel zu den Feldbussen an der SPS vorbei, über den die Informationen übermittelt werden, die für die Steuerung irrelevant sind. Diese logische Schnittstelle ist an die übergeordneten Systeme angebunden. Über diesen Bus werden zum Beispiel alle Informationen weitergegeben, die etwa für Predictive Maintanance oder zur Effizienzsteigerung erforderlich sind. Ein solcher Bus, der parallel zu den Feldbussen an der SPS vorbei läuft, ist in den meisten Maschinen derzeit nur rudimentär vorhanden. In der Regel gehen die Daten zum einem großen Prozentsatz durch die SPS, die damit unnötig belastet wird. Diese Vorstellung bedeutet nicht, dass man zwei physikalische Schnittstellen benötigt. Denkt man den Ethernet-Gedanken konsequent zu Ende, macht es Sinn, alle Daten über eine einzige Ethernet-Anbindung zu übertragen.

Welche Informationen einer Maschine werden für Industrie 4.0 benötigt ?

Industrie 4.0 benötigt keine speziellen Daten. Betrachtet man eine Maschine, geht es darum, alle erfassbaren Daten weiterzuleiten, zum Beispiel Zustandsdaten von Maschinenkomponenten, und sie mit Informationen aus Drittsystemen zu kombinieren. Dabei kann es es sich etwa um andere Maschinen handeln oder unternehmensweite ERP-Systeme (Enterprise Ressource Planing). Durch diese Verknüpfung lassen sich etwa auf Störungen hindeutende Muster erkennen und entsprechenden Gegenmaßnahmen einleiten.

Ein Beispiel: In einer Maschine treten Fehler auf, die den Produktionsprozess behindern. Durch das Auswerten der Daten aller Maschinen, die am Prozess beteiligt sind, kann sich herausstellen, dass dieser Fehler auftritt, weil bereits eine im Prozess vorgelagert Maschine unpräzise arbeitet – und nicht die betroffene Maschine, die alles richtig macht. Durch diese Erkenntnis wird der gesamte Produktionsprozess optimiert.

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