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O+P Fluidtechnik 1-2/2016

O+P Fluidtechnik 1-2/2016

WAS BEDEUTET I4.0 FÜR

WAS BEDEUTET I4.0 FÜR DIE BRANCHE FLUIDTECHNIK? Die Fraunhofer Gesellschaft hat in Chemnitz eine hochinteressante Modellfabrik aufgebaut, die „E3-Forschungsfabrik Ressourceneffiziente Produktion“. Dort wird auf der Grundlage eines neu entwickelten Konzepts an zukunftsfähigen Lösungen für die Produktionstechnik von morgen geforscht. Was können Sie über dieses Großprojekt berichten und welchen Einfluss hat die Thematik Industrie 4.0 auf die Arbeiten. Prof. M. Putz: Das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik arbeitet im Wesentlichen auf dem Gebiet der Umformtechnik, seit wir vor 25 Jahren in Chemnitz als erstes produktionstechnisches Fraunhofer-Institut in Ostdeutschland gegründet wurden. In unserer E3-Modellfabrik forschen wir in den Kompetenzbereichen „Karosseriebau“, „Powertrain“ sowie „Umformen und Zerspanen“ auf drei Themen: energieeffiziente Technologien und Maschinen, emissionsneutrale Fabriken und Logistik sowie die Einbindung des Menschen in die Produktion. Das hat zahlreiche Aspekte von I4.0, ist aber keineswegs deckungsgleich. Ein Aspekt, mit dem wir uns beschäftigen, und der auch I4.0 unmittelbar betrifft, ist der Umgang mit Daten: Wie gewinnt man interessante Daten? Wie geht man mit Daten um, produktionstechnischen Daten oder Daten zum Energieverbrauch? Wie kommuniziert und verwaltet man Daten sicher und vor allem, wie gewinnt man aus den Daten nützliche, verwertbare Informationen? Hüten sollten wir uns allerdings vor Datenfriedhöfen. Die Thematik der Datentransparenz – data visibility – ist ebenfalls von großer Bedeutung: Es muss gewährleitet sein, dass wir Daten für ein Produkt wiederfinden, das vor zehn Jahren produziert wurde. Daten und ihre Handhabung sind zweifellos ein zentraler Aspekt bei I4.0, ebenso wie die elektronische Vernetzung intelligenter Systeme. Prof. M. Putz: Ja. Die Messen 2015 in Hannover haben es deutlich vor Augen geführt: Die Industriemesse war fast eine Informatikmesse, die Cebit fast eine Produktionstechnikmesse. Die eigentliche Thematik bei I4.0 ist, dass wir die klassische Produktionstechnik (wir in Chemnitz sehen uns als klassische Produktionstechniker) mit den modernen Möglichkeiten der Informations- und Kommunikationstechnik verbinden – technologisch und personell. Eine Besonderheit ist die Methodik, wie man kommuniziert. Daten und Informationstechnik müssen nicht mehr zentral gehalten werden, sie können dezentral organisiert sein. Und diese Dezentralität kann man auch noch mobil machen. Dies ist ein weiterer Schwerpunkt, den wir in unserer E3-Forschungsfabrik bearbeiten und demonstrieren. Übrigens: Die dezentrale Organisation von Daten und Informationsverarbeitung, ihre Mobilität und die Einbindung des Menschen bei I4.0 sind entscheidende Unterschiede zu der ab den 1970er Jahren propagierten Methode der Computerintegrierten Fertigung (CIM), die auf Vollautomatisierung abzielte. SPECIAL / INDUSTRIE 4.0 Wie beurteilen Sie die Vision, Einzelstücke mit der I4.0 Methodik genau so effizient herstellen zu können wie in Großserie gefertigte Teile? Und wie beantworten Sie die zentrale Frage: „Was bedeutet I4.0 für uns“? Sind wir für die neuen Entwicklungen gut gerüstet? Prof. M. Putz: Ich glaube nicht an eine 100%ige Flexibilität immer zu gleichen Kosten. Wir sollten uns bewusst sein, dass man immer wieder Kompromisse schließen muss. Während des Umbruchs nach der Wende in Ostdeutschland, hatte ich mich (ursprünglich Hydrauliker) in die Umformtechnik „gerettet“, weil ich glaubte, in großen 5 000-t-Pressen werden hydraulische Antriebe und Steuerungen immer eine Rolle spielen. Wir sind heute ein großes Institut, das gemeinsam mit Partnern an Hydraulik und Pneumatik in der Umformtechnik forscht. Ich bin überzeugt: Die Fluidtechniker können bei der Thematik I4.0 selbstbewusst und überzeugend auftreten; viele Entwicklungen der Fluidtechnik in den letzten 20 bis 25 Jahren passen fantastisch in das Konzept I4.0: die elektronische Kompensation von Nichtlinearitäten oder die Technik, wie Systeme gekapselt und kommunikationsfähig gemacht werden. Die Fluidtechniker haben Dinge vielleicht anders genannt, darauf muss man schauen, aber man kann diese Technik selbstbewusst einbringen.

109. O+P-GESPRÄCHE Prof. P. Post: Für uns bei Festo bedeutet I4.0 die Extrapolation der bereits seit geraumer Zeit diskutierten Bedürfnisse der industriellen Produktionswelt. Es gilt, zunehmend IT-Einflüsse zu berücksichtigen, so wie wir dies auch in unserem Alltag erleben: zusätzliche Vernetzungsmöglichkeiten, zusätzliche Kommunikationsfähigkeit und Flexibilität – allerdings zu Randbedingungen, wie wir sie im industriellen Umfeld brauchen. Das betrifft Aspekte wie Echtzeitfähigkeit und Datensicherheit. Und ich bin, wie Herr Professor Putz, davon überzeugt, dass die Fluidtechnik schon seit langem auf Basis der mechatronischen Entwicklungsmethodik auf dem richtigen Weg ist: Unsere Komponenten haben sich bereits durch funktionale und räumliche Integration von Sensorik, Regelungsstrukturen sowie einer gewissen Intelligenz zu Funktionseinheiten weiterentwickelt, die dezentrale Strukturen unterstützen. Mit vielen Lösungen, die wir heute anbieten, wird es uns nicht schwer fallen, I4.0-Strukturen bei Applikationen zu realisieren. Dezentrale Kontrollstrukturen sind bei fluidtechnischen Geräten und Systemen schon lange in der Diskussion, und die technischen Voraussetzungen dafür sind geschaffen. Ob es sich um einen hydraulischen oder einen geregelten servopneumatischen Antrieb handelt, in beiden Fällen sind Regelungsfunktionen direkt antriebsnah implementiert. Das trifft selbst bei einem modernen Servoventil mit integriertem Wegmesssystem zu. Eine Reihe der heutigen fluidtechnischen Lösungen sind geradezu prädestiniert, I4.0-Lösungen für unsere Kunden im produzierenden Umfeld zu ermöglichen. Prof. S. Helduser: Hydraulische und pneumatische Komponenten und Systeme sind also eigentlich gut für einen Einsatz bei I4.0 vorbereitet. Eine dezentrale Steuerungsarchitektur im Maschinen- und Anlagenbau ist für die mechatronischen Funktionseinheiten der Fluidtechnik vorteilhaft. Die Integration von Regelelektronik, z. B. in der Verwaltungsschale eines Regelventils, bietet die hardware-technische Plattform, um bedienerfreundlich spezifische steuerungs- und regelungstechnische Algorithmen und Strukturen zu implementieren. Welche neuen Entwicklungen bei Komponenten und Systemen können wir erwarten? Dr. P. Saffe: In der Pneumatik sehen wir bei Aventics die Strategie I4.0 als Chance, unseren Kunden einen besonderen Service zu bieten. Unsere Komponenten sind technisch eher einfach und sollen es auch bleiben. Wir glauben nicht, dass sie nur mit der Maschine kommunizieren werden. Einen Datenaustausch erwarten wir auch zwischen dem Anwender und dem Hersteller der Komponenten, um das Angebot, das wir als Lieferant bieten können, wesentlich zu verbessern. Auf der Grundlage der aus der Anwendung kommenden Daten können wir z. B. dem Kunden sagen, „bitte dieses Ventil austauschen“. Das heißt, wir können dem Anwender eine Funktion anbieten, die die Verfügbarkeit seiner Anlagen erhöht. Also können wir dem Kunden Empfehlungen auch während der Nutzung geben, nicht nur vorher. Alle Informationen, die wir dazu brauchen, erhalten wir über eine internetfähige Schnittstelle an unseren Komponenten oder in der Kundensteuerung. Wir treffen hier erneut auf die Problematik der Datenhandhabung. Gibt es einen sicheren Schutz für die Daten, die Ihnen der Kunde übermittelt? Dr. P. Saffe: Datenschutz ist ein schwieriges Thema und keinesfalls vollständig gelöst. Trotz einiger Sicherheitsvorkehrungen ist ein absoluter Datenschutz heute nicht möglich. Aber die Daten aus den Komponenten sind für uns wichtig, wenn wir bestimmte Funktionen anbieten wollen. Wir werden in naher Zukunft damit in der Lage sein, die Applikationsbedingungen unserer Produkte im Markt besser zu verstehen. Mein Lieblingsbeispiel ist die Smartphone-App, mit der man verfolgen kann, wo sich ein Auto gerade befindet. Das ist wunderbar für den Anwender, aber eben auch für den Fahrzeughersteller, denn der Hersteller erhält damit ein relativ gutes Nutzerprofil seiner Fahrzeuge. Das kann man bedenklich finden oder auch nicht. Für uns steht jedenfalls nicht nur der Daten - austausch innerhalb der Anlage im Vordergrund; wir möchten zunächst mit unseren Komponenten kommunizieren und Daten sammeln, um dann mit einem Serviceangebot auf den Kunden zuzugehen.

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