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O+P Fluidtechnik 6/2018

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SPECIAL / INDUSTRIE 4.0

SPECIAL / INDUSTRIE 4.0 INDUSTRIE 4.0 WIE WEIT IST DIE INDUSTRIEHYDRAULIK AUF DEM WEG IN DIE DIGITALE ZUKUNFT? Wenn man an Standardhydraulik denkt, kommen einem Eisen, Gummi, Öl und vielleicht noch 24V- Anschlussdosen in den Sinn. Um auch in Zukunft ihren Platz in der Fabrikautomation und dem Anlagenbau zu behaupten, muss sich die Industriehydraulik nahtlos in die digitale Umgebung einfügen. Auch wenn bereits einige Lösungen zur Verfügung stehen, müssen die Hydraulikhersteller an Tempo zulegen, um nicht den Anschluss gegenüber der Elektrik zu verlieren. Normalerweise stellen Hydrauliker die unstrittigen Technologievorteile, wie Kraftdichte und Robustheit, in den Mittelpunkt. Zusätzlich stehen bereits heute dezentrale Intelligenz, integrierte Sensorik und Vernetzbarkeit als zentrale Anforderungen in vielen Industrieanwendungen. Mit Industrie 4.0 und dem Internet der Dinge haben sich die Rahmenbedingungen deutlich in Richtung Digitalisierung verschoben. Die am Anfang teilweise sehr theoretischen Diskussionen haben mittlerweile zu praktischen Ergebnissen geführt. Das allgemein akzeptierte Reference Architecture Model Industry 4.0 (RAMI), beschreibt die Grundzüge einer zukünftigen Automatisierungswelt. Die Herausforderung für die Industriehydraulik: Die klassische, mit analogen Schnittstellen versehene Hydraulik, die immer noch ca. 80 Prozent des Umsatzes ausmacht, ist in diesem Modell „unsichtbar“, weil sie keinerlei Schnittstellen zur digitalen Welt hat. Autoren: Dr. Steffen Haack, Leiter der Business Unit Industrial Hydraulics, Bosch Rexroth AG Die gute Nachricht: Die Elektrohydraulik baut bereits heute die Brücke zur Digitalisierung und macht die Hydraulik auch in zukünftigen Architekturen sichtbar und wertvoll. Für die Elektrohydraulik sind zweistellige Wachstumsraten zu erwarten, wenn sie sich technologieübergreifend in vernetzte Strukturen einordnet. Vernetzung kann aber nur mit offenen Standards, Daten und Schnittstellen funktionieren. Das voranzutreiben, ist auch das Ziel der Industrie 4.0 Arbeitsgruppe Fluidtechnologie des VDMA. Eine weitere VDMA-Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der weltweiten Standardisierung der Hydraulik in die eCl@ss Systematik. Anschließend müssen die Hersteller diese Standards aber auch zügig in konkrete vernetzbare Produkte bzw. deren Software umsetzen. KOMMUNIKATION IST DER ANFANG VON ALLEM Die heutige Hydraulik in der digitalen Welt sichtbar zu machen, erfordert nicht automatisch einen großen Aufwand. Ein kostengünstiger erster Schritt ist die digitale Punkt-zu-Punkt-Kommunikation mit IO-Link. Über diese Verbindung können analog angesteuerte Ventile und Sensoren relevante Daten weiterleiten. Dieser 1. Schritt hilft, die Vernetzung auch in bereits installierten Anlagen und bestehenden Konzepten mit geringstem Aufwand voranzutreiben. Schon heute stehen für anspruchsvolle Anwendungen elektrohydraulische Lösungen mit eigener Intelligenz und vorprogrammierten Technologiefunktionen bereit. Sie kommunizieren über die gängigen Echtzeit-Ethernet-Protokolle mit übergeordneten Systemen. Allerdings erhöht hier die Vielzahl an Systemen die Komplexität, die in den Produkten oftmals mit Multi-Ethernet- Schnittstellen aufgefangen werden. Das ist ein derzeit notwendiger Zwischenschritt der zukünftig einer Vereinfachung bedarf. Es ist zu erwarten, dass ein ganz erheblicher Anteil an Maschinen und Anlagen den herstellerübergreifende Standard OPC UA mit der Echtzeiterweiterung TSN nutzen. Parallel wird die bislang kabelgebundene Kommunikation durch die verzehnfachte Bandbreite des neuen Mobilfunkstandards 5G zunehmend drahtlos erfolgen. Dr. Steffen Haack 34 O+P Fluidtechnik 6/2018

POINTIERT INDUSTRIE 4.0: AUS THEORIE WIRD PRAXIS DRIVE WITH OUR EXPERIENCE DIGITALISIERUNG ÄNDERT ERWARTUNGEN DER KUNDEN HYDRAULIK MUSS AN TEMPO ZULEGEN, WILL SIE WETTBEWERBSFÄHIG BLEIBEN Check Valves NEUE DIGITALE „CUSTOMER JOURNEY“ Mit der Digitalisierung ändert sich auch die gesamte Kette der Berührungspunkte mit dem Kunden. Zukünftig reicht es nicht mehr, Hydraulikkomponenten als reine Hardware zu verkaufen. Maschinen- und Anlagenhersteller, wie auch die Anwender brauchen auch die Daten, die digitalen Zwillinge, zu diesen Komponenten. Nur dann fügt sich die Hydraulik in moderne Engineering-, Betriebs- und Service-Umgebungen ein. Hier sind bereits Lösungen verfügbar: Elektrohydraulische Aggregate und Achsen bringen die entscheidenden Voraussetzungen mit. Sie verlagern bislang hydromechanisch ausgeführte Funktionen in die Software, die sich per Mausklick auf neue Parameter einstellt. Neue, digitale Assistenten helfen bei der Online-Auswahl und Auslegung der entsprechenden Komponenten. In der Konstruktion arbeiten Konstrukteure mit den digitalen Zwillingen in Simulationsumgebungen, um die Funktion zu validieren, bevor bei der mechanischen Konstruktion die erste Schraube festgezogen wird. Sie testen die Anlage im Rechner vor der Montage und verkürzen damit die Engineeringphasen entscheidend. Bei der Inbetriebnahme elektrohydraulischer Module führen bereits heute Software-Assistenten Techniker logisch durch den Prozess und reduzieren damit die Fehlerquote. Wizards schlagen passende Parameter vor, mit denen die Achse innerhalb weniger Minuten gefahrlos verfahren werden kann. Calibrated Orifices Restrictor Checks Pilot operated Check Valve NEU Relief Valves NEU Flow Controls Shuttle Valves Safety Screens NEU FEHLER BEREITS MIT ÜBER 95 PROZENTIGER WAHRSCHEINLICHKEIT VORHERSAGBAR Gerade in großen Anlagen in der Metallurgie, in der Papier- oder Zuckerindustrie verursachen Ausfälle einzelner Komponenten enorme Kosten, die leicht fünfstellige Summen pro Stunde erreichen. Dass die Hydraulik hier mit hoher Robustheit punktet, reicht vielen Anwendern nicht mehr aus. Ein Schlüsselelement für eine Verfügbarkeit nahe 100 Prozent ist eine vernetzte Sensorik. Sie kann viel mehr als nur die Zylinderposition ermitteln. Druck-, Temperatur- und Körperschallsensoren erfassen die Betriebszustände hydraulischer Systeme und bilden die Basis für ein umfassendes Condition Monitoring. In diesem Punkt ist die vernetzte Hydraulik schon sehr weit. So hat Bosch Rexroth mittlerweile viele Großanlagen mit Sensorik ausgerüstet und wertet die so erhaltenen Daten mit dem Dienstleistungspaket ODiN online aus. In die Algorithmen fließt das Domänenwissen aus zehntausenden von Anwendungen ein. ODiN das Zusammenspiel verschiedener Datenreihen und erkennt Verschleiß zuverlässig, auch wenn alle Einzeldaten noch innerhalb ihrer Toleranz liegen — und das mit einer Vorhersagewahrscheinlichkeit von über 95 Prozent. Durch die künstliche Intelligenz im Hintergrund steigt dieser Wert mit jedem weiteren Datensatz. MEHR TEMPO BEI DER DIGITALISIERUNG Allein die Kraftdichte und Robustheit der Hydraulik reicht in Zukunft nicht mehr aus. Der Trend geht in vielen Anwendungen unaufhaltsam in Richtung Vernetzbarkeit, Daten und Kommunikation. Hier mit hohem Tempo intelligente Lösungen zu entwickeln, ist die größte Herausforderung und gleichzeitig die größte Chance der Hydraulik seit Jahrzehnten. Wir brauchen branchenweit mehr Tempo bei der Digitalisierung der Hydraulik. Denn das Zeitfenster ist wesentlich kleiner als viele glauben. Darum gilt es jetzt, größere Entwicklungsressourcen darauf zu fokussieren. www.boschrexroth.de Airbleed Betaplugs Besuchen Sie uns: VDI Dritev Bonn 27. - 28. 06. 2018 Halle1, Stand123 LEE Hydraulische Miniaturkomponenten GmbH Am Limespark 2 · 65843 Sulzbach Telefon 06196 / 773 69-0 E-mail info@lee.de www.lee.de T H E LEE C O M PA N Y S INC E 19 4 8

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