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08.05.2017

Industrie 4.0: Von der Vision zur Realität

Digitale Transformation nimmt Gestalt an

Der Wandel in Richtung vernetzter Produktionsumgebungen nimmt immer mehr Fahrt auf. Zahlreiche Anwendungen aus Produkt- und Prozessüberwachung, Kennzeichnungstechnik, Verpackung, Logistik sowie Wartung und Instandhaltung zeigen schon heute, welches Optimierungspotenzial in der Digitalisierung steckt.

Condition Monitoring liefert Informationen zu einzelnen Maschinen oder Gesamtlinien in Echtzeit. Anhand vordefinierter Warn- und Fehlergrenzen lassen sich Abweichungen frühzeitig erkennen und beheben (© Bosch)

Condition Monitoring liefert Informationen zu einzelnen Maschinen oder Gesamtlinien in Echtzeit. Anhand vordefinierter Warn- und Fehlergrenzen lassen sich Abweichungen frühzeitig erkennen und beheben (© Bosch)

Sensoren, RFID-Chips (Radio Frequency Identification), Geräte, Maschinen und Anlagen werden zukünftig nicht nur eigenständig kontinuierlich Informationen über alle wichtigen Prozess- und Systemzustände liefern. Über das Internet werden sie auch miteinander kommunizieren und ohne menschliches Zutun korrigierend und optimierend in Produktionsabläufe eingreifen. Die Umstellung auf IPv6 – der Adressraum des alten Protokolls IPv4 war zu klein – ist noch in vollem Gange. Die Herausforderungen sind dabei weniger die Dinge und deren Adressen an sich, als vielmehr die durch sie verursachte Datenflut, wenn eines Tages Milliarden von Sensoren jeweils Tausende von Daten pro Sekunde an Leitrechner senden. Sie gilt es zu komprimieren, in Echtzeit.

Paradigmenwechsel in der Instandhaltung

Schäden an Lagern, Getrieben, Pumpen oder Füll- und Dosiereinrichtungen treten in der Realität nicht urplötzlich auf, sondern kündigen sich lange vor Schadenseintritt durch ungewöhnliche Vibrationen und Temperaturabweichungen oder veränderte Stromaufnahmen, Druckabfall und dergleichen an. Diese von Sensoren im Rahmen des Condition Monitorings erkannten Abweichungen lassen sich heute dank hochkomplexer Analyse- und Simulationsprogramme in Echtzeit auswerten, visualisieren und in verfahrenstechnische Zusammenhänge bringen.

Auf Basis dieser Informationen können Maschinen- und Anlagenführer zielgerichtet, vor allem aber ortsunabhängig in die Systeme per Remote Control eingreifen. Beispielsweise um die Anlagen stets nah am Optimum zu fahren, Programmänderungen vorzunehmen oder neue Anwendungs- und Steuerungsprogramme einzuspielen. Anhand der Simulationsergebnisse lassen sich Vorhersagen über die noch zu erwartende Restlebensdauer kritischer Maschinenteile treffen.

Dabei gehen die Unternehmen weg von der reaktiven sowie der vorbeugenden Wartung mit ihren turnusmäßigen Austauschintervallen von Komponenten hin zu planbaren Wartungsmaßnahmen – dem Predictive Maintenance. Die Vorteile sind eine höhere Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen, geringere Ausfallrisiken, höhere Betriebs- und Produktionssicherheit sowie niedrigere Instandhaltungskosten. Predictive Maintenance ist darüber hinaus ein wichtiges Element in Sachen Nachhaltigkeit.

Beim turnusmäßigen Austausch von Bauteilen waren die Unternehmen zwar immer auf der sicheren Seite, verschenkten aber kostbare Restlebensdauer, weil keine präzisen Verhaltensdaten existierten. Heute ist das Wissen um Werkstoffverhalten, Dauerbeanspruchungen unter Wechsellast und dergleichen sehr viel weiter, als noch vor 10 oder 20 Jahren. Ein weiterer Aspekt sind die heute verfügbaren, deutlich höheren Rechnerleistungen und besseren Analyse-, FEM-Programme (Finite Element Methode) sowie Simulationsprogramme. Damit lassen sich zu erwartende Restlaufzeiten ermitteln und vorhersagen.

Zur Interpack 2017 (4. - 10. Mai, Düsseldorf) organisiert der Fachverband Nahrungsmittelmaschinen und Verpackungsmaschinen im VDMA eine Sonderschau zum Thema Industrie 4.0. Sie zeigt als Technik-Lounge am VDMA-Stand Beispiele aus dem Bereich Verpackungsmaschinen bzw. Prozesstechnologie, die neue Möglichkeiten in den Anwendungsfeldern Sicherheit, Rückverfolgbarkeit, Kopier- bzw. Plagiatsschutz und individualisierte Verpackungen bieten.


Inhaltsverzeichnis

Hans Peter Fritsche, freier Fachjournalist

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