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AUF BAU U N D OP T I MI E RU N G I T - G E S T Ü T Z T E R PROD UK TION SPROZE SSE

Daten- und Lebenszyklusmodell von MindSphere

Der digitale Zwilling in der Produktion

D, A, CH: 6,50 Euro, weitere EU-Länder: 8,70 Euro

Industrie 4.0 | Internet der Dinge

EDITORIAL

Die Premium-Plattform für Intralogistik-Lösungen

Großes Potenzial bei digitalen Technologien Liebe Leser, den Begriff „Industrie 4.0“ kennen wir nun schon einige Jahre. Bereits im April 2011 wurde über die ersten Ideen einer sogenannten vierten „industriellen Revolution“ berichtet. Aber ist die Industrie-4.0-Thematik in unseren Industriebetrieben wirklich angekommen? Genau das wollte auch der Verein Deutscher Ingenieure (VDI) wissen und führte im deutschen verarbeitenden Gewerbe eine Studie durch, die aufzeigen soll, wie es um die digitalen Technologien in der industriellen Produktion bestellt ist. Die Ergebnisse der Erhebung „Modernisierung der Produktion“ analysierte der VDI anschließend gemeinsam mit dem Fraunhofer ISI und der Hochschule Karlsruhe. Ende Januar wurden nun die Ergebnisse im Rahmen ­einer Pressekonferenz anlässlich der VDI-Tagung „Industrie 4.0“ vorgestellt. Dabei hat der VDI-Präsident Professor Dr.Ing. Udo Ungeheuer ein paar interessante Kernaussagen ­getroffen: Die deutschen Industrieunternehmen – insbesondere kleine und mittlere – digitalisieren ihre Produktion zu zögerlich. Und Industrieunternehmen müssen mehr und schneller in die Digitalisierung investieren, um sich für den Wettbewerb fit zu halten. Nur so lassen sich auch künftig Produktion und Arbeitsplätze in Deutschland halten. Die Studie zeigte aber auch, dass die Verbreitung von Softwaresystemen zur Produktionsplanung- und -steuerung mit 67 Prozent am weitesten fortgeschritten ist. Lösungen für das Product Lifecycle Management (PLM) werden hingegen lediglich von 11 Prozent der Betriebe verwendet. Auch beim Einsatz von mobilen Endgeräten gibt es noch großes Potenzial: Bisher nutzen nämlich erst 19 Prozent der Unternehmen mobile Devices zur Programmierung und Bedienung ihrer Anlagen und Maschinen. Auch die Vernetzung von Systemen in der eigenen Produktion sowie der digitale Austausch von Dispositions­daten mit Zulieferern und Kunden wird erst von knapp einem Drittel der Betriebe genutzt. Sie sehen, im Bereich der Digi­ talisierungstechnologien gibt es noch viel Potenzial für unsere Industriebetriebe. Wir von Digital Manufacturing jedenfalls wollen Sie bei der Digitalisierung Ihrer Produktion unterstützen. In unseren Ausgaben liefern wir Ihnen die passenden Informationen über digitale Technologien für Produktionsbetriebe und beschreiben in Praxisbeispielen, wie Industriebetriebe Digitalisierungstechnologien bereits erfolgreich einsetzen. Unsere Titelstory auf den Seiten 8 und 9 zeigt beispielsweise, wie Cloud-basierte Lifecycle-Daten die digitale Fabrik erweitern und so für verkürzte Innovationsprozesse sorgen können.

2017 15. Internationale Fachmesse für Distribution, Material- und Informationsfluss

14.– 16. März 2017 Neue Messe Stuttgart

WANDEL GESTALTEN Digital – Vernetzt – Innovativ

Erneut im Rahmen der Fachmesse LogiMAT

Lösungsanbieter in E-Commerce / Omnichannel Beschaffung | Onlineshop | Vermarktung | Payment | Software | Intralogistik | Versand | Fulfillment | Retoure | Aftersales für Handel + Industrie

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Ich wünsche Ihnen eine interessante Lektüre! Rainer Trummer, Chefredakteur

Jetzt informieren und dabei sein! Tel. +49 (0)89 32391-259 www.logimat-messe.de

I N H A LT

30 Die „Produktionslogistik“ muss sich wandeln, denn der digitale Wandel verändert die Art, wie wir produzieren: IT und Produktion verschmelzen – eine durchgehende Digitalisierung ist daher unerlässlich. Bild: IPO.Plan

News Aktuelles aus der Branche

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Titelstory: Digitale Werte schaffen Eine durch die Digitalisierung unterstützte Wertschöpfung beschleunigt die Markteinführung innovativer Produkte  8

Vorausschauende Instandhaltung Mit kontinuierlicher Zustandserfassung lassen sich Probleme in der Produktion frühzeitig erkennen  10

Mehr als Inbetriebnahme Digitale Anlagenmodelle steigern nicht nur die Effektivität bei der Planung, sondern auch bei Inbetriebnahme und im Betrieb 12

Helfen, kontrollieren, schulen „Der Assistent“ unterstützt in der Handhabung und Werkerführung  14

Manufacturing Execution Systems Mit Industrie-4.0- und Lean-Gedanken: Schneller reagieren und vorausschauend planen16

Software für die Sequenzfertigung Flexible MES-Software bietet dafür die idealen Voraussetzungen 

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Hohe Anforderungen an Qualität, Dokumentation, und Rückverfolgbarkeit waren die Treiber der MES-Einführung bei Schwan-Stabilo 22



MES sind die Enabler der Industrie 4.0 – dabei haben sie eine lange Tradition in der Fertigungsoptimierung. Haver & Boecker etwa setzt seine aktuelle Lösung bereits seit 2002 ein und baut das System stetig aus. Bild: Industrie Informatik

MES: Die perfekte Zusammenarbeit

Maschinen für den Formenbau

Zur Fertigungsoptimierung setzt Haver & Boecker auf die MES-Lösung Cronetwork 22

Das deutsche Pharma-Unternehmen Boehringer Ingelheim setzt bei der Mikrofertigung auf Technik von GF

Industrie 4.0: Das Gesamtsystem macht‘s

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System erfolgreich vereinheitlicht

Eine Kooperation von Leuze und Microsoft zeigt, wie ein Barcodeleser direkt mit der Azure-Cloud kommuniziert  24

A.I.T. Metallbearbeitung hat sich für ein einheitliches Schweißsystem von Panasonic Robot & Welding entschieden 38

Digitalisierung: Einen Schritt weiter

Arbeitssicherheit im Metallbau

Wie sich mit RFID eine digitale, vom Produkt selbst gesteuerte Fertigung aufbauen lässt 

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Manuelle Arbeiten in Metallbetrieben erfordern ein besonderes Augenmerk – auf was zu achten ist 

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Arbeitssicherheit und Industrie 4.0

Digital – Vernetzt – Innovativ Unter diesem Motto steht die Logimat, Fachmesse für Distribution, Material- und Informationsfluss, vom 14. bis 16. März 29

Wie sich bei Arbeitsverdichtung, demografischem Wandel und Digitalisierung die Arbeitssicherheit aufrecht erhalten lässt 42

Produktionslogistik

Qualität und Digitalisierung

Neue technologische Entwicklungen machen die durchgehende Digitalisierung der Produktion unerlässlich.  30

Wir sprechen mit Michael BurghartzWidmann von der DGQ über den Wandel in der Qualitätssicherung 

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Das Potential der Standard-Templates

Vorschau, Impressum

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Um die Produktionslogistik flexibel und transparent zu gestalten, hilft ein SAPStandard-Template 

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Die neue Produktivitäts-Ära

Kosmetik 4.0

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Laser-Anlagenbauer Trumpf hat mit Truconnect Lösungen für den Weg zur Industrie 4.0 entwickelt

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I N H A LT

34 Die vernetzte Fertigung verbindet Maschinen, Menschen und Informationen. Der Laser-Anlagenbauer Trumpf bietet dafür Lösungen auf Basis eines Technologie-Portfolios und Beratungsleistungen an. Bild: Trumpf

Titelanzeige: Siemens AG

Die digital unterstützte Wertschöpfung Die Möglichkeit, Anlagen mit all ihren Einzelkomponenten an das industrielle Internet der Dinge anzuschließen, eröffnet riesiges Potenzial, Produktivität und Effizienz zu steigern. Die industrielle Digitalisierung wird durch kürzere Projektlaufzeiten, kürzere Time to Market, aber auch möglichst große Flexibilität, hohe Anlagenverfügbarkeit und Betriebssicherheit getrieben. Die digital unterstützte Wertschöpfung bietet hierfür Lösungen – beginnend mit der digital geführten und optimierten Entwicklung über die Simulation im Engineering und die Fertigung der Produktionsanlagen und ihrer Komponenten bis hin zur effizienten Inbetriebnahme von Applikationen sowie einer transparenten Betriebsphase für einen statusbasierten, prädiktiven Service. Zentrale Elemente und damit besonders wichtig für den Anwenderprozess sind die Antriebe. Fallen diese aus, steht im Ernstfall die Anlage still. Für den Bau und den Betrieb digital betriebener Produktionsanlagen ist darum ein jederzeit akkurates digitales Abbild dieser Antriebe erfolgsentscheidend. Siemens hat dazu auf der SPS IPC Drives 2016 mit dem „Smart Motor Concept“ ein zukunftsweisendes Vorhaben vorgestellt. Siemens AG Process Industries and Drives Large Drives Vogelweiherstr. 1-15 D-90441 Nürnberg Tel: 0800/22 55 33 6 E-Mail: [email protected] Internet: www.siemens.de

Redaktionell erwähnte Firmen und Institutionen A.I.T. Metallbearbeitung [S. 38], Abat [S. 32], Alpina [S. 7], BGHM [S. 40], BMW [S. 32], Boehringer Ingelheim [S. 36], Clarion Events [S. 6], Daimler [S. 32], Deutsche Gesellschaft für Qualität (DGQ) [S. 44], Deutsche Messe [S. 7], DSAG [S. 6], Euroexpo [S. 29], Fröhlich CNC Produktion [S. 26], gbo datacomp [S. 16], Gefasoft [S. 7], GF Machining Solutions [S. 36], Gfos [S. 20], Gfos [S. 7], Haver & Boecker [S. 22], Heitec [S. 12], Industrie Informatik [S. 22], Insys Icom [S. 6], IPO.Plan [S. 30], JLT Mobile Computers [S. 6], Leuze [S. 6], Leuze Electronic [S. 24], Microsoft[S. 24], MPDV Mikrolab [S. 18], Panasonic Robot & Welding [S. 38], Pittler T&S [S. 26], PSI [S. 7], Schwan-Stabilo Cosmetics [S. 20], Siemens [S. 8, 26], Sonotec [S. 10], Trumpf [S. 34], TÜV Rheinland [S. 42], TÜV Süd [S. 6], Ulixes [S. 14], Volkswagen [S. 32].

NEWS

DSAG-TECHNOLOGIETAGE 2017

Robuste Computer für Stabler

Change ist gleich Chance

Bild: JLT

JLT Mobile Computers, Entwickler und Hersteller robuster Computer für anspruchsvolle Einsatzumgebungen, zeigt auf der Logimat 2017 neue robuste Computer, die im Logistik- und Supply-Chain-Sektor für ein Minimum an Ausfallzeit sorgen sollen. Dabei hat das Unternehmen zwei auf der Powertouch-PCT-Displaytechnologie

(PTC für Projective Capacitive Touch) Produkte in der Ausstellung. Das Erste ist der kompakte Mobilcomputer Verso+ 10, der mit kompakten Abmessungen, flexibler QuicklockTechnik und Performance in Logistikanwendungen punktet. Das zweite Gerät ist der Gabelstapler-Computer JLT1214P. Beide Computer weisen eine zusätzliche 1,8 Millimeter dicke und chemisch gehärtete Glasabdeckung über den Displays auf. Kratzer, Abnutzung oder gar Brüche sollen damit der Vergangenheit angehören.

Die 15. Technologietage der Deutschsprachigen SAP-Anwendergruppe e. V. (DSAG) finden am 21. und 22. Februar 2017 im m:con Congress Center Rosengarten in Mannheim statt. Die Veranstaltung steht unter dem Motto „Change = Chance: Heute ist morgen schon gestern“. Rund 2.000 Teilnehmer werden zu Vorträgen, zum Erfahrungsaustausch und intensiven Netzwerken erwartet. Die Technologietage bieten laut Veranstalter Entwicklern, Enterprise-Architekten, Security-Experten, CIOs und CxOs ein Forum, um sich zu orientieren und herauszufin-

Bild: DSAG

J LT M O B I L E CO M P U T E R S U N D LO G I M AT

den, was bezüglich Digitalisierung heute schon möglich ist und vor was morgen Realität sein wird. „Mit den Herausforderungen kommen Chancen und damit zahlreiche Möglichkeiten, unsere Unternehmen aktiv in ein neues Zeitalter zu führen. Seitens SAP benötigen wir Hilfestellungen für den Übergang in die neue Technologiewelt“, erläutert Ralf Peters, DSAG-Vorstand Technologie.

FMB-SÜD

KURZ NOTIERT 6

Bild: Clarion Events

Die Zahlen der ersten FMB-Süd liegen über Plan Kurz vor dem Start der ersten FMB–Süd, die am 15. und 16. Februar 2017 in Augsburg stattfindet, hat der Veranstalter die erste Zielmarke schon deutlich übertroffen. 100 Aussteller sollten – so das Ziel – mindestens teilnehmen, angemeldet haben sich bereits 130 (Stand Ende Januar). Christian Enßle, Portfolio Manager des Veranstalters Clarion Events Deutschland, kommentiert: „Wir sind nicht nur mit der Anzahl der Aussteller mehr als zufrieden, sondern auch mit dem Spektrum der Produkte und Dienstleistungen, das sie anbieten: Die FMB-Süd wird die gesamte Zulieferkette im Maschinen- und An-

lagenbau abbilden – von der Metallbearbeitung über die Antriebs-, Elektro- und Steuerungstechnik und die Montage- und Handhabungstechnik bis zu industrienahen Dienstleistungen. Auch bei der Herkunft der Unternehmen hat sich ein guter Mix aus einheimischen Ausstellern und Zulieferern aus der Nordhälfte Deutschlands ergeben.“ Kooperationspartner der Messe ist der Cluster Mechatronik und Automation, in dem sich 182 Unternehmen mit Sitz in Bayern zusammengeschlossen haben, um ihre Kompetenzen bei der Entwicklung und Produktion mechatronischer Produkte bestmöglich

auszuschöpfen. Der Cluster hat den Mitgliedsunternehmen ausdrücklich die Teilnahme an der Messe empfohlen – sei es als Aussteller oder Besucher. Und die Zeichen stehen gut, dass viele Besucher kommen. Augsburg liegt zentral und verkehrsgünstig und allein in der Region sind mehr als 650 produzierende, vorwiegend mittelständische Unternehmen mit über 130.000 Beschäftigten tätig.

Insys Icom ergänzt seine M2M- und IoTKommunikationslösungen einen um neue M2M-SIM-Services, die auch im Rahmen der Insys Smart IoT Plattform ein wichtiges Element bilden soll. Die in Zusammenarbeit mit dem Telekommunikationsanbieter Tele2 zur Verfügung gestellten SIM-Karten für M2M- und IoTAnwendungen lassen sich bedarfsorientiert aktivieren und deaktivieren.

Am 5. und 6. April veranstaltet die TÜV Süd Akademie in München zum ersten Mal eine Tagung zum Thema Stoffrecht und Lieferkettensicherheit. Teilnehmer erhalten Informationen über gesetzliche Neuerungen, können sich mit Praxisreferenten, Branchenkollegen und TÜV-Süd-Experten über die aktuellen Neuigkeiten austauschen und erhalten praktische Hilfestellungen.

Leuze stellt mit der DDLS 500 eine Daten­übertragungs-Lichtschranke vor, die per Ferndiagnose weltweit Daten bereitstellt. Dazu verbindet sich das Gerät via optische Datenübertragung mit Ethernet-Netzwerken, wobei eine Bandbreite von 100Mbit/s zu Verfügung steht. Unterstützt werden gängige Ethernet-Protokolle bis zu einer Entfernung von 200 Metern.



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NEWS

PSI UND CEBIT

Humans first in a digital World

Innovieren – Produzieren – Konnektieren

Auch 2017 dreht sich die C ­ ebit in Hannover um den digitalen Wandel und das Thema Industrie 4.0. Um in der heutigen, sich schnell wandelnden, Zeit weiterhin erfolgreich zu sein, müssen Unternehmen lernen, welche Chancen – aber auch welche großen Herausforderungen – Industrie 4.0 mit sich bringt. Klar ist, dass das Thema durch Software vorangetrieben und erst durch sie ermöglicht wird. Die mit Hilfe von Vernetzung und Software entstehenden Anwendungen, die Unternehmen befähigen, ihre Prozesse schlanker und damit agiler zu gestalten, beschäftigt auch die Gfos Süd GmbH auf der Cebit. Dort stellt der MES-Anbieter das aktuelle Softwarerelease Gfos 4.8 sowie den Ansatz

„­ Industrie 4.0 Human“ vor. Die neue Softwareversion unterstützt Unternehmen entsprechend ihrer individuellen Anforderungen und Bedürfnisse in den Bereichen Manufacturing-Execution-System, Workforce-Management-System - mit Zeiterfassung, Personalbedarfs- und Personaleinsatzplanung - sowie Zutrittskontrolle. Industrie 4.0 Human steht dafür, dass die Interessen von Unternehmen und Mitarbeitern so abgestimmt werden, dass Mitarbeiter zum Erfolgsgaranten für Industrie 4.0 werden können und zugleich selbst vom Wandel profitieren, statt Opfer der Revolution zu sein. Denn auch im digitalisierten Umfeld muss der Mensch wichtigste und entscheidende Instanz bleiben.

Das PSI-Tochterunternehmen PSI Automotive & Industry GmbH zeigt auf der Cebit in Hannover vom 20. bis 24. März 2017 im Rahmen der Sondershow „Digitalisierung live!“ als Partner der e.GO Mobile AG, ihre Standardlösungen Psipenta/ERP und MES, die sich bei dem Elektrofahrzeughersteller im produktiven Einsatz befinden. Im Vordergrund der Demonstration steht die durchgehende digitale Wertschöpfungskette vom Engineering über die Produktion und Logistik bis zum After Sales Service. Zudem ist die PSI-Gesellschaft

Bild: e.GO Mobile

GFOS UND CEBIT

F/L/S Fuzzy Logik Systeme GmbH auf der Sondershow „Fertigung“ mit der Präsentation ihrer branchenübergreifenden Optimierungssoftware Qualicision vertreten. Das Gesamtszenario „Innovieren – Produzieren – Konnektieren“ steht für die integrierte Wertschöpfungskette vom Engineering bis zum After-Sales. PSI demonstriert dabei die digitalisierten Produktionsprozesse.

ALPINA UND GEFASOFT

Gestärkt in die Industrie-4.0-Ära Alpina beteiligt sich am MESAnbieter Gefasoft. Mit der Unterstützung durch den Technologieinvestor wollen die Gründer von Gefasoft – Franz Fuchs, Heinz Rabe und Ortwin Tischler – den Grundstein für den Aufbau einer wachsenden Firmengruppe rund um das Thema Manufacturing Execution Systems (MES) im Kontext von Industrie 4.0 und fortschreitender Digitalisierung der Produktion legen. Das Produkt- und Serviceportfolio soll in diesem Zusammenhang stetig ausgebaut werden. Zusätzlich zum geplanten organischen Wachstum sind auch Firmenübernahmen vorgesehen, wie Gefasoft meldet. Die drei Gründer bleiben

dem Unternehmen als Geschäftsführer erhalten. Gefasoft wurde 1984 gegründet und hat sich seitdem zu einem Anbieter von ITLösungen für die Effizienzsteigerung von Fertigungsprozessen entwickelt. Mit der objektorientierten Prozessvisualisierung Graphpic und der skalierbaren und Cloud-fähigen MES-Software Legato Sapient bietet das Unternehmen skalierbare Lösungen für verschiedene Branchen. Zu den langjährigen Kunden zählen führende Automobilhersteller und Automotive-Zulieferer, aber auch Unternehmen aus den Bereichen Chemie, Lebensmittel sowie erneuerbare Energien.

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T I T E L S T O R Y : C L O U D F Ü R E N G I N E E R I N G U N D M A N U FA C T U R I N G

Digitale Werte schaffen Die digital unterstützte Wertschöpfung – beginnend mit der digitalen Entwicklung bis hin zur Fertigung der Produktionsanlagen und ihrer Komponenten – beschleunigt die Markteinführung innovativer Produkte und verkürzt Angebots- und Lieferzeiten. Das Ergebnis ist eine verbesserte Wettbewerbsposition – wie Siemens dieses Szenario unterstützt. VON DR. CHRISTIAN MUNDO

Datenabbilder industrieller Produktionsanlagen und deren Komponenten in Cloud-basierten Systemen sind die Grundlagen einer marktgerechten, zeit- und kostenoptimalen Produktion. Bilder: Siemens

I N S B E S O N D E R E S I E M E N S treibt die umfassende Digitalisierung der Wertschöpfungsketten aktiv voran. Ein Kernelement der Digitalisierungsstrategie des Unternehmens ist „MindSphere“, ein Cloud-basiertes, offenes „Internet-of-Things“-Betriebssystem, das ein nachhaltiges, digitales Lebenszyklusmanagement ermöglicht. Es bildet auf der digitalen Ebene den Lebenszyklus von Produktionsanlagen und deren Komponenten in Datenstrukturen und Funktionalitäten vollständig ab. Im Ergebnis werden Bau und Betrieb der realen Anlage von den am digitalen Pendant gewonnenen Erkenntnissen geleitet.

Das getreue Abbild des Antriebs Ein solcher Systemansatz lebt von der Qualität der gehosteten Daten. Die Art der benötigten Daten wandelt sich dabei im Laufe des Lebenszyklus: Für Anforderungsdefinition und Angebotserstellung werden andere Informationen benötigt als für Inbetriebsetzung oder eine prädiktive Wartung. Zentrale Elemente sind die eingesetzten Antriebe. Fallen diese aus, steht im Ernstfall die komplette Anlage still. Für den Bau und den Betrieb digital betriebener Produktionsanlagen ist darum ein jederzeit akkurates digitales Abbild dieser Antriebe erfolgsentscheidend. Siemens hat dazu auf der SPS IPC Drives 2016 mit dem „Smart Motor Concept“ ein Vorhaben vorgestellt: Für alle Phasen des Lebenszyklus – beginnend von der

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Anlagenplanung bis hin zu Betrieb und Wartung – wird damit ein aktuelles, digitales Abbild des Antriebs und seines Zustands vorhanden sein.

Startschuss für die digitale Anlage Genau hier setzt das Konzept des digitalen Zwillings an. Gemeint ist ein digitales Abbild der realen Anlage mit all ihrer Komponenten. Das Abbild wird gleichzeitig mit der Anlage erstellt und erweitert, und zwar idealerweise schon von der ersten Studie an. Zur Entwicklung solcher digitalen Zwillinge gibt Siemens seinen Kunden mit der Digital Enterprise Suite leistungsstarke Softwaresysteme an die Hand. Die digitalen Modelle, also auch die der intelligent vernetzten Motoren, korrespondieren unmittelbar mit dem Anlagenplanungssystem Comos. Es können alternativ auch andere Anlagen- und Prozessplanungssysteme genutzt werden, denn die offene Konzeption der digitalen Modelle und der Datenstrukturen lässt dies ohne weiteres zu. Zur Datendefinition dient das unternehmens- und branchenübergreifend akzeptierte Klassifizierungsmodell ecl@ss. Ziel ist, dass künftig alle Daten über die MindSphere zur Verfügung gestellt werden können.

Integriertes Engineering Ein unternehmensübergreifend integriertes Engineering fördert die Kooperation der an der Anlagenentwicklung beteiligten Unternehmen. Dieser Ansatz unterstützt das Design der Anwenderprozesse und der dafür vorgesehenen Anlagen. Die Kooperation über die Cloud-Plattform MindSphere und darauf aufsetzende Tools bewirken den unmittelbaren Austausch des notwendigen Wissens und der Arbeitsergebnisse zwischen den Kooperationspartnern – also zum Beispiel

zwischen Anlagenplanern, Komponentenlieferanten und einem Automatisierungspartner. Für diese Kooperation stellt Siemens den Partnern alle erforderlichen Modelle und Datenstrukturen der Antriebssysteme zur Verfügung. Der über herkömmliche Systeme hinausgehende Nutzen von MindSphere zeigt sich insbesondere bei allen Motoren und Frequenzumrichtern, die projektspezifisch entwickelt oder angepasst werden müssen. Die Cloud-basierte Kooperation und das „Integrated Engineering“ ermöglichen, dass sich Zwischenergebnisse unmittelbar abstimmen und von den Partnern nutzen lassen. Die digitalen Modelle von Motoren und Frequenzumrichtern sowie der geplanten Anlage erzeugen und bilden eine einheitliche Datenbasis. All dies geschieht zeitparallel und damit zu jedem Zeitpunkt technisch konsistent.

Digitaler Zwilling in der Produktion Durch das Daten- und Lebenszyklusmodell von MindSphere entspricht der digitale Zwilling jederzeit dem Entwicklungsstand der projektierten Antriebssysteme. Er dient der Design- und Fertigungsoptimierung der Motoren, zum Beispiel im Rahmen von Fertigungssimulationen. Dabei können dem digitalen Zwilling – ohne Systembruch oder zusätzliche Tools – Fertigungsinformationen wie Toleranzen, IstWerte, Seriennummern, Identcodes und Software-Stände mitgegeben werden. Der digitale Zwilling zum Beispiel eines Motors geht damit parallel zur Entstehung des Motors aus dem „As-designed“-Zustand über in den „As-build“-Zustand. Auf ähnliche Weise sammeln sich die bei der Vor-Ort-Montage und Inbetriebsetzung anfallenden Daten zu digitalen Zwillingen mit „As-commissioned“-Status an. Sie spiegeln den realen Zustand

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der Antriebssysteme, aber auch der angetriebenen Maschinen sowie weiterer Anlagenkomponenten zu Beginn der Produktionsaufnahme feingranular in der digitalen Welt wider. Bei intelligent vernetzten Motoren und vielen anderen Komponenten aus dem Siemensportfolio wird die Inbetriebsetzung zudem durch die applikative Integration der Datenstrukturen und des Siemens-Industry-Online-Supports zusätzlich erleichtert und beschleunigt. Denn dies gewährt unmittelbaren Zugriff auf sämtliche für die Anlage zutreffenden Dokumentationen und die Möglichkeit der direkten Interaktion mit Experten – unter Einbindung moderner Kommunikationsmedien.

Digitale Services im Betrieb Intelligent vernetzte Motoren unterstützen mit integrierter Sensorik und Schnittstellen für die Kommunikation aktiv ihre Einbindung in die Automation, ihre Inbetriebsetzung und ihre Anbindung an die IT-Welt digitaler Anlagen. Von der Inbetriebsetzung an versorgen sie ihren in MindSphere gehosteten digitalen Zwilling mit Information über ihren realen Zustand, über Betriebs- und Umgebungsbedingungen. In diese Sensorikund Kommunikationskette lassen sich aber auch Anlagenkomponenten anderer Hersteller einbinden. Die im Verlauf des operativen Betriebs gesammelten Daten spielen unmittelbar mit der auf MindSphere aufsetzenden und interagierenden Applikation Drive Train Analytics zur prädiktiven Instandhaltung und zur Effizienzoptimierung zusammen. Der Anwender hält damit ein mächtiges Instrument in den Händen:

Optimierung von Produkten und Prozessen: MindSphere ist ein Cloud-basiertes, offenes „Internet-ofThings“-Betriebssystem, das in digitalen Abbildern den gesamten Lifecycle von Produktionsanlagen und deren Komponenten mitführt. Der Ansatz bringt nicht nur Nutzen bei der Anlagenplanung und Auftragsabwicklung, sondern auch in der Produktion durch prädiktive Instandhaltung und Optimierungen.

Der reale Anlagenzustand ist auf der digitalen Ebene feingranular ablesbar, digitale Services interpretieren diesen Zustand automatisch und versorgen das Anlagenmanagement mit konkreten Vorschlägen zur Verfügbarkeitsoptimierung.

Ungeplante Stillstände vermeiden Ein realitäts- und lebenszyklusgerechtes digitales Abbild der Produktionseinrichtung und ihrer Komponenten ermöglicht einen präzisen Überblick über den Verschleiß, den Wartungsbedarf, den Service-Status und die Restlebensdauer aller Komponenten. Gemeinsam leisten dies der Cloud-Service, intelligent vernetzte Motoren und in die Kommunikationskette eingebundene Drittherstellerkomponenten in standardisierter, IT-technisch direkt nutzbarer Form. Erhaltungs- und Wartungsmaßnahmen lassen sich damit kostenoptimal planen und gehören künftig zur grundlegenden Dienstleistung der digital optimierten Werkschöpfungskette. Mit der Verfügbarkeit und durch die abge-

Vorteile der Digitalisierung: Die Erweiterung der digitalen Fabrik um Cloud-basierte LifecycleDaten verkürzt Innovationsprozesse und macht Unternehmen flexibler. Gesteigerte Verfügbarkeit durch das Verhindern ungeplanter Stillstände und besser ins Produktionsgeschehen eingebetteter Instandhaltung reduziert Kosten und verbessert den Ertrag.

sicherte Performance steigt die Effizienz der gesamten Anlage, ungeplante Stillstände werden minimiert.

Mit Digitalisierung zur Schlagkraft Die Schlagkraft der Digitalisierung von Anlagen liegt im digitalen Abbild der Produkte, Prozesse und Produktionsanlagen. Im Modell werden Handlungsoptionen durchgespielt und bis zur Entscheidungsreife optimiert, hier werden Ressourcen effizient gemanagt und das automatisierte, ressourcenoptimale Abarbeiten von Kunden- und Fertigungsaufträgen vorbereitet und angestoßen. Prozessverifikation und -optimierung wird mit Hilfe des digitalen Zwillings darum heute zum Ansatz für die beste Vorgehensweise sowohl in der diskreten Industrie, der Prozessindustrie als auch in der Investitionsgüterindustrie. Planungssicherheit gibt es dabei aber nur, wenn alle Anlagenkomponenten optimal aufeinander abgestimmt sind. Mit einem auf MindSphere aufsetzenden, integrierten Engineering und durch den Einsatz von vernetzten Automatisierungs- und Antriebskomponenten werden Innovationen rascher umgesetzt und die Time to Market verkürzt. Damit ist der Weg für digital gesteuerte Produktionen und Fertigungen geebnet und die für unternehmerischen Erfolg heute so dringend geforderten kurzen Entwicklungszeiten, Flexibilität, hohe Produktivität und Betriebssicherheit werden geboten.  j b i Dr.-Ing. Christian Mundo ist Head of Digital Office im Bereich Antriebstechnik der Division Process Industries and Drives bei der Siemens AG in Nürnberg.

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Kosmetik 4.0 Als weltweit tätiger Private-Label-Produzent für Kosmetikstifte und -produkte zählt Schwan-Stabilo Cosmetics viele Kosmetikfirmen zu seinem Kundenstamm. Daraus resultieren hohe Ansprüche an Qualität, Dokumentation, Rückverfolgbarkeit und vor allem der ständige Wunsch nach Prozessverbesserung. Das waren die Treiber, nun ein MES einzuführen. VON STEPHAN BIRKMANN

Eine vernetzte Welt

In einer hochautomatisierten Umgebung produziert Schwan-Stabilo Cosmetics Produkte in einer varianten Serienproduktion. Bilder: Schwan-Stabilo Cosmetics

W E R H E U T E bei einer MES-Einführung eine Konzeption durchführt, kommt nicht darum herum, auch über das omnipräsente Thema Industrie 4.0 zu diskutieren. Ein viel diskutierter Aspekt von Industrie 4.0 ist, alle Informationen der modernen Produktion in einer Art Netzwerk verfügbar zu machen. Dieser Aspekt betrifft die Kernkompetenz eines Manufacturing Execution System (MES), die traditionell darin besteht, die vielen, in einer Produktion anfallenden, Informationen zu sortieren, zu gruppieren, zu kanalisieren und schließlich für den Endnutzer aufzubereiten. Schwan-Stabilo Cosmetics hat sich für das MES von Gfos entschieden. Mit der

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änderungen und eine prospektivische Hinweisgebung bei Planabweichungen. Thomas Bein, Head of Production (Molded Pencils) und zugleich Projektleiter für die MES-Einführung seitens SchwanStabilo Cosmetics, ist neben diesen Zielen immer wieder wichtig, die Aspekte von Industrie 4.0 im Auge zu behalten: „Auch wenn das Thema Industrie 4.0 aktuell in der praktischen Umsetzung noch schwer zu greifen ist, so sollte doch jedes Modul des MES eine spätere Ausrichtung gen Industrie 4.0 ermöglichen.“

Einführung möchte das Unternehmen erreichen, in einer hochvarianten Serienproduktion mit großen Auftragsstückzahlen trotz stark linienorientierter Produktionsstruktur QM- oder auch Anlagenereignisse möglichst exakt einzelnen Produkten zuzuordnen. Zugleich verfolgt das Unternehmen typische Ziele, die bei der Einführung eines MES auf der Agenda stehen, wie die Abschaffung von Insellösungen und mit diesen verbundene Mehrfacherfassung, den Aufbau eines Online-Monitorings des Produktionsgeschehens, eine zustandsabhängige Instandhaltung, Flexibilität durch papierlose Fertigungssteuerung, schnelle Reaktion auf Prozessver-

Durch den hohen Automatisierungsgrad der Produktion bei Schwan Cosmetics und durch den Einsatz modernster Fertigungsanlagen, angebunden über OPC, stehen viele Prozessdaten zur Verfügung, die mit der Einführung des MES viel intensiver genutzt werden sollen. Durch die Verknüpfung von Prozessdaten mit den, ebenfalls im MES erfassten, Chargeninformationen und QM-Daten lassen sich viel leichter Zusammenhänge analysieren und so für zukünftige Fertigungsaufträge Prozessverbesserungen ableiten. Pro Produktionslinie stehen kontinuierlich bis zu 200 Prozessdaten zur Verfügung. Die Aufgabe ist nun, den Verlauf dieser Prozessdaten einmal online zu überwachen und gleichzeitig für spätere Analysen zu archivieren. Die Onlineüberwachung prüft sämtliche Werte ständig gegen die Überschreitung von hinterlegten Warnund Alarmgrenzen. Das Überschreiten einer Grenze kann dann unmittelbar zu einer Alarmmeldung führen, in deren Folge die verantwortlichen Personen direkt informiert werden. So kann dann zum Beispiel der Einrichter an der Linie durch ein Signal am BDE-Terminal informiert werden oder auch ein ausgewählter Techniker der Instandhaltungsabteilung per Mail. Pro Prozesswert werden hierfür ständig drei Werte verglichen: der Istwert direkt aus der Maschine, der Sollwert aus den Auftragsdaten und der aktuelle, durch den Einrichter eingestellte, Maschinenparameter. Natürlich darf der Einrichter auf Basis seines Erfahrungswissens von dem hinterlegten Sollwert abweichen, um auf aktuelle Entwicklungen zu reagieren, jedoch wird diese Abweichung vom MES zumindest dokumentiert. Im MES kann nun im Einzelfall entschieden werden, welche Abweichungen zwischen diesen drei Werten innerhalb

M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

des MES zu einem Alarm führen. Auf diese Weise sind die Mitarbeiter durch Warnungen und Alarme in der Lage, einzugreifen, bevor ein Problem eskaliert.

Abweichungen analysieren Die Verknüpfung der archivierten Prozessdaten mit den Daten aus laufenden Qualitätsprüfungen, kombiniert mit den detailliert verbuchten Fortschrittsmeldungen ergeben die Möglichkeit, die Ursache von Abweichungen zu analysieren. So können die Werte aller archivierten Prozessdaten mit den Ergebnissen der Prüfungen verglichen werden. Das MES unterstützt dabei nicht nur indem die verschiedenen Datentöpfe kombiniert werden, das MES kann über die gebuchten Fortschrittsmeldungen aus den Zählern der Maschinendatenerfassung auch den Zeitraum, wann ein einzelnes Produkt welche Anlage der Linie passiert hat, sehr exakt einschränken und so die Analyse der vielen Daten erheblich vereinfachen. Mit diesem Ansatz kann zum Beispiel das Ergebnis einer negativen Farb- oder Applikationsprüfung auf Basis der archivierten Prozessdaten darauf zurückgeführt werden, dass im Mischprozess der Kosmetikmasse Prozesszeiten oder auch Temperaturen außerhalb zulässiger Bereiche oder zumindest im Grenzbereich lagen.

Kontinuierliche Verbesserung Die Erkenntnisse der nachgelagerten Analyse fließen in neue Sollwerte oder Warn- und Alarmgrenzen ein. Das Ziel ist natürlich, eine ständige Verbesserung des Produktionsprozesses. Die dafür nötige Durchgängigkeit ist gegeben, wenn neue Sollwerte für einen Prozesswert direkt in derselben Software dokumentiert werden, die auch die Ergebnisse aus der Betriebs- und Prozessdatenerfassung, sowie die Ergebnisse aus der QM und Instandhaltung enthält. Da Schwan-Stabilo Cosmetics auch das Instandhaltungsmodul des MES von Gfos einsetzt, können bei den oben beschriebenen Analysen auch durchgeführte Instandhaltungsmaßnahmen mit berücksichtigt werden. Gerade in der Prozessindustrie können zyklische oder auch zustandsabhängige Instandsetzungen der Anlagen zu Änderungen im Prozess führen. Hierbei unterstützt das MES die Arbeit mit Validierungsaufträgen und generiert nach kritischen Instandhaltungsaktivitäten automatisch einen

Validierungsauftrag, der die Funktionsfähigkeit der Anlage innerhalb der gewünschten Parameter in einem Testlauf sicherstellt. Liegt für eine Anlage ein offener Validierungsauftrag vor, wird dieser vom MES auch am BDE-Terminal dem Bediener mitgeteilt.

BDE und Instandhaltung Zudem sind die Module Betriebsdatenerfassung (BDE) und Instandhaltung über die Mengen- und Zeitmeldungen verknüpft. Jede über die Betriebsdatenerfassung oder Maschinendatenerfassung gemachte Meldung an einem Arbeitsplatz wird automatisch im Hintergrund auf dieses Instandhaltungsobjekt kontiert. So kann die vorhandene Datenbasis des MES genutzt werden, um eine zustandsabhängige Instandhaltung zu realisieren. Gleichzeitig werden die in der Produktion befindlichen Terminals für die BDE-Buchungen genutzt, um Instandhaltungsaktivitäten an den Anlagen zu dokumentieren. Auch kann der Bediener der Anlage über das BDE-Terminal direkt einen Instandhaltungsauftrag generieren, indem er das gerade aufgetretene Problem qualifiziert, eine Dringlichkeit und einen möglichen Behebungszeitpunkt definiert. Dieser Instandhaltungsauftrag wird dann vom MES an die Instandhaltungsabteilung weitergeleitet, wo er freigegeben oder einzelnen Personen zugeordnet werden kann. Auch hier ist wieder der Vorteil, dass alle Daten im selben System vorhanden sind. Der Koordinator der Instandhaltung kann direkt den Auftragsvorrat der betroffenen Anlage im MES einsehen, die Feinplanung könnte den Instandhaltungsauftrag einplanen und so die folgenden Fertigungsaufträge neu terminieren. Schließlich kann die QM im Nachhinein erkennen, dass es zu dem Zeitpunkt Probleme mit der Anlage gab.

Just-in-Time advanced

Die Qualität beim Kunden muss passen – bei der Rückverfolgbarkeit und kontinuierlichen Optimierung der Fertigung hilft das neue MES.

der aktuellen Fortschrittsbuchungen vermutlich verbraucht sein wird und fordert rechtzeitig über eine SAP-Funktion neues Material an. In diesem speziellen Fall wird für den Transport des Materials auch noch ein besonderer Warenträger genutzt, der ebenfalls im MES verwaltet wird. Das MES prüft also vor einer Materialanforderung an SAP, welcher Warenträger gerade verfügbar ist, die Eigenschaften für diesen Transport erfüllt und meldet diesen dann mit dem benötigten Material und Zeitpunkt an SAP. Nach der Bereitstellung des Materials auf dem Warenträger wird dann der Einsatz ebenfalls im MES gebucht und so eine Rückverfolgbarkeit ermöglicht. Nach der Verwendung des Materials koordiniert das MES auch die Reinigung, Prüfung und die eventuell nötige Instandhaltung des Warenträgers, bevor dieser wieder zum Transport des Eingangsmaterials herangezogen werden kann. j b i Stephan Birkmann ist Kundenberater Manufacturing Execution Systems bei Gfos.

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Das Kosmetik-Unternehmen möchte mit dem neuen MES auch die Just-in-Time Anlieferung von Komponenten an der Linie unterstützen. Dabei überwacht das MES ständig, wann ein Eingangsmaterial auf Basis M

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Flexible, digitale Fertigung: Bei Fröhlich entstehen jährlich bis zu 300.000 Lkw-Radnaben. Nach Bedarf werden auf Abruf 16 verschiedene Typen des Lkw-Herstellers in freier Folge gefertigt. Die Fertigungssteuerung erfolgt per RFID.  Beide Bilder: Fröhlich CNC Produktion

Der Teiletransport bei Fröhlich wird von fahrerlosen Transportsystemen übernommen. Jede Palette verfügt über einen RFID-Transponder, über den die Maschine die enthaltenen Radnabentypen erkennt und das Bearbeitungsprogramm lädt sowie den Handlingroboter instruiert.

Per RFID einen Schritt zur digitalen Fertigung Große Flexibilität und maximale Zuverlässigkeit in Qualität und Termintreue – das sind Kernforderungen an Outsourcing-Partner der Kfz-Industrie. Mit cleveren, digitalen Fertigungskonzepten können dies auch Unternehmen leisten, die noch nicht zu den „Big Playern“ der Branche zählen. Mit RFID-Technik zum Beispiel lässt sich auf einfache Weise eine digitale, vom Produkt selbst gesteuerte Fertigung aufbauen. VON HELMUT WÜSTENHÖFER

W E N N E I N vergleichsweise kleines Unternehmen einen Großauftrag der Nutzfahrzeugindustrie über die Fertigung von jährlich 300.000 Radnaben gewinnt, dann hat es offensichtlich alles richtig gemacht. Der Kürnbacher Firma Fröhlich CNC Produktion GmbH gelang dies: Das gemeinsam mit dem Maschinenhersteller Pittler T&S GmbH ausgearbeitete und letztlich von diesem auch realisierte digitale Fertigungskonzept überzeugte den Auftraggeber. Die Herstellung vieler Kfz-Komponenten wird heute an Zulieferer delegiert. Dieses Outsourcing ist für die europäische Kfz-Industrie ein wichtiges Mittel, um im internationalen Wettbewerb bestehen zu können. Dabei ordern die Fahrzeughersteller die einzelnen Lieferungen in aller Regel zu einem kurzfristig auf die aktuelle Fahrzeugproduktion

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abgestimmten Termin. So reduziert die Kfz-Industrie ihre Lager- und Logistikkosten sowie das in Lagerbeständen gebundene Kapital. Zum Wahren der Prozesssicherheit im Kraftfahrzeugbau wird von den Zulieferern maximale Termintreue und eine hundertprozentig gesicherte Qualität verlangt.

Digital gesteuerte Prozesse und durchgängige Systemtechnik „Diesem hohen Qualitäts-, Performanceund Kostendruck können Fertigungsunternehmen mit einer digital gesteuerten Fertigung wirksam begegnen“, so die Erfahrung von Dr. Markus Vos, Geschäftsführer von Pittler T&S. Der in Dietzenbach beheimatete Werkzeugmaschinenhersteller rüstet viele Fertigungsunternehmen der Kfz- sowie Luft- und RaumfahrtBranche mit Vertikal-Drehmaschinen,

Wälzschälmaschinen und Drehbearbeitungszentren aus – bis hin zu kompletten Fertigungslösungen. Dabei kann der Maschinenhersteller im Bedarfsfall auf die Maschinen, Komponenten und das Know-how der DVS Technology Group zurückgreifen, zu der das Unternehmen gehört – und auf das Know-how des Automatisierungspartners. Der Maschinenhersteller nutzt beim Umsetzen seiner digitalen Fertigungskonzepte die Offenheit und Durchgängigkeit des Siemens-Automatisierungsportfolios mit Sinumerik-Steuerungen, Sinamics-Antriebe, Simotics-Motoren und Peripherie. Werkzeugmaschinenhersteller finden hier ein breit angelegtes Portfolio aufeinander abgestimmter Komponenten vor, mit denen sich schlanke Systemlösungen effizient und übersichtlich realisieren lassen. Das betrifft

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insbesondere das durchgängige DatenHandling, dem in digitalen Fertigungen eine zentrale Rolle zukommt: Innerhalb des Siemens-Automatisierungsportfolios ist eine einheitliche durchgängige Systemkommunikation schon von Haus aus Standard – von der Feld- bis in die IT-Ebene und auch maschinenübergreifend. So können Leitstände und Einzelstationen Informationen zu Fertigungsaufträgen, zur Teileverfolgung und Qualitätsdaten effizient und transparent austauschen. Die durchgängige Systemtechnik ist für Pittler T&S ein grundlegender Baustein bei der Realisierung digitaler Fertigungskonzepte, und die Offenheit des CNC-Systems Sinumerik beim DatenHandling und der PLC-Funktionalität ermöglichen einen einfache und geradlinige Umsetzung dieser Konzepte.

Musterbeispiel Radnabenfertigung Genau so ein Projekt ist der Neubau der digital gesteuerten Radnabenfertigung für die Firma Fröhlich CNC Produktion. Pittler  T&S übernahm die Planung der gesamten Fertigung, lieferte die Fertigungszentren und war letztlich für den gesamten Prozess verantwortlich – bis hin zu den Teileprogrammen für die insgesamt 16 verschiedenen Radnaben­ typen des Großauftrags. Die Bearbeitung der Guss-Rohlinge umfasst im Wesentlichen die Prozessschritte Drehen, Bohren und Feinstdrehen, zum Beispiel der Lagersitze. Kern der Fertigung sind 16 Sinumerik-gesteu-

erte Vertikaldrehzentren der PV3-Reihe von Pittler T&S. Sie sind paarweise angeordnet, das heißt, die innen- beziehungsweise außenliegende Radnabenseite bearbeitet je eines von zwei gegenüberliegenden, symmetrisch aufgebauten Drehzentren. Ein per Profinet in die Ablaufsteuerung eingebundener Knickarmroboter zwischen den beiden Maschinen übernimmt das Beund Entladen, ebenso das Wenden der Werkstücke bei der Weitergabe an die gegenüberliegende Fertigungsstation. Dies führt zu minimierten Nebenzeiten beim Laden und Rüsten. Die Bearbeitungszentren sind mit vier Achsen ausgestattet, was die Taktzeit pro Radnabe – verglichen mit einer Zwei-Achsbearbeitung – erheblich verkürzt sowie die benötigte Anzahl an Maschinen gleich um vier Einheiten reduziert.

Werkstückidentifikation per RFID Der Transport der Werkstücke erfolgt auf speziell entwickelten Aluminium-Paletten im klassischen Euro-Format. Dabei ist jede Radnabe einem von sechs muldenförmigen Palettenplätzen fest zugeordnet: Hier liegt der Rohling und hier kommt das Werkstück auch wieder hinein – bis zur fertig geprüften, gewaschenen und laserbeschrifteten Radnabe. Ein an jeder Palette geschützt angebrachter RFID-Transponder des Typs Simatic D426 mit 2.000 Byte Anwenderspeicher enthält alle für die Fertigungssteuerung benötigten Informati-

Die herstellerseitige Integration der Siemens-­ RFID-Systeme in Simatic-, Sinumerik und SimotionApplikationen und in die entsprechenden Engineeringtools vereinfacht und beschleunigt das Umsetzen digitaler Fertigungskonzepte.  Bild: Siemens

onen. Die Daten auf dem Transponder identifizieren jede Palette, jede Mulde und jedes Werkstück eindeutig über die gesamte Fertigung hinweg. Anhand dieser Daten können die Fertigungsstationen, zum Beispiel zu jedem Palettenplatz, den Typ und die Identifikationsnummer der Radnabe feststellen, die aus dem Rohling entstehen soll.

Entscheidende Rolle in der Fertigung Damit haben diese RFID-Transponder eine Schlüsselrolle in der Fertigung bei Fröhlich: Die Fertigungsstation aktiviert anhand der auf dem Transponder mitwandernden Daten das für den jeweiligen Randnabentyp benötigte Teileprogramm – beziehungsweise ruft es vom

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Das Fertigungskonzept ermöglicht hohe Produktivität und bietet große Flexibilität durch die Möglichkeit, verschiedene Werkstücktypen in freier Folge zu fertigen. Die Redundanz der Bearbeitungszentren, aller Peripheriesysteme und der Transportsysteme gewährleistet in Verbindung mit dem RFID-gesteuerten Teilefluss eine sehr hohe Verfügbarkeit.  Bild: Pittler T&S

fangreichere Daten zur Qualitätssicherung und für die Teileverfolgung ordnet die CNC anhand der Transponder-Daten dem individuellen Werkstück zu und überträgt sie zum Leitrechner. Damit kann jede Fertigungsstation verschiedene Radnabentypen in freier Folge fertigen, ohne dass dazu ein Bedienereingriff nötig ist. Die notwendigen Bearbeitungsschritte löst das am Bearbeitungszentrum eintreffende Bauteil selbst aus – genauer: die das Bauteil repräsentierenden Daten auf dem mit dem Produkt mitwandernden RFID-Transponder. Wie die Bearbeitungszentren sind auch die anderen Stationen der Radnabenfertigung mit dem schreib-/lesefähigen Simatic-RFID-Reader RF260R ausgestat­ tet, zum Beispiel der Palettenrüstplatz, aber auch die Wasch- und Messstraße, auf der jede einzelne Radnabe auf das Einhalten der zulässigen Toleranzen kontrolliert wird. Anschließend überträgt ein Laser-Beschrifter ausgewählte Informationen vom RFID-Transponder als Matrix­ code auf die Radnabe. In der Verpackungsstation wird dann anhand der auf den RFID-Transpondern gespeicherten Daten der Warenbegleitschein zusammengestellt und gedruckt, wobei weitere – für den Versand der Werkstücke benötigte – Informationen vom Leitrechner abgefragt und automatisch in den Lieferunterlagen ergänzt werden.

Geringe Anforderungen an die Fertigungslogistik Die Offenheit der Sinumerik-CNC vereinfacht das Umsetzen RFID-gesteuerter Fertigungen. Bild Pittler T&S

Leitrechner ab, wenn es nicht bereits auf der Sinumerik-CNC bereitliegt. Der ­Roboter bekommt anhand der ausgelesenen Daten die Information, wie und mit welcher Orientierung er die Guss-Rohlinge greifen und mit welchem Drehwinkel er sie in die Drehzentren einlegen muss. Die aktuelle Lage des Werkstücks wird dabei von einem Kamerasystem erfasst und mit Hilfe des Roboters so korrigiert, dass beispielsweise die Bohrungen an den richtigen Positionen gesetzt werden. Nach jedem Fertigungsschritt wird der Bearbeitungsstand auf dem Transponder vermerkt – die von Fröhlich eingesetzten RFID-Reader des Typs Simatic RF260R mit integrierter Antenne beherrschen standardmäßig auch den Schreibzugriff. Um-

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Dieses konsequente Nutzen der RFIDTechnik ermöglichte mit vergleichsweise einfachen technischen Mitteln den Aufbau einer vom Produkt selbst gesteuerten digitalen Fertigung, die zudem nur minimale Anforderungen an die Fertigungslogistik stellt. Beispielsweise ist es nicht notwendig, eine bestimmte Reihenfolge der Paletten einzuhalten, auch besteht keine strenge Bindung eines Fertigungsauftrags an eine bestimmte Bearbeitungsstation. „Im Prinzip würde es genügen, die ­Paletten mit Hubwagen zu einer freien Bearbeitungsstation zu transportieren und von dort zur Waschstraße und zur Verpackungsstation zu bringen“, veranschaulicht Dr. Markus Vos. „Alles andere läuft dann je nach Werkstück automatisch ab.“ In der für die Firma Fröhlich CNC Produktion konzipierten Fertigung wurde auch der Transport der Paletten

komplett automatisiert, und zwar mit fahrerlosen Transportsystemen. Anhand der auf den RFID-Transpondern gespeicherten Daten werden die fahrerlosen Transportsysteme vom Leitrechner koordiniert. Er überblickt die Ausnutzung und Belegung der Fertigungsstationen und dirigiert die Paletten je nach Bearbeitungsstatus zum nächsten freien Bearbeitungszentrum, zur Wasch- und Messstraße oder zur Verpackungsstation. Dies ermöglicht unbediente Nachtschichten, dafür hat man Pufferlager vorgesehen. Sie nehmen sowohl die für die Nachtschicht vorbestückten Paletten auf, als auch die Paletten mit den Radnaben, die während der Nachtschicht fertiggestellt wurden. Auch hier wählte man eine einfache, prozesssichere Lösung: Die Pufferlager sind als Rollenstrecken aufgebaut – mit leichtem Gefälle in Richtung Entnahmeseite.

Redundanz sichert Verfügbarkeit Die einfache und effiziente Konzeption der komplett digital gesteuerten Radnabenfertigung zeigt sich auch im Hallenlayout. Alle Peripheriesysteme, zum Beispiel Kühl-, Schmiermittel- und Druckluftversorgung sowie Späneförderer und ihre Redundanzstationen sind blockweise am Rand der Halle platziert. Der Spänetransport erfolgt in Kanälen unter dem Hallenboden. Die Pittler-Drehbearbeitungszentren können so vergleichsweise kompakt ausfallen. Dadurch steht ausreichend Bewegungsraum für die frei programmierbaren, fahrerlosen Transportsysteme zur Verfügung. Und: Die Flexibilität in der Fertigung durch die RFID-Technik führt zu einer gesteigerten Verfügbarkeit. Da die Bearbeitung einer Radnabe nicht an eine bestimmte Maschine gebunden ist, kann sie der Leitrechner je nach Auslastung und Verfügbarkeit an eine freie Maschine delegieren. Lediglich das Fahrtziel des fahrerlosen Transportsystems ändert sich dabei. Der Ausfall einzelner Maschinen führt also nicht zu einer generellen Produktionsstörung, sondern reduziert nur vorübergehend die Kapazität – zumal dieses Fertigungskonzept auch Wartung und Service einzelner Maschinen während der laufenden Produktion zulässt. rt Helmut Wüstenhöfer ist SVB (Senior Vertriebsbeauftragter) OEM Vertrieb Werkzeugmaschinen bei der Siemens AG.

VORSCHAU AUF DIE AUSGABE 2/2017 – ERSCHEINT AM 10. APRIL 2017

Impressum Herausgeber und Geschäftsführer: Hans-J. Grohmann ([email protected]) DIGITAL MANUFACTURING im Internet: http://www.digital-manufacturing-magazin.de So erreichen Sie die Redaktion: Chefredaktion: Rainer Trummer (v.i.S.d.P.), [email protected], Tel.: 0 81 06 / 350-152, Fax: 0 81 06 / 350-190 Redaktion: Jan Bihn (-161, [email protected]), Stefan Girschner (freier Mitarbeiter, [email protected]) Mitarbeiter dieser Ausgabe:  Andreas Arp, Stephan Birkmann, Tino M. Böhler, Rainer Deisenroth, Dr. Henning Grönzin, Dr. Arnold Herp, Werner Lüth, Michael Möller, Holger Pralle, Dr. Perry Reisewitz, Jan-Michael Schwarz, Kathrin Stocker, Gabriele Urhahn, Ulla Wandzik, Helmut Wüstenhöfer

Im nächsten Heft Hannover Messe und Industrie 4.0 Zur Hannover Messe 2017 (24. bis 28. April) schauen wir auch auf das Thema Industrie 4.0 und nehmen dabei das Messemotto „Creating Value“ ernst. Wir schauen also in unseren Artikeln und im Rahmen einer Expertenumfrage Industrie 4.0 in der Praxis, wie die Industrie 4.0 und die Digitalisierung Nutzen bringen können. Denn Nutzen kann nur bringen, was auch in der betrieblichen Praxis ankommt.

Bild: Deutsche Messe

So erreichen Sie die Anzeigenabteilung: Anzeigenverkaufsleitung: Martina Summer (0 81 06 / 30 61 64, [email protected]) Mediaberatung: Jana Maier (0 89 / 62 83 37 77, [email protected]) Anzeigendisposition: Chris Kerler (-220; [email protected]) So erreichen Sie den Abonnentenservice: Güll GmbH, Aboservice DIGITAL MANUFACTURING, Heuriedweg 19a, 88131 Lindau, Tel. 01805-260119*, Fax. 01805-260123*, E­ -Mail: [email protected], *14 Cent/Min. aus dem dt. Festnetz, Mobilfunk max. 42 Cent/Min. Vertrieb: Helga Wrobel, ([email protected]), Tel.: 0 81 06 / 350-132, Sabine Immerfall, ([email protected]), Tel.: 0 81 06 / 350-131, Vertrieb Fax: 0 81 06 / 350-190 Layout und Titelgestaltung: Saskia Kölliker Grafik, München Druck: C. Maurer GmbH & Co. KG Bildnachweis/Fotos: falls nicht gekennzeichnet: Werkfotos, PhotoDisc, aboutpixel.de, fotolia.de Titelbild: Siemens AG Produktion/Herstellung: Jens Einloft (-172; [email protected]) Verlagsleitung : Bernd Heilmeier (-251; [email protected]), anzeigenverantw. Objektleitung: Rainer Trummer (-152, [email protected])

Special: MES-Systeme Manufacturing Execution Systems (MES) werden häufig im Kontext von Industrie 4.0 genannt. Fakt ist dabei, dass sich die Feinplanungs-Systeme dazu eignen, Optimierungspotenziale in der Fertigung aufzudecken und zu erschließen. Aber wie unser Special zeigt, können die Systeme noch viel mehr – sie bilden eine Datendrehscheibe in der Produktion und damit sind das Bindeglied zu den übergeordneten Systemen. Best-Practices zeigen, wie die MES-Systeme ihren Nutzen entfalten. Bilder: MPDV

Anschrift Anzeigen, Vertrieb und alle Verantwortlichen: WIN-Verlag GmbH & Co. KG, Johann-Sebastian-Bach-Straße 5, 85591 Vaterstetten, Tel.: 0 81 06 / 350-0, Fax: 0 81 06 / 350-190 Bezugspreise: Einzelverkaufspreis: 9,50 Euro in D, A, CH und 11,70 Euro in den weiteren EU-Ländern inkl. Porto und MwSt. Jahresabonnement (6 Ausgaben): 57,00 Euro in D, A, CH und 70,20 Euro in den weiteren EU-Ländern inkl. Porto und MwSt. Vorzugspreis für Studenten, Schüler, Auszubildende und Wehrdienstleistende gegen Vorlage eines Nachweises auf Anfrage. Bezugspreise außerhalb der EU auf Anfrage. Erscheinungsweise: sechsmal jährlich Eine Haftung für die Richtigkeit der Veröffentlichungen kann trotz Prüfung durch die Redaktion vom Heraus­geber nicht übernommen werden. Honorierte Artikel gehen in das Verfügungsrecht des Verlags über. Mit Übergabe der Manuskripte und Abbildungen an den Verlag erteilt der Verfasser dem Verlag das Exklusivrecht zur Veröffentlichung. Für unverlangt eingeschickte Manuskripte, Fotos und Abbildungen keine Gewähr. Copyright © 2017 für alle Beiträge bei der WIN-Verlag GmbH & Co. KG. Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages vervielfältigt oder verbreitet werden. Unter dieses Verbot fallen insbesondere der Nachdruck, die gewerbliche Vervielfältigung per Kopie, die Aufnahme in elektronische Datenbanken und die Vervielfältigung auf CDROM und allen anderen elektronischen Datenträgern. ISSN 1867-9781 Dieses Magazin ist umweltfreundlich auf chlorfrei gebleichtem Papier gedruckt. Außerdem erscheinen bei der WIN-Verlag GmbH & Co. KG: Magazine: AUTOCAD & Inventor Magazin, digitalbusiness CLOUD & IoT, DIGITAL ENGINEERING Magazin, e-commerce Magazin Partnerkataloge: Autodesk Partnerlösungen, DIGITAL ENGINEERING SOLUTIONS, IBM Business Partner Katalog, Partnerlösungen für HP Systeme.

Vernetzte Maschinen und Anlagen In der kommenden Ausgabe wenden wir uns auch dem Thema Vernetzung als Enabler-Technologie für die Digitalisierung zu. Ob Netzwerkkomponente, Cloud, vernetzte Maschine oder Vernetzungsstandards wie OPC UA: Ohne die meist unsichtbaren Datenschaufler geht nichts in der modernen Werkshalle. Wir decken die Trends auf.

Bild: Deutsche Messe

Weitere Themen: •C  loud-Lösungen für die Industrie •A  dditive und hybride Fertigung • I T-Security für Industrie-Anlagen • I ndustrie-PCs und Mensch-Maschine-Interaktion • I ntelligente Logistik im Zeichen der I4.0 • Qualitätsmanagement Aus aktuellem Anlass sind Themenänderungen möglich.

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