[me] im Gespräch mit ...

  

Dipl.-Ing. Frank Knafla

von Phoenix Contact Electronics

  

 

„Industrie 4.0 hat eine zielgerichtete Evolution ausgelöst“

Selbst wenn sich der Maschinenbau revolutionär gibt, bleibt noch ein weiter Weg, bis wir den Herausforderungen gewachsen sind, die hinter Industrie 4.0 und der mit ihr einhergehenden Digitalisierung und Vernetzung verbunden sind. Frank Knafla ist Master Specialist Industrie 4.0 bei Phoenix Contact Electronics in Bad Pyrmont. Er versteht Industrie 4.0 als ein Leitbild, wie sich die industrielle Fertigung weiterentwickelt.


Herr Knafla, die Amerikaner gelten als pragmatisch in Sachen IoT. Amazon, Google, Facebook – die wichtigsten Unternehmen, die ihr Geschäftsmodell auf digitale Daten stützen, sitzen in den USA. Hat Deutschland die Zukunft verschlafen und ist abgehängt?


Frank Knafla: Zur Beantwortung dieser Frage ist eine wichtige Unterscheidung vorzunehmen. Die genannten IoT-Beispiele (Internet of Things) adressieren im Wesentlichen den Konsumenten, also den B2C-Markt. Im industriellen Umfeld, dem B2B-Markt, wird hingegen vom IIoT (Industrial Internet of Things) gesprochen. Die Nutzung des IIoT hat in Deutschland eine erweiterte Perspektive: Durch die Bereitstellung und Anwendung der Daten entlang des Produktlebenszyklus soll in den Prozessphasen ein Mehrwert für die jeweils Beteiligten geschaffen werden. Die Entwicklungs-, Produktions- und Logistikprozesse setzen die digitalen Daten bereits heute ein, um die Effizienz zu erhöhen. Der Austausch digitaler Daten zwischen den Prozessbeteiligten sowie deren Auswertung eröffnen schon jetzt neue Geschäftsmodelle. Absehbare Ergebnisse sind die Optimierung von Produkten, Prozessen und der Fertigung sowie die Bildung kollaborierender Wertschöpfungsnetzwerke zur Erarbeitung innovativer Lösungen. Als eines der führenden Länder in den Bereichen Maschinenbau und Elektrotechnik wird Deutschland in der Lage sein, die Erfahrungen und Kompetenzen in diesen Branchen mit den Möglichkeiten des IIoT zu verknüpfen und daraus einen Nutzen für das produzierende Gewerbe zu ziehen.

 

Sich selbst steuernde und selbst konfigurierende Anlagen gelten als eine Option für die industrielle Produktion ab Losgröße 1. Inwieweit lässt sich diese Option auch im Maschinenbau umsetzen?


Digitale Modelle bilden die Basis für selbst steuernde und konfigurierbare Systeme. Die Umsetzung des Leitbilds Industrie 4.0 erfordert eine prozessorientierte Betrachtung entlang des Produktlebenszyklus. Konsequent realisiert bedeutet dies, dass digitale Daten ab der Konstruktionsphase verwendet werden. So entstehen digitale Modelle, die sich in allen nachfolgenden Stufen der Wertschöpfungskette zur Produktion von Maschinenbauteilen nutzen lassen. Die digitalen Modelle steuern dann Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren. Erste Anwendungsbeispiele sind bereits im Werkzeugbau von Phoenix Contact zu finden. Der Einsatz der digitalen Modelle reduziert dort die Wartezeit in den Prozessen.


Die Losgröße-1-Fertigung bedingt ein neuartiges Denken des Layouts von Maschinen und Anlagen sowie veränderte dezentrale Steuerungs- und Automatisierungslösungen, um wandlungsfähige Produktionsanlagen zu planen und umzusetzen. Gemeinsam mit Einrichtungen wie dem Spitzencluster it´s OWL forscht Phoenix Contact zu diesen Fragestellungen und Denkansätzen. Erste erfolgreiche Konzepte wie das Verbundprojekt AWaPro (Automation für wandlungsfähige Produktionstechnik) sind in industrietauglichen Demonstratoren erprobt worden und haben ihren Weg in die Fertigungshallen gefunden.

 

Wir Menschen sind zutiefst analoge Wesen und nicht jeder ist ein „Digital Native“. Gibt es im Maschinenbau überhaupt genug mutige Entscheider, die die Chancen der Digitalisierung erkennen?


Entscheider im Maschinenbau sind in der Vergangenheit und werden auch in der Zukunft beständig gefordert sein, die Effizienz der Prozessabläufe zu steigern und nach Wertschöpfungspotentialen zu suchen. Die Digitalisierung bietet schon heute die Möglichkeit, Verbesserungsansätze für Prozessabläufe zu identifizieren. Durch die Vernetzung von Maschinen und Anlagen mit dem IIoT erschließen sich in Zusammenarbeit mit den Betreibern nun weitere Optimierungspotentiale. Diese Chance wird von den Entscheidern erkannt, wobei die Umsetzung zusätzliche Kompetenzen in den Fachabteilungen bedingt. Mit der Entwicklung und Implementierung von Geschäftsmodellen, die auf der Analyse und Anwendung von Daten basieren, kann in einen solchen Kompetenzaufbau investiert werden.

 

Die rasante technologische Entwicklung insbesondere der Informationstechnik ändert viele industrielle Prozesse. Die Smart Factory nimmt Formen an. Wie weit sind wir eigentlich auf dem Weg zur Smart Factory?


Die Weiterentwicklung der Fertigung zur Smart Factory ist ein evolutionärer Prozess, der im Wesentlichen durch die Anforderungen der Produktions-Verantwortlichen an die Qualität, Kosten und notwendige Flexibilität geprägt wird. Die Nutzung digitaler Daten zur Steuerung der Fertigung erforschen derzeit Industrie und angewandte Wissenschaft in Kooperation. Ergebnisse dieser Aktivitäten haben bereits den Weg in die Fabrik gefunden – sei es in der Produktion wie auch im Werkzeugbau. Als Beispiel sei hier nochmals das Spitzencluster-Verbundprojekt AWaPro genannt. Entscheidend für den Transfer sind die Reife der potentiellen Technologien sowie die Möglichkeit, den bestehenden Maschinenpark nach wirtschaftlicher Bewertung durch entsprechende Erweiterungen in die Smart Factory zu integrieren.

 

Wie positioniert sich Ihr Unternehmen in die Prozesse der Digitalisierung und Vernetzung, die Industrie 4.0 charakterisieren?


Phoenix Contact versteht Industrie 4.0 als ein Leitbild, wie sich die industrielle Fertigung weiterentwickelt. Als produzierendes Unternehmen planen und erproben wir die intelligente Fertigung und setzen sie in eigenen Maschinen und Anlagen um. Durch den unternehmensinternen Maschinenbau kennt Phoenix Contact die Anforderungen der Branche aus eigener Erfahrung. Ziel ist daher die nahezu beliebige Konfiguration der Produktion in puncto Losgröße und Ablauf.


Die weltweiten Ethernet-Standards, eine durchgängige Kommunikation sowie ihre Vielseitigkeit machen die IT-gestützte Automatisierung schon heute zur wirtschaftlichen Lösung für den Maschinen- und Anlagenbau. Um flexibel, leistungsfähig und zukunftssicher zu automatisieren, setzt Phoenix Contact seit mehr als zehn Jahren mit dem Konzept der IT-powered Automation auf IT-Technologien.


Die Umsetzung der Anforderungen, die sich aus dem Leitbild Industrie 4.0 ergeben, hat eine zielgerichtete Evolution ausgelöst. Grundlage für eine nahtlose Integration und Interoperabilität bildet die Verwendung einer einheitlichen digitalen Beschreibung – dem digitalen Artikel, dessen Weiterentwicklung Phoenix Contact wesentlich prägen wird. Der digitale Artikel ist die Basis für die Realisierung durchgängiger Engineering- und Planungsprozesse sowie der Enabler in der Fertigungssteuerung. Das Gemeinschaftsprojekt „Smart Engineering and Production 4.0 (SEAP)“ von Eplan, Phoenix Contact und Rittal zeigt beispielsweise an einer Schaltanlage, wie die Integration von Engineering-Werkzeugen und Datenmodellen in Engineering- und Produktionsprozesse bereits heute umgesetzt werden kann und welches Potential in diesem technologischen Ansatz steckt.

Phoenix Contact fokussiert sich auf die nutzenorientierte Weiterentwicklung der eigenen Komponenten, Systeme und Lösungen sowie auf die Digitalisierung vorhandener und neuer Produkte. Somit wandelt sich das Unternehmen langfristig zum Anbieter digitaler Daten und den zugehörigen physikalischen Komponenten. Intern wird sich das durch das Product Lifecycle Management (PLM) abbilden. Und auch das Unternehmen selbst entwickelt sich zum digitalen Betrieb – PLM ist hier ein Beispiel.

 

Die technologische Entwicklung beeinflusst auch die Arbeit und die erforderlichen Qualifikationen der Menschen. Wie stellen Sie sich Arbeit, Ausbildung und Qualifikation 4.0 vor?


Bei den beschriebenen Ansprüchen an die Vernetzung nehmen die Ingenieurwissenschaften eine Schlüsselrolle hinsichtlich der entsprechenden Erforschung, Erprobung und Umsetzung ein. Denn Industrie 4.0 basiert auf der engen Zusammenarbeit der Disziplinen Informatik, Elektrotechnik, Automatisierung und Maschinenbau. Gesucht werden Spezialisten, die die Maschinen und Anlagen konstruieren, Automatisierungskonzepte entwerfen, die Vernetzung planen sowie neue Geschäftsmodelle erdenken. Die Kooperation dieser Experten ist dann erfolgreich, wenn ein tieferes Verständnis für die angrenzenden Fachbereiche vorhanden ist. Darüber hinaus sind Generalisten gefragt, die die Komplexität in der Planungs- und Umsetzungsphase überblicken sowie gemeinsam mit den Fachleuten an neuen Lösungen arbeiten.

 

Welche Qualifikationen müssen diese Fachleute haben und wie sind diese zu erreichen?


Das skizzierte Szenario erfordert grundlegende Kenntnisse in den vier genannten Disziplinen. Die Studieninhalte und die Ausbildung von Informatikern und Ingenieuren werden sich somit aufgrund der Anforderungen von Industrie 4.0 verändern. Dies, weil Unternehmen nach deutlich mehr Nachwuchskräften mit fachbereichsübergreifendem Hintergrund verlangen. In der angewandten Forschung kooperieren Maschinenbauer, Elektrotechniker, Automatisierer und Informatiker schon heute eng. Als Beispiel seien die Projekte des Spitzenclusters it´s OWL angeführt. Hier entwickeln und testen Hochschulvertreter gemeinsam mit Industriepartnern an Demonstratoren praxisnahe Konzepte für die intelligente Produktion von morgen.

www.phoenixcontact.com

 

Die Fragen stellte Peter Schäfer

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Beitrag aus [me] 1.2016

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