Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 10/2015, 01.10.2015

Den Blick gezielt nach vorne gerichtet

Industrie 4.0 heisst das Zauberwort, wenn es um zukünftige, schlagkräftige Produktionsstrukturen geht. Doch wie kann eine Umsetzung in der Realität aussehen? Der Laserspezialist Trumpf hat sich schon frühzeitig darüber Gedanken gemacht und seine Fertigung, aber auch die Produkte danach ausgerichtet: Schlagworte wie «Smart Factory» und «Social Machine» sind keine leeren Hülsen, sondern bereits mit Leben gefüllt.

(pi) Die Fertigung wird effizienter, flexibler und produktiver, auch bei Losgrösse eins. Das verspricht Industrie 4.0. Dahinter steckt eine Vision für die Fabrik der Zukunft: die Smart Factory. Trumpf, Technologie- und Marktführer bei Werkzeugmaschinen für die flexible Blechbearbeitung, sieht die Entwicklung als grosse Chance: Sie wird helfen, die internationale Wettbewerbsfähigkeit seiner Kunden zu sichern. Daher investierte der Maschinenbauer schon frühzeitig in die notwendigen Technologien und unterstützt Forschungsprojekte rund um Industrie 4.0. Folge: Das Unternehmen kann bereits erste Bausteine einer Smart Factory präsentieren.

Kernelement von Industrie 4.0 ist die Smart Factory, die aus sich selbst konfigurierenden Produktionsressourcen und den dazugehörigen Planungs- und Steuerungssystemen besteht. In einem Netzwerk verbindet sie virtuelle und physische Produktionselemente, indem sie das Internet der Dinge und Dienste in die Fertigung bringt. Fünf zum Teil widersprüchliche Begriffe kennzeichnen ein Cyber-Physical-System: Augmented Operator, Social Machine, Global Facility, Smart Product und Virtual Production.

Zentraler Bestand eines solchen Netzwerks ist der Mensch, der Augmented Operator, der die Fertigung dezentral steuert und überwacht. «Als Erfahrungsträger und Entscheider behält der Mensch ganz bewusst eine wichtige Rolle in allen relevanten Abläufen des Produktionsnetzwerks. Denn er kann Zielvorgaben situativ und kontextabhängig beeinflussen», sagt Klaus Bauer, Leiter Entwicklung Basistechnologie Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG.

IT-basierte Assistenzsysteme wie Planungssysteme (Virtual Production) unterstützen den Augmented Operator dabei. In der Fertigung selbst stehen Social Machines, die untereinander und mit Zuliefer- und Kundensystemen intelligent vernetzt sind. Durch die Fertigung laufen Smart Products, die über einen integrierten Chip mit ihrem Umfeld kommunizieren. Schon der Rohling des Produkts kennt seinen Status, seine Historie und seine Bestimmung. Damit sollen Produkte mit der Losgrösse eins so wirtschaftlich produziert werden können wie in der Massenproduktion.

Eine solche Smart Factory ist noch Vision. Um sie im grossen Stil umsetzen zu können, fehlen Standards für Infrastruktur, Schnittstellen und Informationsträger. Auch die IT-Sicherheit ist in einem so vernetzten System eine Herausforderung. Um Lösungen zu finden, müssen unterschiedliche Fachbereiche interdisziplinär zusammenarbeiten und voneinander lernen.

«Der Begriff Industrie 4.0 existiert erst seit wenigen Jahren. Aber die Idee dahinter gibt es bei Trumpf schon lange», sagt Bauer. Er bezieht sich dabei auf Produkte und Entwicklungsprojekte, mit denen die Vision der Smart Factory Schritt für Schritt Realität wird. Ein besonderes Augenmerk des Maschinenbauers liegt dabei auf der Entwicklung der Social Machine.

Bereits seit 1996 setzt das Unternehmen standardmässig eine Ferndiagnose an inzwischen über 30 000 Serienmaschinen ein. Im Jahr 2010 startete der Serienbetrieb des cloud-basierten «Telepresence Portal». Bei Bedarf kann beispielsweise eine Maschine in China mit einem Experten in Deutschland Kontakt aufnehmen. Mehrere tausend Maschinen sind heute über diese neue Plattform intelligent vernetzt.

Mit «TruTops Fab» bietet der Werkzeugmaschinenhersteller eine Software, mit der Kunden die verschiedenen Produktionsressourcen in ihren Fertigungen überwachen, Kundenaufträge einlasten und den Produktionsablauf planen können. Einen Teil dieser Funktionen können Trumpf-Anwender auch über das Tablet von überall auf der Welt nutzen. «Mobile Endgeräte werden im Rahmen von Industrie 4.0 immer mehr Einzug in moderne Produktionen finden», bestätigt Bauer.

Und man hat bereits weitere Produkte im Angebot. Beispielsweise ermöglicht die «MobileControl»-App eine Bedienung der Maschine im maschinennahen Umfeld von einem Tablet aus. Die App überträgt dazu die Oberfläche des Standardbedienpults auf den Touchscreen des mobilen Geräts. Dadurch hat der Maschinenbediener neben dem statischen Bedienpult eine weitere Möglichkeit, die Maschine zu überwachen und zu steuern.

«Visual Online Support» ist dagegen ein Hilfsmittel, das die Lösungsfindung im Falle einer Störung erheblich vereinfacht: Kunden können unkompliziert Bild-, Ton- und Videodateien per App über ein Tablet mit dem technischen Kundendienst auszutauschen. Auf diese Weise ist es für Kunden möglich, die Servicespezialisten sehr gezielt und detailliert über ihre Situation zu informieren.

Auch zum Thema Smart Product gibt es bereits erste Ansätze. In Laserschneidmaschinen fokussieren Linsen den Laserstrahl auf dem Blech. Bei Trumpf verfügen diese zum Teil über einen integrierten RFID-Chip, auf dem spezifische Technologiedaten gespeichert sind. Die so präparierte Linse kann auf Anfrage der Zustandsüberwachungssensorik «LensLine» melden, wann sie gereinigt werden muss.

Schon mit diesen ersten Elementen von Industrie 4.0 lässt sich ein Szenario einer Integrated Industry darstellen: Der Geschäftsführer überwacht seine Fertigung von unterwegs über sein Tablet mit der TruTops Fab-App. Wenn er einen Kapazitätsengpass erkennt, kann er sich mit seinem Produktionsleiter vor Ort in Verbindung setzen. Fehlt diesem das Fachwissen, schaltet er einen Experten von Trumpf ein, der über das Telepresence-Portal und über Visual Online-Support einen genauen Blick auf die Maschine erhält und so kompetent weiterhelfen kann.

Blechexpo, Halle 1 Stand 1408


Trumpf Maschinen AG
6340 Baar, Tel. 041 769 66 66
info@ch.trumpf.com

Ziel der Entwicklung von Industrie 4.0 bei Trumpf sind effizientere Fertigungsprozesse und eine gesteigerte Gesamtproduktivität.


Klaus Bauer, Leiter Entwicklung Basistechnologie Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH, zur Beschäftigung mit Industrie 4.0: «Das wird unseren Kunden helfen, international wettbewerbsfähig zu bleiben.»

Industrie 4.0: Trumpf und IPA spannen zusammen

Trumpf geht mit dem Stuttgarter Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) eine fünfjährige strategische Kooperation ein. Ziel dieser langfristigen Zusammenarbeit ist es, Erkenntnisse aus der aktuellen Forschung zu Industrie 4.0 in der Blechbearbeitung zu verankern. Im so genannten «Trumpf LAB» arbeiten Mitarbeiter von Trumpf und Fraunhofer IPA gemeinsam daran, innovative Lösungen für die Fertigungstechnik der Zukunft zu entwickeln. Diese Zusammenarbeit erstreckt sich auf zahlreiche Facetten der Fabrik der Zukunft. In ersten Startprojekten werden die Bereiche «Intralogistik», «Serviceorientierte Maschine» und «Selbststeuernde Produktion» bearbeitet. Über die Laufzeit der Kooperation sollen sich die Inhalte weiterentwickeln, sodass regelmässig neue Projekte hinzukommen.