Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 10/2016, 07.10.2016

Die total vernetzte Zukunft ist das Zugpferd

Die dritte Sindex liegt hinter uns. Die offizielle Bilanz lautet: Ziele erreicht. Also gut 400 Aussteller, gut 13 000 Messebesucher, dazu positive Kommentare der Aussteller. Befeuert wurde die Messe vor allem vom thematischen Schirm über allem: der Industrie 4.0. Ausgewählte Lösungen zu diesem Thema stellt die «Technische Rundschau» in der Folge – anschliessend an eine Kurzanalyse der Messe – vor.

(msc) Die Zahlen zu Besuchern und Ausstellern der zu Ende gegangenen Sindex liegen leicht unter denen derselben Veranstaltung vor zwei Jahren. Das liest sich auf den ersten Blick nicht ausgesprochen prickelnd, ist aber bei genauerer Betrachtung trotzdem eher als Erfolg zu werten. Im Vorfeld der vorangegangenen Messe im Sep­tember 2014 rechnete noch keiner mit Abkoppelung des Frankenkurses vom Euro. Die exportabhängige Industrie hatte sich unter dem ökonomisch stabilisierend wirkenden Schutzschirm der Nationalbank eingerichtet und die Aussichten waren, wenn auch nicht rosig, so doch nicht unmittelbar düster. Man hatte sich eingerichtet.

Seither hat sich einiges geändert. Ein beträchtlicher Anteil der Unternehmen in der MEM-Branche kämpft um jeden Zehntel eines Margenprozentes. Viele von ihnen gehen finanziell am Stock, weil sie jetzt bereits das zweite Jahr in Folge ihre Reserven angreifen müssen. Gleichzeitig ist das Klima deutlich kühler geworden, wenn es um die Vergabe von Investitionenskrediten geht. Nur logisch, dass jede Investition heute noch akribischer hinterfragt wird. Das wiederum lässt das Geschäft der Automatisierer nicht gerade boomen, obwohl bei schwindenden Margen verstärkte Automatisierung eine mögliche (Teil-)Lösung darstellt und der Industrie-4.0-Hype beim Verkaufen hilft. Vor diesem Hintergrund hat sich die Messe gut behauptet.

Einen wesentlichen Anteil daran hatte sicher das Rahmenprogramm: Täglich zwei Liveschaltungen via Satellit in die Produktionshallen der Weidplas GmbH und der Migros Betriebszentrale legten den roten Faden für das Thema Industrie 4.0 innerhalb der Messe. Dabei wurde gezeigt, wie heute in der Schweiz automatisiert wird und wie sich der Blick in die Zukunft präsentiert. Die Übertragungen boten den Besuchern einen hautnahen Einblick und die Gelegenheit, live ihre Fragen an die Experten draussen im jeweiligen Betrieb zu stellen. Angereichert wurde das Programm mit Fachreferaten zum Thema.

Auch die drei Sonderzonen Swiss Solution Market (Automationslösungen), Swiss Sensor Market (Sensorik 4.0) und Electronic City und die parallel stattfindende Veranstaltung «Impulse: MEM» von Switzerland Global Enterprises mit jeweils einer ganzen Reihe von teilnehmenden Anbietern waren gut besucht. Und nicht zuletzt wurde wie schon vor zwei Jahren im Rahmen des von der «Technischen Rundschau» organisierten «Grand Prix Automatiker 2016» der beste Automatiker der Schweiz gekürt (siehe Artikel Seite 14).

Vor diesem Hintergrund zieht Messeleiter Douglas Krebs eine positive Bilanz: «Die Sindex hat sich auch 2016 als Branchentreffpunkt behauptet. Gerade die Westschweizer Besucher helfen dank der idealen Lage Berns als Tor zur Romandie mit, sie zur bedeutendsten Schweizer Messe für Automatisierung zu machen.» Und René Brugger, Präsident SwissT.net, doppelt nach: «Die Sindex ist für die Branche massgebend, findet direkt vor der Haustüre statt und stützt damit den Innovationsplatz Schweiz. Die Wahl des Leuchtturmthemas Industrie 4.0 hat sich bewährt und wurde nicht nur im Rahmenprogramm sondern erfreulicherweise auch von zahlreichen Ausstellern mitgetragen.»

Hier folgen einige ausgewählte Exponate und Lösungen, die auf der Messe vorgestellt wurden.

Baumer stellte den neuen Höhenmesssensor PosCon HM vor. Objektvermessungen – und damit auch die Höhenmessung – sind ein wichtiger Bestandteil der Qualitätssicherung innerhalb von Produktionsprozessen. Mit dem Höhenmess-Sensor «PosCon HM» aus der Familie der Lichtschnittsensoren demonstriert der Hersteller, dass dies vergleichsweise einfach möglich ist. Mit dem Sensor erfolgt die lageunabhängige Vermessung von Objekten mittels fünf Höhenkennzahlen. Er liefert die maximale, minimale und mittlere Höhe von Objekten ebenso wie den Delta-Höhenwert und die Standardabweichung der Höhendaten mit einer hohen Auflösung von bis zu 2 µm und Messraten bis 1540 Hz.

Der kalibrierte Sensor liefert selbst bei variierenden Fremdlichteinflüssen präzise Messwerte, ohne dass dabei eine exakte Positionierung der Messobjekte notwendig wäre. Die Messwerte werden direkt in mm ausgegeben und können ohne externe Software in beliebigen Steuerungssystemen weiter verarbeitet werden. Die Integration des Sensors in die jeweilige Anwendung erfolgt durch eine einfache Parametrierung.

Dank der intelligenten Funktionen löst der PosCon HM Applikationen, bei denen es darum geht, Objekthöhenmasse prozesssicher kontinuierlich zu überprüfen. Er garantiert selbst bei weichen Oberflächen wie Gummidichtungen eine zuverlässige Qualitätskontrolle auf Basis von Höhenmessungen. Algorithmen analysieren im Sensor bis zu 600 Höheninformationen pro Messung und ermitteln die maximale Objekthöhe unabhängig von der Lage des Objektes. Erst die Lichtschnitttechnik erlaubt es, diese Messung überhaupt durchzuführen.

B&R präsentierte in Bern die Vereinigung von Web und Automatisierung in Form der Visualisierungs-Software «Mapp View». Damit stellt das Unternehmen das volle Potenzial der Web-Technologie erstmals in der Automatisierungssoftware Automation Studio zur Verfügung. Dem Anwender eröffnet die Software neue Möglichkeiten bei der Erstellung von Maschinenvisualisierungen. Damit soll jeder Automatisierungstechniker einfach zu bedienende Web-Visualisierungslösungen selbst erstellen können. Kenntnisse von HTML5, CSS und Javascript sind laut Anbieter nicht notwendig. Das neue Produkt wurde unter massgeblicher Mitarbeit der B&R-Entwickler der Schweizer Niederlassung realisiert.

National Instruments stellte mit der «Sound Camera» eine komplette, mobile Auswerteeinheit für das genaue Lokalisieren von Schallemissionszentren vor. Die Neuentwicklung stellt solche Zonen grafisch auf einem Bildschirm dar und soll es beispielsweise Serviecetechnikern leicht ermöglichen, vor Ort in Anlagen und Maschinen Geräuschquellen, die auf Fehler oder Verschleiss hindeuten, zu orten.

Die Einheit besteht im Wesentlichen aus einer Videokamera, die das optische Bild der laufenden Anlage auf einen Bildschirm projiziert. Weiter aus einem Rezeptor etwa in Form einer grossen Lautsprechermembrane, der mit einer ganzen Reihe von spiralig angeordneten Mikrofonen bestückt ist. Deren Signale beziehungsweise Pulse werden in Echtzeit im Bild der Anlage mehrfarbig sichtbar gemacht, analog zu einem Wärmebild: Das Zentrum erscheint Rot, die Peripherie Blau. Ein handliches Köfferchen enthält die gesamte Rechner- und Auswerteeinheit, den Schirm mit den Mikrofonen und die Verbindungselemente.

Neu für NI ist dabei laut NI-Geschäftsführer Schweiz, Christian Moser, dass man die komplette Einheit auf den Markt bringt. Bisher war es die erklärte Marketingstrategie von NI, Komponenten für Testanlagen anzubieten. Die Integration in Gesamtsysteme war Integratoren oder Anwendern vorbehalten.

Weiter stellte NI in Bern das weltweit erste Anwendungs-Framework für «Massive MIMO» (Multiple Input Multiple Output) zur schnelleren 5G-Prototypenerstellung vor. Das auf LabView basierende Referenzdesign stellt in Kombination mit SDR-Hardware (Software-Defined Radio) von NI eine dokumentierte, parametrisierte und rekonfigurierbare Bitübertragungsschicht bereit, mit der sich sowohl klassische MIMO- als auch Massive-MIMO-Prototypen erstellen lassen.

Das MIMO Application Framework ermöglicht die Entwicklung von Algorithmen und Evaluierung von benutzerspezifischen IP. Durch den Einsatz der Hardwareplattformen NI USRP RIO und NI PXI lassen sich mit dem Framework ohne grösseren Integrations- oder Design­aufwand Systeme mit vier bis 128 Antennen erstellen.

Forschern steht mit dem Framework ein sofort einsatzbereites System für Experimente im Bereich Massive MIMO zur Verfügung, in das sich eigene Signalverarbeitungsalgorithmen nahtlos integrieren lassen. Dadurch wird der gesamte Entwurfsprozess beschleunigt, um mit den rasanten Fortschritten in der 5G-Entwicklung Schritt zu halten beziehungsweise diese voranzutreiben.

Pilz präsentierte mit den ersten Lichtgittern vom Typ 3 eine Weltneuheit für diesen Bereich: die neuen Lichtgitter «PSENopt II» ermöglichen Anwendungen der Sicherheitskategorie Performance Level d (PL d). Mit PSENopt II ist es nicht mehr notwendig, auf Typ 4 auszuweichen, wenn PL d gefordert ist. So lässt sich mit den neuen Lichtgittern das für die Sicherheitsanforderung genau passende Level umsetzen. Dies spart Kosten, da nicht überdimensioniert werden muss. Hergestellt wird das neue Lichtgitter in Bad Ragaz von der Pilz-Tochtergesellschaft Elesta GmbH. Die neuen Lichtgitter eignen sich vor allem für Handarbeitsplätze, Zuführung/Abführung von Material und für das Materialhandling in Roboterapplikationen. Ihre hohe Schockbeständigkeit von 50 g macht sie tauglich für raue Industrieumgebungen.

Die Lichtgitter arbeiten mit durchgängigen Einzelstrahlen, welche die sogenannten «Totzonen» komplett ausschliessen. Dadurch können die Lichtschranken näher an die Applikation rücken, was Platz spart. Alle wesentlichen, für einen Maschinenstopp verantwortlichen Ursachen beziehungsweise Systemdefekte lassen sich schnell und einfach dank LEDs auswerten. Das minimiert die Stillstandzeiten merklich.

Rexroth präsentierte einen Demonstrator als «Industrie 4.0 Showcase». Er zeigte exemplarisch auf, wie beim Unternehmen die Herausforderung adressiert werden, welche die Kunden zunehmend für Industrie-4.0-fähige Lösungen für die variantenreiche Fertigung benötigen. Dieses Ziel erreichen Konstrukteure heute durch dezentral intelligente Automationslösungen mit offenen Schnittstellen für die horizontale und vertikale Vernetzung.

Der Hersteller bietet passende Komponenten, Module und Software, die automatische und manuelle Stationen gleichermassen abdecken und Informationen in Echtzeit mit der Unternehmens-IT austauschen. Das «i4.0-Upgrade Kit» bindet zudem auch bereits bestehende Stationen und Maschinen in vernetzte Umgebungen ein.

In Industrie-4.0-fähigen Multiproduktlinien sind schon heute verfügbare Antriebe und Steuerungen vernetzbar. Die Stationen identifizieren die Werkstücke beispielsweise über RFID und verknüpfen mit ihrer dezentralen Intelligenz das jeweilige virtuelle Abbild mit den erforderlichen Arbeitsschritten. Dazu tauschen sie während des Prozesses über offene Schnittstellen zu allen gängigen Ethernet-Protokollen sowie integrierten OPC UA-Servern Informationen untereinander und mit anderen Systemen aus.

Die Softwaretechnologie Open Core Engineering ermöglicht darüber hinaus die Programmierung von Funktionen in einer Vielzahl von Hochsprachen und vereinfacht so zum Beispiel die Einbindung unterschiedlichster Roboter. Mit dem i4.0-Upgrade Kit vernetzen Anlagenhersteller nachträglich auch bislang nicht kommunikationsfähige Module und Stationen. Die Kits erfassen mit eigener Sensorik Ereignisse und Betriebszustände und geben sie an übergeordnete Systeme weiter. Damit können Anwender Bestandsanlagen auch in Industrie- 4.0-Umgebungen einsetzen und so die notwendigen Investitionskosten deutlich verringern.

Gerade in vernetzten Produktionen spielt der Mensch auch zukünftig eine wichtige Rolle. Digitale Assistenzsysteme unterstützen ihn dabei. So führt die Systemlösung ActiveAssist die Mitarbeiter mit individuell aufbereiteten Arbeitsanweisungen durch den Arbeitsprozess, kennzeichnet die zu verwendenden Bauteile und markiert ihre Einbauposition am Werkstück. Sensorik und digitale Assistenzsysteme sind modular konfigu­rier- und erweiterbar. Die Kommunikationsplattform ActiveCockpit erfasst und analysiert alle relevanten Daten der Industrie-4.0-fähigen Multiproduktlinien. Die Auswertung und Visualisierung in Echtzeit gibt Hinweise für das Störungsmanagement und die kontinuierliche Prozessverbesserung.

Auch bei der Verkettung der einzelnen Stationen hält Industrie 4.0 Einzug. Das Linear Motion System ermöglicht die Optimierung der Taktzeit durch individuelles Verfahren der Werkstückträger. Das Transfersystem wird Teil des Handlings. Damit reduzieren Anlagenhersteller unproduktive Nebenzeiten und steigern die Produktivität.

Der Stand von Siemens an der Sindex stand ganz unter dem Leitmotiv «Auf dem Weg zur digitalen Fabrik». Demonstriert wurde das Portfolio, mit dem Industriekunden ihr Unternehmen zur digitalen Fabrik transformieren können, und zwar vom Grosskonzern bis zum KMU.

Illustriert wurde dieser Weg zur digitalen Fabrik mit den zur digitalen Transformation industrieller Prozesse notwendigen vier Eckpfeilern. Diese vier Elemente, heruntergebrochen auf die hauseigenen Produkte, lauten wie folgt: «Digital Enterprise Software Suite» ein Softwaresystem, das auf Teamcenter als Kollaborationsplattform basiert und PLM (Product-Lifecycle-Management), MES/MOM (Manufacturing Execution System/Manufacturing Operations Management), TIA (Totally Integrated Automation) und «Lifecycle and Data Analytics» verbindet. Der zweite Pfeiler ist die «Industrial Communication». Damit lassen sich Maschinendaten nicht nur transportieren, sondern auch maschinenlesbar semantisch beschreiben.

«Industrial Security» steht für Pfeiler Nummer 3. Das Paket bietet Produkte und Services, die Produktionsanlagen zuverlässig vor Cyberangriffen schützen sollen. Es umfasst Anlagen- und Netzwerksicherheit sowie Systemintegrität.

Als letzter Pfeiler kommt «Industrial Services» dazu. Mit diesen Diensten lassen sich basierend auf «MindSphere» grosse Datenmengen schnell intelligent auswerten, was die Grundlage für neue, datenbasierte Geschäftsmodelle schafft, etwa im Bereich Instandhaltung, Energiedatenmanagement oder Ressourcenoptimierung.

Unternehmen aller Grössen und Branchen sollen mit diesem Portfolio ihren Weg zur digitalen Fabrik sukzessive umsetzen und aufbauen können. Damit kann an jedem Punkt der Wertschöpfungskette begonnen werden.

Wo dieser Punkt für einen Kunden sein könnte, zeigt der eigens für die Sindex konzipierte «Digital Maturity Benchmark». Dieser Check, der exklusiv und kostenlos auf dem Siemens-Stand an der Sindex durchgeführt wurde, sollte Firmen dabei helfen, ihren Entwicklungsstand auf dem Weg zum digitalen Unternehmen im Vergleich zu anderen Unternehmen einzuschätzen.

Der Check stellt eine Kurzform des weit komplexeren, bereits etablierten «PLM Maturity Assessment» dar. Diesen haben laut Siemens bereits hunderte von Unternehmen absolviert und so mit ihren Daten die daraus abgeleitete «Benchmark» erhärtet.

B&R Industrie-Automation AG
8500 Frauenfeld, Tel. 052 728 00 58
office-ch@br-automation.ch

Bosch Rexroth Schweiz AG
8863 Buttikon, Tel. 055 464 61 11
info@boschrexroth.ch

National Instruments
5408 Ennetbaden, Tel. 056 200 51 51
ni.switzerland@ni.com

Pilz Industrieelektronik GmbH
5506 Mägenwil, Tel. 062 889 79 30
pilz@pilz.ch

Siemens Schweiz AG DF/PD
8047 Zürich, Tel. 0848 822 844
industry.ch@siemens.com



An einer Reihe von Ständen, wie hier bei Siemens, konnten sich die Messebesucher in Referaten zum Thema Industrie 4.0 aufklären lassen. (Bild: TR)


Der neue Höhenmess-Sensor «PosCon HM» von Baumer basiert auf der Lichtschnitttechnik. (Bild: Baumer)


Mit «Mapp View» von B&R lassen sich Web-Visualisierungen erstellen. (Bild: TR)


NI bringt mit «Sound Camera» eine kompakte, mobile Testanlage zum Eruieren von Schallquellen und deren Zentrum. (Bild: TR)