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Ausgabe 08/2017, 18.08.2017

«Digitalisierung heisst immer auch Mehrwert»

Der Automatisierungs- und Handhabungsspezialist Schmalz hat mit der Übernahme der GPS Gesellschaft für Produktionssysteme GmbH die Weichen in Richtung digitale Zukunft gestellt. TR-Chefredaktor Wolfgang Pittrich sprach mit Walter Dunkmann, bei Schmalz für das Geschäftsfeld Vakuum-Automation zuständig, und Christian Landis, Geschäftsführer der Schweizer Tochter Schmalz GmbH, über intelligente Greifsysteme, die Notwendigkeit, neue Geschäftsfelder zu entwickeln sowie den Sinn und Zweck von digitalisierten Prozessen.

Autor: Wolfgang Pittrich

Herr Dunkmann, die GPS GmbH gehört seit 1. Januar 2017 zur Schmalz-Gruppe. Was hat es mit diesem Zukauf auf sich?

Dunkmann: Die GPS Gesellschaft für Produktionssysteme GmbH beschäftigt sich mit Strategien und Methoden, wie man über digitalisierte und vernetzte Prozesse zu einer Effizienzsteigerung der industriellen Produktion kommt. Die GPS ist ein wichtiges Element in unserer Digitalisierungsstrategie und wird für die Schmalz-Gruppe unter anderem Hard- und Softwarelösungen zur Datenaggregation in industriellen Produktionsprozessen entwickeln. Aber auch die Beratung anderer Unternehmen im Bereich vernetzter Produktionsprozesse zählt zu den Aufgaben.

Wobei Schmalz sich bereits in der Vergangenheit sehr intensiv um das Thema «Smart Field Devices», also intelligente Vakuum-Systeme, gekümmert hat. Ich denke nur an das Greifsystem, das an Fanucs grünem Roboter auf der letztjährigen Sindex in Bern zu sehen war.

Landis: Oft wird gerade bei dem hochaktuellen Thema kollaborierende Roboter vergessen, wie wichtig der Aspekt des Greifens ist, speziell in Bezug auf Sicherheit, Effizienz und Integration. Bei diesen Themen setzen wir uns intensiv mit unseren Kunden auseinander und generieren auf dieser Basis Lösungen dahingehend, dass wir unsere Endeffektoren so sicher wie möglich machen, um die geforderten Kriterien im Rahmen der Mensch-Roboter-Kollaboration zu erfüllen.

Dunkmann: Eine ebenfalls wichtige Rolle spielt in diesem Kontext die Energiebetrachtung. Wir stehen hier vor der Herausforderung, im Rahmen der immer mobiler werdenden MRK-Lösungen die Energieversorgung unserer Applikationen zu sichern. Wir haben deshalb einen Roboterkopf entwickelt, der eine Vakuumpumpe trägt, die sich mit ihrem Energieverbrauch automatisch dem Prozess anpasst. Diese autarke «CobotPump» fährt mit der Drehzahl auf Null, wenn keine Energie mehr für den weiteren Transport des Werkstücks benötigt wird. Wenn wir permeable Werkstücke, beispielsweise Kartons, handhaben müssen, regelt sich die Pumpe automatisch auf ein Niveau ein, um das Werkstück prozesssicher, aber trotzdem energiesparend zu halten.

Generelle Frage: Wie unterscheiden sich die intelligenten Greiferlösungen von Schmalz von denen des Wettbewerbs?

Dunkmann: Eine wesentliche Differenzierung ist sicherlich, dass wir uns als Spezialist für das Greifen von Werkstücken an der Oberfläche bezeichnen. In den allermeisten Fällen ist hierbei Vakuum das Mittel der Wahl. Daraus leitet sich bereits ein weiteres Unterscheidungsmerkmal ab: Während mechanische Greifsysteme ihre Greiferbacken mit Sensoren bestücken, um zu detektieren, mit welcher Kraft zugegriffen wird, legen wir die Intelligenz in den eigentlichen Greifprozess. In diesem Zusammenhang betrachten wir auch sehr intensiv das Werkstück ...

Inwiefern?

Dunkmann: Wir beobachten zum Beispiel, dass in der Automobilindustrie im Rohbau und in den Montagelinien zunehmend kollaborierende Roboter die manuelle Be- und Entladung von Bauteilen übernehmen. Hier werden grossflächige Blechplatinen gehandhabt, und wir müssen Sorge tragen, dass nicht nur das Greifsystem den MRK-Betrachtungen standhält, sondern auch die Werkstücke miteinbezogen werden. Dies kann dazu führen, dass wir die Endeffektoren mit Sensoren ausrüsten, denn den Roboter interessiert es nicht, ob sich vorne an der Platine, weit weg von seinem Schwenkkreis, eine Störkontur, sprich: Mensch, befindet.

Gehört in diesen Kontext auch, dass die Greifsysteme immer flexibler werden müssen?

Dunkmann: Absolut. So gibt es die Aufgabe eines Anwenders, Schuhkartons, die in unzähligen Grössen, Formen und auch im Design variieren, automatisiert zu kommissionieren. Das lösen wir nicht über das Automatisierungssystem oder über den Roboter, sondern über die Intelligenz im Greifer. Der Endeffektor erkennt das Greifgut und stellt sich darauf ein, um einen sicheren Greifprozess auszuführen.

Landis: Wir haben dazu einen Faltenbalgsauger entwickelt, der sehr flexibel auf unterschiedliche Bauteilgeometrien anpassbar ist. Er kann sogar bestimmte Sicken greifen.

Wenn bereits so viel Intelligenz und Sensorik im Endeffektor vereint sind, dann ist der Schritt in Richtung Vernetzung, also Digitalisierung der Prozesse, nicht mehr weit.

Dunkmann: Die von Ihnen angesprochene Digitalisierung, Herr Pittrich, ist ja kein Selbstzweck. Sie muss zu einem Mehrwert für den Kunden wie auch beim Hersteller führen. Sprich: höhere Produktivität, weniger Stillstand und verringerte Wartung. Und hier ist das Interesse seitens der Kunden an unseren Lösungen eindeutig vorhanden.

Gibt es dazu bereits konkrete Produkte oder Lösungen?

Dunkmann: Werfen wir nochmals einen Blick auf die CobotPump. Sie regelt sich also selbständig auf den Prozess ein. Nun möchte der Anwender auch wissen: Ist dieser Prozess stabil? Falls nein: Warum nicht? Wenn ich diese und weitere Informationen sammeln und gebündelt an eine Bedienoberfläche weiterleiten kann, dann ist der erste Schritt in Richtung Digitalisierung bereits gemacht. Deshalb rüsten wir jetzt nach und nach unsere mechatronischen Komponenten und Geräte mit NFC aus. Über diese Near Field Communication kann man beliebige Daten per Smartphone oder Tablet direkt aus dem Prozessor eines Feldgerätes auslesen.

Landis: Eine ebenfalls interessante Anwendung dieser intelligenten Schnittstelle ist das Condition Monitoring oder im nächsten Schritt, die vorausschauende Instandhaltung. Denn unsere CobotPump, um bei diesem Beispiel zu bleiben, kann auch signalisieren, dass in zwei Wochen ein wichtiges Teil ausfallen würde. Wenn wir dem Kunden also ein Gerät anbieten, dass nicht nur den aktuellen Zustand, sondern vorausschauend eine mögliche Unterbrechung anzeigt, bieten wir wiederum den angesprochenen Mehrwert: Die Prozesse laufen stabiler, die Stillstandszeiten reduzieren sich, der Kunde spart schlicht Zeit und Geld.

Dunkmann: Es geht sogar noch weiter. Wenn ich die gesammelten Daten nun in die Cloud gebe, habe ich die Möglichkeit von irgendwo im Feld abzufragen, wie meine Anlage oder Maschine ganz woanders auf der Welt läuft. Wir aggregieren also zuerst einmal eine Information von einem Feldgerät auf die HMI und dann im nächsten Schritt von dort ortslosgelöst in die Cloud. Im Falle einer NFC-Lösung heisst das: Der Anwender muss keine teure Infrastruktur aufbauen, um zu einer Cloudlösung zu kommen, sondern es genügt, dass bestimmte Komponenten NFC-fähig sind und mit einem Smartphone oder Tablet kommunizieren können.

Wie viele und welche Daten sind eigentlich für den Anwender im Sinne eines Mehrwerts relevant?

Dunkmann: Das ist eine sehr spannende Frage und ein wichtiger Punkt in der gesamten Industrie-4.0-Betrachtung. Ich glaube, dass wir als Hersteller gefordert sind, nur solche Daten zu aggregieren, die einen Nutzwert bieten. Auch wenn man sich ansieht, mit welchen Kosten die Datenbevorratung in der Cloud verbunden ist, sowohl hard- wie auch softwareseitig, dann stellt sich durchaus die Frage nach der Sinnhaftigkeit einer nicht aufbereiteten und verdichteten Datenaggregation.

Landis: Diese Thematik ist auch für die Schweiz sehr relevant. Viele KMU werde aus Kapazitätsgründen keine eigenen Digitalisierungslösungen erarbeiten können. Sie sind auf Standards und Angebote angewiesen, die ihnen die Hersteller, also auch wir, zur Verfügung stellen. Die Kunst dabei ist, dass wir in Vorleistung gehen müssen, um jetzt bereits zukünftige State-of-the-art-Produkte anbieten zu können.

Ein Angebot bereitzustellen ist eine Sache, die andere, was der Kunde bereit ist, dafür zu investieren.

Landis: Auch diese Diskussion wird in der Schweiz sehr intensiv geführt. Wenn wir intelligente Produkte zur Verfügung stellen, die einen deutlichen wirtschaftlichen Effekt für den Kunden generieren, wird er das auch honorieren. Abgesehen davon, kann ich es mir nicht vorstellen, dass in der Schweiz in zehn Jahren noch so produziert werden kann, wie es heute geschieht. Die Digitalisierung wird eine deutliche Beschleunigung in Richtung effektive Prozesse bringen, sowohl auf Anwender- wie auch auf Herstellerseite.

Dunkmann: Industrie 4.0 führt zu einer Steigerung der Produktivität. Die grosse Herausforderung, die dabei auf uns als Maschinenbauer zukommt, lautet, dass wir zunehmend gezwungen sind, uns in Richtung IT-Unternehmen weiterzuentwickeln. Wir müssen plötzlich Apps programmieren und uns in Webshops positionieren. Unsere Geschäftsmodelle werden in Zukunft also anders aussehen. Wobei es nicht genügen wird, nur Apps bei Google anzubieten. Um unsere dafür notwendigen IT-Investitionen auf wirtschaftliche Beine zu stellen, müssen wir also zusätzliche Anreize schaffen ...

Wie könnten dadurch entstehende Geschäftsmodelle aussehen?

Dunkmann: Eine Möglichkeit ist, die bereits angesprochenen Dienste auszuweiten. Wenn unsere NFC-fähigen Geräte nicht nur lesbar, sondern auch beschreibbar sind, wäre das ein deutlicher Mehrwert für den Kunden. Smart Field Devices wie unser Vakuum- und Druckschalter «VSi» oder das Compact Terminal «SCTMi» liessen sich dann einfach und schnell über das Smartphone parametrieren. Die Inbetriebnahmezeit für diese Geräte könnte um bis zu 75 Prozent sinken. Angenehmer Nebeneffekt: Durch die externe Steuerung über die App-Oberfläche lassen sich zusätzliche Anzeige- und Eingabemodule an den Greifsystemen einsparen; mithin könnten sich die Beschaffungskosten um bis zu 40 Prozent reduzieren.

Das tönt aber eher noch nach Zukunftsmusik ...

Dunkmann: Wir werden zur Messe Motek im Herbst bereits entsprechende Lösungen vorstellen.

Schmalz GmbH
8309 Nürensdorf, Tel. 44 888 75 25
schmalz@schmalz.ch



Walter Dunkmann, Leiter Geschäftsfeld Vakuum-Automation, J. Schmalz GmbH: «Wir sind als Hersteller gefordert, nur solche Daten zu aggregieren, die für den Anwender auch einen Nutzwert bieten.» (Bilder: TR)


Christian Landis, Geschäftsführer Schweiz, Schmalz GmbH: « Die Digitalisierung wird eine deutliche Beschleunigung in Richtung effektive Prozesse bringen, sowohl auf Anwender- wie auch auf Herstellerseite.»


TR-Chefredaktor Wolfgang Pittrich im Gespräch mit Walter Dunkmann und Christian Landis.