Der nächste Schritt auf dem Weg zu
Industrie 4.0

Getreu dem Motto ‚Next Steps‘ hat Weidmüller auf der diesjährigen Hannover Messe mit dem Demonstrator ‚Energieeffiziente Prozessoptimierung durch Condition Monitoring und Diagnose‘ den nächsten Schritt auf dem Weg zur vernetzten Fertigung – Industrie 4.0 – vorgestellt. Beim Demonstrator wird eine handelsübliche Spritzgussmaschine mit kommunikationsfähigen Komponenten in ein Produktionsnetzwerk eingebunden, somit ist die Vision der vierten industriellen Revolution in Teilbereichen bereits realisierbar.

Kern der Applikation sind kommunikationsfähige Signalkonverter vom Typ ACT 20C, die die Digitalisierung analoger Produktionsdaten sowie deren Übertragung und Auswertung in der Cloud erlauben. Die ACT 20 C-Signalkonverter können durch eine Ethernet-Schnittstelle direkt in bestehende Industrial Ethernet-Strukturen eingebunden werden. Bereits im Jahr 2013 zeigte Weidmüller zum Thema Industrie 4.0 eine neuartige Stanz-Biege-Maschine, die Schwankungen im laufenden Fertigungsprozess und im Material erkennt und sich eigenständig optimieren kann. Das Projekt mit der Bezeichnung ‚Self X Pro‘ entstand im Rahmen des ostwestfälisch-lippischen Spitzenclusters ‚it’s OWL‘ und in Kooperation mit dem Fraunhofer Institut für Produktionstechnologie in Paderborn.

Herausforderungen für produzierende Unternehmen

Im digitalen Zeitalter wird es zusehends wichtiger, schneller, individueller und auch flexibler fertigen zu können. Erschwerend kommt hinzu, dass der Preis des Endproduktes unverändert bleiben soll. Daher wird es sich als erfolgskritisch für Unternehmen erweisen, die aktuellen Produktionskosten und den Zustand des Fertigungsprozesses bereits bei laufender Produktion jederzeit abrufen und kontrollieren zu können.

Wichtige Fragen für eine effiziente Fertigung

Wie hoch ist die Laufleistung? Was sind die aktuellen Produktionskosten? Wie ist der Zustand der Maschinen und Anlagen? Und was ist der optimale Kompromiss aus Produktionsleistung und Energiekosten? Diese Fragen sind nur zu beantworten, wenn jederzeit sämtliche Daten zur Verfügung stehen, und zwar für alle Systeme, die darauf zurückgreifen müssen. In der heutigen betrieblichen Realität der meisten Unternehmen ist das zwar in einigen Fällen so – doch bei vielen Produktions- und Fertigungsanlagen werden noch nicht alle relevanten Daten und Informationen für alle Anwendungen bereitgestellt. Und was nicht transparent ist, lässt sich auch nicht steuern.

Die Visionen der Industrie 4.0 sind bereits teilweise realisierbar

Bei dem Demonstrator „Energieeffiziente Prozessoptimierung durch Condition Monitoring und Diagnose“ handelt es sich um eine handelsübliche Spritzgussmaschine, die mittels kommunikationsfähiger Komponenten in ein Industrial Ethernet Produktions- und Fertigungsnetzwerk eingebunden ist. Der integrierte Power Monitor misst und erfasst alle relevanten elektrischen Kenngrößen von der Maschine und stellt sie für das Energiemanagementsystem zur Verfügung. Kommunikationsfähige Signalkonverter vom Typ ACT20C wandeln die analogen Maschinendaten in digitale Daten, die anschließend in der Cloud bereitgestellt und analysiert werden. Die ACT20C Module lassen sich durch ihre Kommunikations-Schnittstelle in Industrial Ethernet-Strukturen einbinden.

Signalkonverter mit umfangreichen Diagnosefunktionen

Das Besondere ist, dass die Signalkonverter neben den typischen Funktionen wie Signalerfassung, -aufbereitung, -normierung und -ausgabe umfangreiche Diagnosefunktionen zur Verfügung stellen. Eine anschließende Bereitstellung der Daten in der Cloud ermöglicht den Abgleich von Produktions- und Fertigungsdaten sowei weiteren Informationen, z.B.: den aktuellen Energiepreisen, und verschafft absolute Transparenz über alle Produktionsdaten. Die Technologie hat sich bereits im Alltag bewährt: Weidmüller nutzt eine baugleiche Anlage bereits in der eigenen Produktion zur Herstellung von Spritzgussteilen.

Direkte Kommunikation für Industrie 4.0

Der nächste Schritt in Richtung Industrie 4.0 ist die direkte Kommunikation zwischen den einzelnen Teilen der Produktions- oder Fertigungsanlage – hier ermöglicht der ACT20C, diese ebenfalls in die Cloud einzuspeisen und damit Rückschlüsse und Erkenntnisse über die Produktions- oder Fertigungsanlage zu gewinnen. Das versetzt die Anlagenbetreiber in die Lage, neuartige Dienste zur Optimierung und Diagnose ihrer Produktions- oder Fertigungsprozesse für das Energiemanagement aufzubauen. Genau hier schließt sich der Kreis: Die bislang vereinzelten Daten können jetzt neu gesehen und bewertet werden und langfristig der Prozessoptimierung einen Schub verleihen.

Vorbereitung auf das Internet der Dinge

Der Vorteil der Lösung liegt auf der Hand: Produzierende Unternehmen können sich damit bereits heute auf das „Internet der Dinge“ und die Steuerung der Produktion oder Fertigung aus der Big-Data-Cloud vorbereiten, auch für den bereits bestehenden Maschinenpark.