Printmagazin TECHNIK und WISSEN - Ausgabe 013
Technik und Wissen berichtet in moderner Form für Fachleute aus der Industrie. Die Themen reichen vom 3D-Druck, neuen Materialien über Robotik, Montage und Zulieferindustrie bis hin zu Konstruktions- und den ganzen Digitalisierungsthemen. «So sieht innovativer, erzählerischer und cooler (Multimedia)-Fachjournalismus im digitalen Zeitalter aus.» - Laudatio beim SFJ-Award Schwerpunkt Ausgabe 013: IT-OT-Konvergenz und Plug & Produce
Technik und Wissen berichtet in moderner Form für Fachleute aus der Industrie. Die Themen reichen vom 3D-Druck, neuen Materialien über Robotik, Montage und Zulieferindustrie bis hin zu Konstruktions- und den ganzen Digitalisierungsthemen.
«So sieht innovativer, erzählerischer und cooler (Multimedia)-Fachjournalismus im digitalen Zeitalter aus.» - Laudatio beim SFJ-Award
Schwerpunkt Ausgabe 013: IT-OT-Konvergenz und Plug & Produce
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13 2021<br />
OT<br />
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EDITORIAL<br />
DER DUFT NACH<br />
ÜBERRASCHUNG AN MESSEN<br />
Die Chancen, die sich bei konsequenter<br />
Umsetzung der IT-OT-Konvergenz auftun,<br />
dürften manch einen überraschen. Ob<br />
diese Überraschungen allerdings einen<br />
Duft ausströmen, wie ihn mein Kollege immer wieder<br />
an Messen ausmacht, glaube ich persönlich<br />
nicht. Wenn es bei diesem Thema tatsächlich einmal<br />
duften sollte, ist es wohl eher ein Indiz dafür,<br />
dass irgendetwas in den Abläufen noch nicht so<br />
richtig stimmt <strong>und</strong> es infolgedessen irgendwo zu<br />
einem Kabelbrand oder Ähnlichem gekommen ist!<br />
Doch ansonsten sind die Möglichkeiten, die sich<br />
aus diesem Zusammenspiel von Informationstechnologie<br />
(IT) <strong>und</strong> Operationstechnologie (OT) auftun,<br />
enorm. Dieses Miteinander, sagen nämlich Patrick<br />
Vergult, Nicolas Muller <strong>und</strong> Christian Moser von<br />
der Actemium Schweiz AG, ist der Schlüssel für Industrie<br />
4.0 <strong>und</strong> das Internet der Dinge. Auf was bei<br />
der Umsetzung entsprechender Konzepte zu achten<br />
ist <strong>und</strong> wieso hierbei nicht die Technologie die<br />
grösste Hürde ist, erklärt das Trio ab Seite 22.<br />
Damit diese Netz-Kooperation jedoch funktioniert,<br />
sagt Stefan Schönegger von B&R, braucht es<br />
eine standardisierte Sprache, die alle Maschinen<br />
<strong>und</strong> Anlagen verstehen können. Mit OPC UA steht<br />
eine solche Sprache bereit. Interessanterweise erweist<br />
sich bei deren Verbreitung ausgerechnet die<br />
bereits eingesetzte Technologie als der grösste<br />
Hemmschuh. Wieso das so ist, erfahren Sie ab<br />
Seite 28. Empfehlen möchte ich zu diesem Thema<br />
auch das Interview (Seite 30) mit Jan Metzner von<br />
Amazon Web Services. Er beschreibt die IT-OT-Konvergenz<br />
aus Sicht eines Cloudanbieters <strong>und</strong> bietet<br />
hierzu interessante Perspektiven.<br />
So, ich verdufte mich jetzt auch. Ich wünsche Ihnen<br />
einen schönen Sommer <strong>und</strong> bis bald.<br />
Markus Back, Chefredaktor Print<br />
Die Messe Innoteq.digital war so etwas wie<br />
ein erster richtiger Gradmesser für die<br />
Schweizer Fachmessen, ob ein Onlineformat<br />
überhaupt eine Chance hat. Denn die<br />
Plattform war in technologischer Hinsicht ausgereift<br />
als andere Versuche zuvor <strong>und</strong> das Programm<br />
konsequent vielfältig <strong>und</strong> hochprofessionell.<br />
Wir waren selbst zwei Tage im «Headquarter» in<br />
Bern, wo das Studio aufgebaut war, schrieben dort<br />
an einem Eventblog <strong>und</strong> moderierten Ro<strong>und</strong>tables<br />
<strong>und</strong> bekamen den Enthusiasmus mit, den die Organisatoren<br />
<strong>und</strong> alle Beteiligten an den Tag legten.<br />
Nicht alles lief nach Plan <strong>und</strong> ich nehme an, man<br />
wünscht sich immer mehr Teilnehmer – es waren<br />
schlussendlich etwas mehr als 2700. Das Fazit fällt<br />
für mich aber eindeutig aus: Es war ein Schritt in<br />
die richtige Richtung. Es war für eine Premiere ein<br />
erstaunlich hohes Niveau.<br />
Doch es wurde auch klar: Fachleute gehen auch<br />
auf Messen, um überraschend an neue Produkte heranzutreten<br />
oder mit anderen Besuchern zu diskutieren<br />
oder mit seinen Arbeitskollegen noch rasch<br />
«beim Thomas am Stand vorbeizugehen». Und man<br />
merkt auch plötzlich, dass Technik riecht, dass eine<br />
Messe ein bisschen wie ein Entwicklungslabor oder<br />
die Werkstatt riecht, also kein steriler Ort ist, sondern<br />
ein Ort, an dem man «zu Hause» ist.<br />
Das wussten natürlich auch die Veranstalter,<br />
obwohl sie nun jahrelang immer wieder das Lied<br />
vom Untergang der Messen hören mussten. Sie<br />
dürfen sich durchaus freuen, dass die Menschen<br />
nun deutlich merken: Bei Messen als Liveveranstaltungen<br />
liegen Gespräche, Diskussionen, fre<strong>und</strong>schaftlicher<br />
Austausch, Überraschungen, Eingebungen,<br />
Problemlösungen <strong>und</strong> so vieles mehr in<br />
der Luft, man kann sie förmlich riechen. Und deshalb<br />
freuen wir uns wohl alle auf kommende Messen<br />
wie die Sindex, AMX, EPHJ, EMO oder SPS.<br />
Eugen Albisser, Chefredaktor Online<br />
#<strong>013</strong> 3
RUBRIKTITEL<br />
IMPRESSUM<br />
Das crossmediale Fachmagazin für<br />
Automation <strong>und</strong> Fertigungstechnik<br />
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Die nächste <strong>Ausgabe</strong><br />
von Technik <strong>und</strong><br />
Wissen erscheint<br />
am 1. September 2021<br />
Chefredaktion<br />
Eugen Albisser, Chefredaktor Online<br />
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Markus Back, Chefredaktor Print<br />
markus.back@technik-<strong>und</strong>-wissen.ch<br />
Redaktion<br />
Luca Meister<br />
redaktion@technik-<strong>und</strong>-wissen.ch<br />
Redaktionsadresse<br />
Redaktion Technik <strong>und</strong> Wissen<br />
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Geschäftsführung<br />
Eugen Albisser (Vorsitz, Chefredaktion Online)<br />
Markus Back (Chefredaktion Print)<br />
Jürg Rykart (Strategische Partnerschaften)<br />
Erscheinungsweise<br />
5 × jährlich, 3. Jahrgang<br />
Auflage<br />
9000 Exemplare<br />
Eine Publikation in Zusammenarbeit mit<br />
Alle Urheber- <strong>und</strong> Verlagsrechte an dieser<br />
Publikation oder Teilen davon sind vorbehalten.<br />
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Herausgeber. Der Inhalt dieses Heftes wurde<br />
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4 #<strong>013</strong>
INHALT<br />
06<br />
Ro<strong>und</strong>table «Smart Factory»<br />
22<br />
Mitarbeitende nicht vergessen<br />
30<br />
Cloud ist Wegbereiter<br />
58<br />
Einstecken, fertig, los!<br />
«Erst messen, dann verbessern»<br />
– Experten geben Auskunft, was<br />
noch zu tun ist, um das Potenzial<br />
der Smart Factory zu nutzen.<br />
IT-OT: Das Miteinander der beiden<br />
Kommunikationsnetze stellt Firmen<br />
vor Heraus forderungen. Und doch<br />
muss man sie zusammenbringen.<br />
Man muss nicht zwangsläufig<br />
alle Datenwerte blind speichern.<br />
Ein Interview über den Sinn<br />
<strong>und</strong> Nutzen der Cloud.<br />
Ein paar Herausforderungen liegen<br />
noch vor uns auf dem Weg zum<br />
flächendeckenden Einsatz von<br />
Plug-and-Produce-Produkten.<br />
03 Editorial<br />
04 Impressum<br />
06 Ro<strong>und</strong>table «Smart Factory»<br />
12 Blickpunkt Forschung<br />
14 Wissenswertes<br />
42 Technisches Englisch:<br />
Brush it up mit Balluff<br />
43 News in Zahlen<br />
44 Sechs Fakten zu Boschs<br />
neuem Halbleiterwerk<br />
46 Kurznachrichten<br />
Schwerpunkt<br />
«IT-OT-Konvergenz»<br />
Schwerpunkt<br />
«Plug-and-Produce»<br />
#<strong>013</strong> 2021 IT-OT-Konvergenz | Plug-and-Produce<br />
13 2021<br />
OT<br />
KONVERGENZ<br />
IT<br />
PLUG &<br />
PRODUCE<br />
Titelbild<br />
IT-OT-Konvergenz / Plug-and-Produce<br />
Cover-Gestaltung: Verena Snurer<br />
18 Trendbericht:<br />
Perspektivenwechsel ist<br />
unabdingbar<br />
22 Mitarbeitende dürfen<br />
nicht vergessen werden<br />
28 Gute Technik als Hemmschuh<br />
30 Die Cloud ist der Wegbereiter<br />
32 Produkte<br />
40 uptownBasel: Die Schweiz<br />
sicherer machen<br />
50 Einstecken, fertig, los!<br />
56 Sicherheitsbewertung<br />
beim Plug miteinbeziehen<br />
58 Schnell <strong>und</strong> einfach integriert<br />
60 Plug – <strong>und</strong> die Zelle sucht<br />
den optimalen Ablauf<br />
62 Digitalstrategie: Ein Leitfaden<br />
für Industriefirmen<br />
63 Stories aus dem Onlinemagazin<br />
64 Produkte<br />
#<strong>013</strong> 5
INNOTEQ.DIGITAL<br />
Mehr zum Thema<br />
unter www.technik<strong>und</strong>-wissen.ch/innoteqeventblog-2021<br />
Innoteq.digital – Ro<strong>und</strong>table «Smart Factory»<br />
EINFACH DATEN<br />
SAMMELN MACHT<br />
KEINEN SINN<br />
Die Smart Factory verspricht Unternehmen enorme Potenziale. Ist dem wirklich<br />
so <strong>und</strong> was braucht es auf den Weg dorthin? Mit diesen <strong>und</strong> weiteren Fragen<br />
befasste sich der von TuW-Chefredaktor Eugen Albisser moderierte Ro<strong>und</strong>table<br />
«Smart Factory» anlässlich der Innoteq.digital in Bern.<br />
Von Markus Back<br />
6 #<strong>013</strong>
Die «Smart Factory» ist ein Thema, mit dem<br />
sich inzwischen einige Unternehmen befassen.<br />
Was ist mit den Unternehmen, die bislang<br />
nichts in diese Richtung getan haben? Verpassen<br />
diese den Anschluss?<br />
Raphaël Müller: Es ist nicht zu spät, sich mit diesem Thema<br />
auseinander zusetzen. Allerdings müssen sich die Unternehmen,<br />
die bis jetzt gewartet haben, darüber im Klaren<br />
sein, dass es für die Umsetzung der einzelnen Schritte hin<br />
zur Smart Factory einfach Zeit braucht.<br />
Wieso?<br />
Dominik Unger: Weil sich ein Unternehmen zunächst<br />
darüber im Klaren sein muss, was es eigentlich erreichen<br />
will. Möchte es die Qualität seiner Produkte erhöhen,<br />
seinen Ausschuss reduzieren oder aber vielleicht Ressourcen-schonender<br />
arbeiten? Wenn allerdings diese Klarheit<br />
besteht, stellt sich auch schnell der Erfolg ein, da fokussiert<br />
auf ein Ziel hin gearbeitet werden kann.<br />
Herr Müller, Sie sprachen eben von einzelnen Schritten<br />
hin zur Smart Factory. Können Sie diese näher<br />
beschreiben <strong>und</strong> eine Einschätzung geben, wie viele<br />
dieser digitalen Schritte auf die gesamte Schweiz<br />
gesehen bereits getan sind?<br />
Raphaël Müller: Wir bei Brütsch/Rüegger sprechen von<br />
sechs Schritten hin zur Digitalisierung. Der erste Schritt<br />
ist die digitale Erfassung der Daten, der zweite die Konnektivität<br />
der Daten, der dritte die Transparenz der Daten,<br />
der vierte die Sichtbarkeit der Daten, der fünfte die Ableitung<br />
von Prognosen <strong>und</strong> der sechste die Adaptierbarkeit.<br />
Wenn Sie mich nach dem Digitalisierungsgrad unserer<br />
Unternehmen fragen, würde ich sagen, stehen wir maximal<br />
bei Schritt drei. Es gibt immer noch Firmen, die ihre Daten<br />
manuell erfassen, also nicht einmal den ersten Schritt getan<br />
haben. Von daher dürfte Schritt zwei, die Konnektivität<br />
der Daten, ein realistischer Mittelwert für die Schweiz sein.<br />
Wenn diese sechs Schritte getan sind, wie «smart»<br />
ist am Ende tatsächlich eine Smart Factory?<br />
#<strong>013</strong> 7
INNOTEQ.DIGITAL<br />
«Wenn Klarheit besteht,<br />
stellt sich schnell<br />
der Erfolg ein.»<br />
Dominik Unger<br />
Dr. Dominic Gorecky: Sehr smart. Ziel ist es ja schliesslich,<br />
dass der Mensch mit der Technologie interagiert. Eine<br />
smarte Fabrik kombiniert die Stärken von Mensch <strong>und</strong><br />
Maschine <strong>und</strong> gleicht zudem deren Schwächen aus. Dabei<br />
kommen smarte Technologien wie zum Beispiel Sensorik,<br />
Cloud, AR <strong>und</strong> VR zum Einsatz. Diese helfen dabei, kleinere<br />
Stückzahlen flexibler <strong>und</strong> effizienter zu fertigen <strong>und</strong><br />
das zugleich vorausschauend bei optimierten Standzeiten.<br />
Herr Serex, Sie entwickeln ja am Microlean Lab eine<br />
autonome, vernetzte <strong>und</strong> konfigurierbare Mikrofabrik.<br />
Wie viele dieser erwähnten digitalen Schritte haben<br />
Sie bereits getan mit der Mikrofabrik?<br />
Florian Serex: Ich würde sagen, wir haben diese sechs<br />
Schritte bereits abgeschlossen (lacht). Wir haben beispielsweise<br />
eine smarte 5-Achs-CNC-Maschine entwickelt, die<br />
mit Hilfe von 40 Parametern selbst die Qualität eines von<br />
ihr gefertigten Bauteils beurteilen kann. Dafür nutzen wir<br />
die Technologien von zwanzig Firmen <strong>und</strong> verfolgen das<br />
Ziel, dass jede dieser Technologien autonom agieren kann.<br />
Für uns sind solche Projekte übrigens sehr wichtig, da<br />
sie uns Aufschlüsse darüber geben, welche Fertigkeiten<br />
Mitarbeitende zukünftig benötigen. Sie müssen zwar<br />
keine Maschine mehr bedienen können, sollten sich dafür<br />
aber mit autonomen Prozessen umso besser auskennen.<br />
Herr Unger, für autonome Prozesse sind Sensoren<br />
unabdingbar. Musste Baumer mit dem Aufkommen<br />
der Smart Factory eigentlich umdenken?<br />
«Smarte Fabriken<br />
kombinieren die<br />
Stärken von Mensch<br />
<strong>und</strong> Maschine.»<br />
Dr.-Ing. Dominic Gorecky<br />
Dominik Unger: Eigentlich nicht, da die hierfür benötigen<br />
Sensoren peu à peu entwickelt wurden. Für uns war <strong>und</strong><br />
ist es aber wichtig zu wissen, welche Daten genau benötigt<br />
werden, damit wir die Sensoren zur Verfügung stellen<br />
können, die zur richtigen Zeit, in der richtigen Qualität<br />
<strong>und</strong> der richtigen Auflösung benötigt werden.<br />
Woher soll der Einsteiger wissen, welche Daten er<br />
überhaupt benötigt?<br />
Dominik Unger: Da kommen wir zurück zu dem, was ich<br />
anfangs sagte. Ein Unternehmen muss sich erst darüber im<br />
Klaren sein, was es erreichen möchte. Wer einfach darauf<br />
lossammelt, tut sich schwer, die für ihn relevanten Daten<br />
8 #<strong>013</strong>
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die Datenmenge erheblich reduzieren.<br />
Nun ist es vielleicht gar nicht so einfach, diese Klarheit<br />
zu erlangen. Was sollte man immer ansehen, Herr Serex,<br />
wenn man mit der Smart Factory beginnen will?<br />
Florian Serex: Ich weiss nicht, ob wir hier der richtige<br />
Massstab sind, da eine Schule nicht unbedingt das<br />
tat sächliche Leben widerspiegelt. Wir dürfen träumen<br />
<strong>und</strong> versuchen, möglichst weit in eine Richtung zu gehen<br />
– wohlwissend, dass die Realität anders aussehen kann.<br />
Von daher kann ich hier keinen wirklichen Rat geben.<br />
«Was man nicht<br />
misst, kann man nicht<br />
verbessern.»<br />
Raphaël Müller<br />
Herr Müller, dann lassen Sie mich anders fragen, wie<br />
sieht die typische Roadmap für eine Smart Factory aus?<br />
Raphaël Müller: Wie schon Herr Unger gesagt hat, bringt<br />
es nichts, erst einmal alle Daten zu sammeln <strong>und</strong> sich<br />
hinterher zu fragen, was man damit machen möchte.<br />
Geht es zum Beispiel um die Digitalisierung eines Maschinenparks,<br />
empfehlen wir, zunächst einmal dessen Effizienz<br />
zu messen <strong>und</strong> zu erfassen. Wenn man etwas verbessern<br />
möchte, muss man schliesslich konkrete Werte für den<br />
Vergleich haben. Erst wenn die Effizienz festgestellt ist,<br />
sollten die weiteren Schritte folgen.<br />
Dr. Dominic Gorecky: Die Herangehensweise meiner<br />
Vorredner halte ich für sehr gut. Es braucht eine Vision,<br />
auf die eine Roadmap aufbaut <strong>und</strong> die den Weg zeigt.<br />
Danach gilt es, interdisziplinäre Teams zu bilden, die sich<br />
strukturiert mit den unterschiedlichen Themen beschäftigen.<br />
Diese lassen sich in Teilbereiche untergliedern <strong>und</strong><br />
in jedem Teilbereich wird es Projekte geben, die hinsichtlich<br />
Machbarkeit <strong>und</strong> Nutzen identifiziert <strong>und</strong> kategorisiert<br />
werden müssen. Anschliessend gilt es einheitliche<br />
Datenstrukturen <strong>und</strong> Schnittstellen wie OPC UA über das<br />
ganze Unternehmen aufzubauen. An diese müssen sich<br />
auch die Zulieferer halten, da diese Voraussetzung für die<br />
Interoperabilität sind.<br />
Herr Serex, wie handhaben Sie das in der Mikrofabrik?<br />
Baut diese ebenfalls auf einheitlichen Daten <strong>und</strong><br />
Schnittstellen auf?<br />
Florian Serex: Wir haben versucht, möglichst viele Open-<br />
Source-Produkte einzusetzen <strong>und</strong> bauten auf diese dann<br />
unser Zielsystem auf. Damit alle beteiligten Module untereinander<br />
kommunizieren können, verwenden wir OPC UA.<br />
Die einheitlichen Schnittstellen sind ein Aspekt.<br />
Welche Rolle spielt die Künstliche Intelligenz in der<br />
Smart Factory?<br />
Dominik Unger: Generell ist darauf zu achten, wie Produkte<br />
oder Dinge weiterentwickelt werden <strong>und</strong> inwieweit<br />
10 #<strong>013</strong>
«Wir wollen, dass<br />
jede Technologie<br />
autonom agiert.»<br />
Florian Serex<br />
bei diesen traditionelle Ansätze noch Sinn machen?<br />
Der Einsatz von KI in der Smart Factory bringt allerdings<br />
auch neue Herausforderungen mit sich, die zu beachten<br />
sind. Daher sollte sehr gut abgewogen werden, inwiefern<br />
KI ein geeignetes Mittel ist <strong>und</strong> welche entscheidenden<br />
Vorteile sie in der Smart Factory schafft.<br />
Herr Müller, fragen Ihre K<strong>und</strong>en Sie nach KI-Ansätzen<br />
oder -Lösungen?<br />
Raphaël Müller: Es gibt erste K<strong>und</strong>en, die in diese Richtung<br />
denken. Wir selbst sehen durchaus in der Smart Factory<br />
Möglichkeiten für den Einsatz von KI. Dazu zählen<br />
beispielsweise Anwendungen, bei denen Maschinen<br />
viele Daten liefern, die sich von einer KI nutzen lassen.<br />
Herr Gorecky, wie setzen Sie KI in der Swiss Smart<br />
Factory ein?<br />
Dr. Dominic Gorecky: Wir setzen Machining Learning<br />
in verschiedenen Projekten ein. Es eignet sich sehr gut<br />
dafür, um beispielsweise zu prognostizieren, welches<br />
Verhalten eine Maschine in den kommenden Tagen<br />
aufweisen wird. Dies geschieht anhand einer Mustererkennung,<br />
bei der aktuelle mit historischen Daten<br />
verglichen werden. Dann gibt es Applikationen, die wir<br />
aus dem Alltag von Mobiltelefon her kennen, wie die<br />
Spracherkennung oder das intelligente Suchen von<br />
Informationen. Beides hält mehr <strong>und</strong> mehr Einzug in die<br />
Produktion. Wir haben beispielsweise einen intelligenten<br />
Assistenten entwickelt, der den Anwender durch die<br />
Inbetriebnahme einer Maschine führt. Dieser Assistent<br />
funktioniert bereits mit einer Genauigkeit von 97 Prozent,<br />
wobei wir wissen, dass wir nachlegen müssen, da das<br />
für die Produktion nicht genügt.<br />
Bern Expo | www.bernexpo.ch<br />
Die Teilnehmer<br />
• Dr.-Ing. Dominic Gorecky, Switzerland Innovation<br />
Park Biel/Bienne AG, Head of Swiss Smart Factory /<br />
Forschungsleiter Industrie 4.0<br />
• Dominik Unger, Baumer Group, Manager Digital<br />
Business Development<br />
• Florian Serex, Haute Ecole Arc Ingénierie,<br />
Professeur ordinaire<br />
• Raphaël Müller, Brütsch/Rüegger Tools,<br />
Head of Industrial Solutions<br />
#<strong>013</strong> 11
KURZ & KNAPP<br />
BLICKPUNKT<br />
FORSCHUNG<br />
Massachusetts Institute of Technology, Cambridge<br />
Programm bereinigt «schmutzige Daten»<br />
Immer mehr Daten bedeutet auch immer mehr «schmutzige<br />
Daten» (dirty data). Das sind Tippfehler, Duplikate,<br />
fehlende Werte, Rechtschreibfehler <strong>und</strong> Inkonsistenzen.<br />
Für Datenwissenschaftler ein Horror, denn die Bereinigung<br />
nimmt fast ein Viertel ihrer Arbeitszeit ein. MIT-<br />
Forscher geben ihnen nun ein Tool zur Hand, PClean,<br />
welches automatisch solche Daten bereinigt. Dieses<br />
bietet generische Common-Sense-Modelle an <strong>und</strong> kann<br />
also mit eingebrachtem Hintergr<strong>und</strong>wissen auch<br />
schwierige Beurteilungen vornehmen wie: «Welche der<br />
vielen Städte namens Beverly Hills ist gemeint, obwohl<br />
die Angabe des B<strong>und</strong>esstaates fehlt?»<br />
Georgia Institute of Technology, USA<br />
Viele dumme Roboter sind gemeinsam stark<br />
Es gibt auch «dumme» Roboter. Kein Problem damit. Sie arbeiten<br />
einfach für sich, routiniert <strong>und</strong> fleissig. Ein Forscherteam aus den<br />
USA wollte aber mal schauen, ob es möglich ist, mehrere solcher<br />
Roboter zu gemeinsamer Arbeit zu «überreden», die weit über den<br />
Möglichkeiten eines einzelnen Roboters liegt. Und siehe da: Das<br />
Modell des selbstorganisierenden Partikelsystems zeigte Wirkung.<br />
Als sich die Roboter bewegten <strong>und</strong> aneinanderstiessen, bildeten<br />
sie Aggregate, die in der Lage waren, gemeinsam Trümmer<br />
zu besei tigen, die zu schwer sind, als dass einer allein sie hätte<br />
bewegen können.<br />
EMPA, Dübendorf<br />
Die biologisch<br />
abbaubare Batterie<br />
Wir brauchen immer mehr<br />
Batterien <strong>und</strong> das belastet<br />
die Umwelt. Nun haben<br />
findige Forscher einen Weg<br />
gef<strong>und</strong>en, wie man einen<br />
Superkondensator bauen<br />
kann aus Zellulose <strong>und</strong><br />
anderen ungiftigen<br />
Komponenten – wobei<br />
eine Prise Kochsalz für die<br />
ionische Leitfähigkeit<br />
beigemischt wird. Der<br />
Mini-Kondensator aus dem<br />
Empa-Labor kann über<br />
St<strong>und</strong>en Strom speichern<br />
<strong>und</strong> schon jetzt eine<br />
kleine Digitaluhr antreiben.<br />
12 #<strong>013</strong>
Mehr Infos<br />
zu allen<br />
Forschungsthemen<br />
online unter<br />
TuWprint+<br />
Universität von Aalto, Aalto<br />
Neue Kohlenstoffform gef<strong>und</strong>en<br />
für Nano-Drähte<br />
Ein neues Allotrop des Kohlenstoffs ist<br />
hergestellt worden <strong>und</strong> soll neue Wege<br />
eröffnen, um Drähte im Nanomassstab zu<br />
produzieren. Aber nicht nur dies: Es soll<br />
auch ein Türöffner sein, um weitere Kohlenstoffmaterialien<br />
herzustellen im Nanomassstab.<br />
Die neue Kohlenstoffform<br />
besteht wie Graphen aus nur einem Atom,<br />
aber verhält es sich auch bei kleinen<br />
Skalen wie ein Metall. Für Forscher <strong>und</strong><br />
Entwickler, die momentan auf der Suche<br />
sind nach neuer kohlenstoffbasierter<br />
Elektronik, dürfte dieses Forschungsresultat<br />
von eminenter Bedeutung sein.<br />
Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Karlsruhe<br />
Wenn Schallwellen rückwärts laufen<br />
Akustische Wellen in Gasen, Flüssigkeiten <strong>und</strong> festen<br />
Stoffen weisen üblicherweise eine fast konstante Schallgeschwindigkeit<br />
auf. Eine Ausnahme bilden Rotonen:<br />
Die Schallgeschwindigkeit ändert sich deutlich mit der<br />
Wellenlänge, <strong>und</strong> auch rückwärts laufende Wellen sind<br />
möglich. Nun forscht man daran, Rotonen in künst lichen<br />
Materialien zu nutzen. Diese am Computer designten<br />
<strong>und</strong> mit ultrapräzisem 3D-Laserdruck hergestellten<br />
Metamaterialien könnten in Zukunft Schall auf bisher<br />
unerreichte Weise manipulieren oder lenken.<br />
Korea Institute of Machinery and Materials, Südkorea<br />
Der Allro<strong>und</strong>-Greifer für Roboter<br />
Ein Allro<strong>und</strong>greifer für Roboter müsste Gegenstände verschiedener<br />
Formen, Grössen <strong>und</strong> Steifigkeit halten können. An dieser Vielfalt<br />
ist man bisher gescheitert. Südkoreanische Forscher haben es nun<br />
versucht mit einer Kontaktfläche, die eine Textur wie Tofu hat. Wenn<br />
der Greifer gegen ein Objekt drückt, wird seine Kontaktfläche selektiv<br />
verformt – so kann sich der Greifer perfekt an die Form des Objekts<br />
anpassen, um einen festeren Halt zu gewährleisten. Doch der Clou<br />
kommt erst noch: Sobald das Objekt fest im Griff des Greifers ist, verhärtet<br />
sich die Kontaktfläche <strong>und</strong> hält das Objekt stabil.<br />
#<strong>013</strong> 13
Wissenswertes<br />
Die Oberflächenstruktur, die aus r<strong>und</strong> 50 Mikrometer<br />
grossen Rippen besteht, imitiert die Eigenschaften<br />
von Haifischhaut <strong>und</strong> optimiert so die<br />
Aerodynamik an strömungsrelevanten Stellen<br />
des Flugzeuges. Dadurch wird insgesamt weniger<br />
Treibstoff benötigt. Bild: BASF<br />
SHARKSKIN-TECHNOLOGIE FÜR EFFIZIENTERE FLUGZEUGE<br />
In einem Gemeinschaftsprojekt ist es Lufthansa Technik<br />
<strong>und</strong> BASF gelungen, den Reibungswiderstand von Flugzeugen<br />
massiv zu verringern. Ein speziell entwickelter<br />
Oberflächenfilm, der der feinen Struktur einer Haifischhaut<br />
nachempf<strong>und</strong>en ist, soll ab Anfang 2022 auf der gesamten<br />
Flotte der Lufthansa Cargo zum Einsatz kommen <strong>und</strong><br />
diese so sparsamer <strong>und</strong> emissionsärmer machen.<br />
Für den Einsatz an den zehn Frachtflugzeugen vom Typ<br />
Boeing 777F der Lufthansa Cargo rechnet Lufthansa Technik<br />
mit einer Reibungsverminderung von mehr als einem<br />
Prozent. So werden jährliche Einsparungen von r<strong>und</strong> 3700<br />
Tonnen Kerosin <strong>und</strong> fast 11 700 Tonnen CO 2 -Emissionen erwartet.<br />
Hochgerechnet auf die gesamte Cargo-Flotte entspricht<br />
der jährlich eingesparte CO 2 -Ausstoss 48 einzelnen<br />
Frachtflügen von Frankfurt nach Shanghai.<br />
Lufthansa Technik <strong>und</strong> BASF beabsichtigen, die neue<br />
Technologie konsequent in Richtung zusätzlicher Flugzeugtypen<br />
<strong>und</strong> noch grösserer Flächen weiterzuentwickeln,<br />
so dass sie Airlines auf der ganzen Welt zukünftig<br />
beim Erreichen ihrer Emissionsziele unterstützen kann. In<br />
ersten Modellrechnungen liessen sich mit der Haifischhaut-Technologie<br />
in ihrer maximalen Ausbaustufe sogar<br />
CO 2 -Emissionen im Umfang von bis zu drei Prozent vermeiden.<br />
www.basf.com<br />
14 #<strong>013</strong>
WIDERWILLEN ZUR<br />
KOOPERATION MIT<br />
MASCHINEN<br />
Ein Team von Wissenschaftlern<br />
der LMU <strong>und</strong> der Universität<br />
London hat untersucht, ob<br />
sich Menschen im Umgang mit<br />
Systemen der Künstlichen Intelligenz<br />
genauso kooperativ verhalten wie gegenüber<br />
ihren Mitmenschen. Eine Thematik,<br />
die in Zukunft eine besondere<br />
Relevanz im Alltag haben wird, beispielsweise<br />
beim autonomen Fahren.<br />
Im Rahmen der Studie wurden in<br />
Online-Experimenten verschiedene Situationen<br />
mit Methoden der verhaltensorientierten<br />
Spieltheorie modelliert, in<br />
denen Mensch <strong>und</strong> Maschine zusammentreffen.<br />
Dabei zeigte sich, dass<br />
Menschen Maschinen zunächst dasselbe<br />
Vertrauen entgegenbringen wie ihren<br />
Mitmenschen <strong>und</strong> davon ausgehen,<br />
auf Kooperationsbereitschaft zu treffen.<br />
Doch dann beginnen die Unterschiede.<br />
«Menschen sind sehr viel weniger bereit,<br />
sich einer KI gegenüber reziprok zu<br />
verhalten als gegenüber einem Menschen.<br />
Sie beuten sogar die Gutmütigkeit<br />
der Maschine zum eigenen Vorteil<br />
aus. Im Autoverkehr würde ein Mensch<br />
einem menschlichen Fahrer die Vorfahrt<br />
gewähren, nicht jedoch einem<br />
selbst fahrenden Auto», sagt Jurgis Karpus<br />
von der LMU.<br />
Im Laufe der Experimente erwies sich<br />
dieses Muster als so konsistent, dass<br />
in der Studie die Rede von einer Ausbeutung<br />
von Algorithmen ist. «Dieser<br />
Widerwillen zur Kooperation mit Maschinen<br />
ist eine Herausforderung<br />
für die zukünftige Interaktion zwischen<br />
Mensch <strong>und</strong> KI», befürchtet daher Jurgis<br />
Karpus.<br />
www.lmu.de<br />
METALLSCHAUM ERHÖHT<br />
REICHWEITE VON E-AUTOS<br />
Eine Metallschaumstruktur<br />
als Gr<strong>und</strong>lage<br />
für ein Batteriegehäuse<br />
soll zukünftig in E-Autos<br />
für den schnellen<br />
Abtransport überschüssiger<br />
Wärme sorgen <strong>und</strong><br />
zugleich das Umfeld bei<br />
einem Unfall schützen.<br />
Bild: Fraunhofer IWU<br />
Das Fraunhofer IWU beteiligt sich am<br />
EU-Forschungsprojekt MARBEL*. Dessen<br />
Ziel ist die Entwicklung einer Leichtbaubatterie<br />
mit erhöhter Energiedichte <strong>und</strong><br />
kürzeren Ladezeiten, um die Einführung von Elektrofahrzeugen<br />
im Massenmarkt zu beschleunigen.<br />
Die Wissenschaftler bringen in dem internationalen<br />
Forschungsprojekt, an dem sich 16 Partner aus<br />
acht Ländern beteiligen, vor allem ihr Wissen über<br />
Leichtbaustrukturen in Verbindung mit passivem<br />
Temperaturmanagement von Batterien ein. Eine<br />
ganz wichtige Rolle spielt hierbei ihr Wissen über<br />
zellulare Metalle.<br />
Zellulare Metalle sind eine Art Metallschaum,<br />
der sehr leicht ist <strong>und</strong> bei Unfällen sehr viel Aufprallenergie<br />
absorbieren kann. Der Metallschaum<br />
übernimmt dabei gleich mehrere wichtige Funktionen.<br />
Als Gr<strong>und</strong>lage fürs Batteriegehäuse sorgt er<br />
zunächst einmal für den schnellen Abtransport<br />
überschüssiger Wärme in ein Speichermedium, wie<br />
zum Beispiel Wachs. Des Weiteren schützt er die<br />
Batterie vor äusseren Einflüssen <strong>und</strong> bei einem<br />
Verkehrsunfall das Umfeld vor potenziell gefährlichen<br />
Fehlfunktionen des Batteriesystems.<br />
* Manufacturing and Assembly of modular and Reusable<br />
electro vehicle Battery for Environment-friendly and<br />
Lightweight mobility<br />
https://marbel-project.eu<br />
#<strong>013</strong> 15
<strong>WISSEN</strong>SWERTES<br />
NEUARTIGES ENERGIESYSTEM FÜR SEILBAHNEN<br />
Das B<strong>und</strong>esamt für<br />
Verkehr hat die Erneuerung<br />
der Standseilbahn<br />
Biel unterstützt, um<br />
die Nachhaltigkeit des<br />
öffentlichen Verkehrs<br />
weiter zu stärken. Die<br />
im Projekt gesammelten<br />
Erfahrungen lassen sich<br />
auf über 200 Bahnen in<br />
der Schweiz übertragen.<br />
Bild: Verkehrsbetriebe Biel<br />
Seit 1887 führt eine Standseilbahn von<br />
der Stadt Biel auf die Juraanhöhe bei<br />
Magglingen. Die Bahn befördert nicht<br />
nur Ausflügler, sie ist Teil des öffentlichen<br />
Verkehrs mit einem dichten Fahrplan. 2019<br />
wurde sie gr<strong>und</strong>legend überholt <strong>und</strong> seit kurzem<br />
ist auf dem Dach der Bergstation eine PV-Anlage<br />
(42 kWp) in Betrieb. Sie ist der Schlussstein eines<br />
Energiesystems, das am Departement Technik &<br />
Architektur der Hochschule Luzern entwickelt<br />
wurde <strong>und</strong> das sich bereits im Alltagsbetrieb bewährt<br />
hat.<br />
Die Standseilbahn besteht aus zwei Waggons für<br />
jeweils 120 Fahrgäste, die durch ein Zugseil verb<strong>und</strong>en<br />
sind. Fährt der eine Waggon in der Talstation<br />
los, braucht er Antriebsenergie, um Höhe zu<br />
gewinnen. Hat er gut die Hälfte der 1700 m langen<br />
Strecke zurückgelegt, ist keine Energie mehr nötig,<br />
denn die talwärtsfahrende Bahn <strong>und</strong> das zugehörige<br />
Zugseil sind nun so schwer, dass sie den<br />
ersten Waggon hochziehen. Der talwärtsfahrende<br />
Waggon muss jetzt sogar abgebremst werden. Die<br />
dabei freiwerdende Energie wird rekuperiert.<br />
Das Forschungsteam hat ein Energiemanagementsystem<br />
entwickelt, das diese Energieströme<br />
steuert. Die Bremsenergie wird hierbei in einer<br />
Batterie gespeichert, um wenig später für den<br />
Antrieb der nächsten Bergfahrt genutzt zu werden.<br />
Die Batterie dient zudem als Zwischenspeicher<br />
für den Solarstrom. «Dank PV-Anlage <strong>und</strong><br />
Bremsenergie kann die Standseilbahn mehr als<br />
30 Prozent ihres gesamten Energiebedarfs selber<br />
decken», sagt Projektleiter Olivier Duvanel von<br />
der HSLU.<br />
Neben der PV-Anlage ist die Batterie mit 68<br />
kWh Speicherkapazität die zentrale Komponente<br />
des Energiesystems. Sie speichert die rekuperierte<br />
Bremsenergie, bis sie bei der nächsten<br />
Bergfahrt eingesetzt werden kann, <strong>und</strong> überschüssigen<br />
Solarstrom aus der PV-Anlage. Auf<br />
diesem Weg können mehr als 80 Prozent der<br />
selbst erzeugten Energie für die Standseilbahn<br />
genutzt werden. Ein Teil der gespeicherten Energie<br />
soll künftig in Reserve gehalten werden,<br />
um die Waggons im Fall eines Netzausfalls in<br />
die Stationen zurückführen zu können. Das bisher<br />
hierzu eingesetzte Dieselaggregat wird damit<br />
überflüssig.<br />
www.hslu.ch<br />
16 #<strong>013</strong>
STÖRUNGSFREIE<br />
Bild: PSI<br />
ENERGIEVERSORGUNG<br />
FÜR DIE SCHWEIZ<br />
Im Forschungsprojekt SURE* untersuchen Forschende<br />
aus zehn Schweizer Institutionen, wie<br />
die Energieversorgung in den kommenden Jahrzehnten<br />
möglichst nachhaltig <strong>und</strong> störungsfrei<br />
erfolgen kann. Das Projekt dauert sechs Jahre <strong>und</strong><br />
steht unter Federführung des Paul Scherrer Instituts<br />
PSI.<br />
Die Forschenden untersuchen ausgewählte Ereignisse,<br />
die das Energiesystem der Zukunft beeinflussen<br />
könnten, <strong>und</strong> wie die Versorgung zu gestalten<br />
ist, dass diese möglichst widerstandsfähig <strong>und</strong> anpassungsfähig<br />
sowie nachhaltig ist. «Neben Nachhaltigkeit<br />
sind Versorgungssicherheit <strong>und</strong> Unabhängigkeit<br />
zentrale Themen für die Schweizer<br />
Energieversorgung», so Tom Kober (Bild), Leiter der<br />
Gruppe Energiewirtschaft im Labor für Energiesystemanalysen<br />
am PSI <strong>und</strong> Koordinator von SURE.<br />
Mit SURE betreten die Forschungspartner wissenschaftliches<br />
Neuland. Zwar hat die Modellierung<br />
von Energieszenarien im Computer lange Tradition,<br />
aber diese Art von weit in die Zukunft reichenden<br />
Schockszenarien – bis 2035 oder sogar bis 2050 –<br />
kombiniert mit einem breit auf Indikatoren gestützten<br />
Analyseansatz gibt es für die Schweiz<br />
noch nicht. Und noch nie waren die Rechenmodelle<br />
für so unterschiedliche Aspekte wie Infrastruktur,<br />
erneuerbare Energien, Energieeffizienz, Nachhaltigkeit,<br />
Versorgungssicherheit <strong>und</strong> Wirtschaftlichkeit<br />
eng zu einem systemischen Ansatz miteinander<br />
gekoppelt.<br />
«Das ist ein Novum <strong>und</strong> dafür wollen wir unsere<br />
quantitativen Modelle <strong>und</strong> Indikatoren weiterentwickeln»,<br />
sagt Tom Kober. SURE kooperiert dazu<br />
eng mit den drei anderen Projekten, die sich mit<br />
Innovationen auf dem Gebiet der erneuerbaren<br />
Energien zur Umsetzung der Energiestrategie 2050<br />
beschäftigen.<br />
* Sustainable and Resilient Energy for Switzerland<br />
www.psi.ch<br />
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RUBRIKTITEL<br />
PERSPEKTIVENWECHSEL<br />
IST UNABDINGBAR<br />
Die IT-OT-Konvergenz bietet ein unheimliches Potenzial. Doch welche Unternehmen<br />
sollten sich eigentlich mit dieser befassen <strong>und</strong> wie können mögliche Stolpersteine<br />
bei der Umsetzung eines entsprechenden Konzeptes aussehen? Diese <strong>und</strong> weitere Fragen<br />
beantworten vier Branchen-Experten.<br />
Von Markus Back<br />
18 #<strong>013</strong>
IT-OT-KONVERGENZ<br />
Ozgur Yarar<br />
IoT Product Sales Specialist<br />
Cisco Systems<br />
Dr. Lutz Jänicke<br />
Corporate Product & Solution<br />
Security Officer<br />
Phoenix Contact GmbH & Co. KG<br />
Marcel Albrecht<br />
Head of Digital Products<br />
and Services<br />
Customer Services<br />
Siemens Schweiz AG<br />
Stéphane Rey<br />
PM Industry Automation<br />
Wago Contact SA<br />
Bild: gettyimages<br />
Das Zusammenspiel von Informationstechnologie<br />
(IT) <strong>und</strong><br />
Operationstechnologie (OT)<br />
ist für Industrie 4.0 <strong>und</strong> das<br />
Internet der Dinge entscheidend. Doch<br />
welche Branchen genau profitieren eigentlich<br />
von diesem Miteinander?<br />
«Alle Unternehmen, die physische<br />
Produkte herstellen, ausliefern oder<br />
sonst irgendwie mit ihnen in Berührung<br />
kommen, also jeder, der eine OT<br />
haben könnte», sagt hierzu Lutz Jänicke<br />
<strong>und</strong> ergänzt: «Und selbstverständlich<br />
alle Lieferanten, die entsprechende<br />
Anlagen, Hardware oder Software<br />
liefern.» Ähnlich klingt es bei Marcel<br />
Albrecht: «Die IT-OT-Konvergenz ist<br />
Realität <strong>und</strong> betrifft alle Unternehmen<br />
mit einer OT-Struktur, bei der die IT die<br />
operative Steuerung der gesamten<br />
Produktion inklusive deren Planung<br />
übernehmen soll.»<br />
Vorteile der IT-OT-Konvergenz<br />
Von diesem Miteinander profitieren<br />
gemäss Stéphane Rey IT wie OT. Wieso<br />
das so ist, erklärt Marcel Albbrecht:<br />
«Durch die Zusammenführung dieser<br />
Welten lassen sich Informationen aus<br />
beiden Bereichen gleichzeitig verwenden.<br />
Das Ergebnis ist die vollständige<br />
Transparenz, Steuerung <strong>und</strong> Optimierung<br />
von Produktion <strong>und</strong> Prozessen<br />
im gesamten Unternehmen.»<br />
Als einen weiteren Aspekt für das<br />
Zusammenspiel nennt Ozgur Yarar<br />
den Schutz vor Hackerangriffen. Dies<br />
begründet er mit den oftmals rudimentären<br />
Cyber-Security-Kenntnissen<br />
der OT-Teams, welche die Netzwerke<br />
in der Produktion betreuen.<br />
Weil diesen Teams meist die nötige<br />
Sensibilität für das Thema Sicherheit<br />
fehle, könne das OT-Netzwerk zum<br />
Einfallstor für Cyber-Angriffe werden.<br />
Umsetzung eines IT-OT-Konzeptes<br />
Damit die IT-OT-Konvergenz nicht in<br />
einem Cyber-Fiasko endet, rät Marcel<br />
Albrecht zunächst zur Bestandsaufnahme.<br />
Siemens bietet hierfür zugeschnittene<br />
Assessment Workshops an,<br />
bei denen die Ausgangslage analysiert<br />
<strong>und</strong> auf diese Analyse dann eine Roadmap<br />
aufgebaut wird. Wieso diese Bestandsaufnahme<br />
ausserdem wichtig<br />
ist, erläutert Stéphane Rey: «Oftmals<br />
ist es gar nicht klar, in welchem der<br />
Netzwerke man sich gerade befindet.<br />
Doch diese Kenntnis ist für alles Weitere<br />
entscheidend.»<br />
Ebenso elementar ist aus Sicht von<br />
Ozgur Yarar hierbei die Verwendung<br />
eines offenen Industriestandards, da<br />
dieser die Basis für die Zusammenarbeit<br />
von IT <strong>und</strong> OT bildet. Zu einem Perspektivenwechsel<br />
rät indes Lutz Jänicke:<br />
«Das wichtigste ist es, den Blick<br />
von den technischen Systemen auf die<br />
Prozesskette zu verlagern. Im Kern der<br />
digitalen Transformation steht nicht<br />
die Optimierung einzelner Systeme. Es<br />
geht vielmehr darum, die Geschäftsprozesse<br />
an die digitalen Möglichkeiten<br />
anzupassen <strong>und</strong> dann durchgängig<br />
über IT <strong>und</strong> OT umzusetzen.»<br />
Klassische Stolpersteine<br />
Die Anpassung der Geschäftsprozesse<br />
an die digitalen Möglichkeiten ist allerdings<br />
mit Hürden versehen. Eine solche<br />
Hürde ist für Ozgur Yarar der feh-<br />
#<strong>013</strong> 19
IT-OT-KONVERGENZ<br />
«OPC UA ist das Bindeglied<br />
zwischen IT <strong>und</strong> OT.»<br />
lende Zugriff von Sicherheitstools auf<br />
die Produktionssysteme <strong>und</strong> deren<br />
Kommunikationswege. Dabei seien<br />
diese in Kombination mit der richtigen<br />
Netzwerkhardware <strong>und</strong> -software die<br />
Augen <strong>und</strong> Ohren eines Unternehmens.<br />
Ein anderer Stolperstein ist gemäss<br />
Lutz Jänicke die Konzentration auf die<br />
lokalen Herausforderungen, wobei unterschiedliche<br />
«technische Sprachen»<br />
gesprochen werden. «Für die digitale<br />
Transformation muss aber entlang der<br />
Geschäftsprozesse übergreifend zusammengearbeitet<br />
werden», betont er.<br />
«Die erste Hürde ist es, eine gemeinsame<br />
Sicht von IT <strong>und</strong> OT zu schaffen»,<br />
ist auch Stéphane Rey überzeugt. Jede<br />
dieser Welten habe unterschiedliche<br />
Erwartungen, die teilweise weit auseinander<br />
gingen. «Daher muss zunächst<br />
eine gemeinsame Sicht für beide Parteien<br />
geschaffen werden», rät er.<br />
Stéphane Rey<br />
Bewertung von OPC UA<br />
Neben der gemeinsamen Sicht von IT<br />
<strong>und</strong> OT braucht es für die Konvergenz<br />
eine gemeinsame Sprache. Wie ist in<br />
diesem Kontext OPC UA zu sehen?<br />
Dazu hat Marcel Albrecht eine klare<br />
Meinung: «OPC UA ist als Netzwerkprotokoll<br />
besonders gut geeignet, weil<br />
es speziell für die umfassenden Aufgaben<br />
im Industriebereich ausgelegt<br />
ist. Dessen Sicherheitskonzept folgt<br />
dabei bewährten, für die IT-Branche<br />
geltenden Vorgaben. Die kontextbasierte<br />
Erfassung <strong>und</strong> Verarbeitung von<br />
Daten garantiert die Übertragung der<br />
OT-Rohdaten sowie weiterer Zusatzinformationen<br />
zu verschiedenen übergeordneten<br />
IT/OT-Systemen.»<br />
Für Stéphane Rey ist OPC-UA das OT-<br />
Protokoll schlechthin. Wie Marcel Albrecht<br />
verweist er auf die Funktionalität<br />
<strong>und</strong> Eigenschaften, die konform zur IT-<br />
Welt sind. «OPC UA ist daher das Bindeglied<br />
zwischen IT <strong>und</strong> OT», so Stéphane<br />
Rey. Dass es auch bei Maschinen<br />
keine bessere Verbindung als eine gemeinsame<br />
Sprache gibt, davon ist Ozgur<br />
Yarar überzeugt <strong>und</strong> schliesst:<br />
«Maschinenbauer, die den OPC-UA-<br />
Standard unterstützen, ermöglichen<br />
ihren K<strong>und</strong>en somit Interoperabilität<br />
<strong>und</strong> damit letztlich datengetriebene<br />
Geschäftsmodelle.»<br />
Bedeutung von Software-Updates<br />
In der Praxis lassen Verantwortliche<br />
eine funktionierende OT «laufen». Was<br />
bedeuten allerdings Software-Updates<br />
in der IT, wenn nun alles ineinandergreift?<br />
Hierzu hat Stéphane Rey eine<br />
ganz klare Vorstellung. «Wenn beide<br />
Welten auf der gleichen Infrastruktur<br />
arbeiten müssen, sollte die OT vor allem<br />
die Security-Anforderungen der IT<br />
erfüllen», sagt er.<br />
Software-Updates sind aus Sicht von<br />
Marcel Albbrecht unabdingbar, da sie<br />
oftmals kritische Patches für Sicherheitslücken<br />
enthielten sowie die Stabilität<br />
der Software sowie die Benutzerfre<strong>und</strong>lichkeit<br />
verbesserten. Er<br />
empfiehlt jedoch bei Software-Updates<br />
eine abgestimmte Installation,<br />
da beide Netzwerke über sehr spezifische<br />
Anforderungen verfügten, die bei<br />
Verbindung für einen zuverlässigen<br />
Datenaustausch berücksichtigt werden<br />
müssten.<br />
Sicherheitstechnische Aspekte<br />
Wenn IT <strong>und</strong> OT ineinandergreifen,<br />
erfordert dies ein neues Sicherheitsdenken.<br />
Und diese sicherheitstechnischen<br />
Aspekte müssen nach Meinung<br />
von Lutz Jänicke in den Planungen<br />
angemessen berücksichtigt werden.<br />
«Mit Hinblick auf die Betriebssicherheit<br />
sind gesetzliche Vorgaben zwingend<br />
einzuhalten, um Leben, Ges<strong>und</strong>heit<br />
<strong>und</strong> Umwelt zu schützen. Dies<br />
ist nicht verhandelbar», sagt er <strong>und</strong><br />
ergänzt: «Für die Security gilt entspre-<br />
«Die Betriebssicherheit<br />
ist nicht verhandelbar.»<br />
Dr. Lutz Jänicke<br />
20 #<strong>013</strong>
chendes, wobei hierbei jedes Unternehmen<br />
seinen eigenen Risikoappetit<br />
haben kann. Leider sind hier viele<br />
Unternehmen noch nicht weit genug<br />
sensibilisiert.»<br />
Mit dieser Einschätzung steht er<br />
nicht alleine da. «Obwohl die Cyber-<br />
Sicherheit ein Thema für die Geschäftsleitung<br />
ist, gehen viele Unternehmen<br />
diese noch immer mit Patchwork-<br />
Ansätzen an», beobachtet auch Ozgur<br />
Yarar. In diesem Zusammenhang verweist<br />
Stéphane Rey auf die zuvor erwähnte,<br />
gemeinsame Sicht von IT <strong>und</strong><br />
OT: «Die OT muss die Sicherheitsmassnahmen<br />
der IT verstehen <strong>und</strong> akzeptieren.<br />
Diese wiederum muss die operativen<br />
Anforderungen verstehen, um mit<br />
der OT eine gute Lösung zu finden.»<br />
Wie eine solche gute Lösung aussehen<br />
könnte, beschreibt Marcel Albrecht:<br />
«Die engere Verzahnung von OT<br />
<strong>und</strong> IT <strong>und</strong> die damit gestiegene Anzahl<br />
von Endsystemen erfordert eine<br />
leistungsfähige Netzwerk-Zugangskontrolle.<br />
Um Sicherheitsverletzungen<br />
erkennen <strong>und</strong> eingrenzen zu können,<br />
darf dieser Kontrollmechanismus nur<br />
autorisierten Geräten den Zugang zum<br />
Netzwerk erlauben <strong>und</strong> diesen ohne<br />
manuellen Eingriff aufrechterhalten.»<br />
Return on Invest<br />
Zu welchem Preis müssen sich Unternehmen<br />
die Vorzüge der IT-OT-Konvergenz<br />
aber erkaufen? Mit der Beantwortung<br />
dieser Frage tun sich die<br />
Experten schwer. «Was kostet es ein<br />
Unternehmen, wenn es eine Investition<br />
nicht tätigt <strong>und</strong> die Produktion wegen<br />
einer Ransomware für zwei Wochen<br />
stillsteht oder K<strong>und</strong>en deswegen<br />
einen Monat lang nicht beliefert werden<br />
können?», antwortet beispielsweise<br />
Ozgur Yarar mit einer Gegenfrage.<br />
Er ist allerdings überzeugt, dass Unternehmen<br />
bei Investitionen in diesem<br />
Bereich sofort profitierten, beispielsweise<br />
in Form verbesserter Prozesse.<br />
«Über den Return on Invest zu sprechen<br />
ist schwierig», sagt auch Stéphane<br />
Rey. Er ist wie Ozgar Yarar jedoch<br />
überzeugt, dass sich diese Investitionen<br />
lohnen: «Wer hier nichts tut, wird<br />
nämlich auf Dauer gesehen an Boden<br />
verlieren. Von daher lohnen sich hier<br />
Investitionen alle mal.»<br />
Persönliche Tipps<br />
Die Umwandlung eines bestehenden<br />
Netzwerks ist nach Ansicht von Ozgur<br />
Yarar kein triviales Unterfangen. Eine<br />
schlechte Migration stelle hierbei vor<br />
allem r<strong>und</strong> um die Uhr fertigende Unternehmen<br />
vor ein grosses Problem,<br />
weshalb er zu einer guten Planung <strong>und</strong><br />
Vorbereitung rät, um geplante <strong>und</strong> ungeplante<br />
Ausfallzeiten auf ein Minimum<br />
zu reduzieren.<br />
Lutz Jänicke verweist auf die Ausdauer,<br />
die es für die Umsetzung eines solchen<br />
Projekts braucht <strong>und</strong> empfiehlt:<br />
«Holen Sie für die Transparenz alle Beteiligten<br />
mit ins Boot <strong>und</strong> fördern Sie<br />
unbedingt Silo-übergreifendes Arbeiten.<br />
Vor Ihnen liegt ein Change-Prozess,<br />
der die Organisation <strong>und</strong> die Art<br />
zu Arbeiten verändern wird.»<br />
Marcel Albrecht erinnert daran, wie<br />
wichtig es ist, die Anforderungen<br />
beider Netzwerke zu verstehen. Als<br />
Lösungsanbieter mit Erfahrung in<br />
beiden Bereichen, verstehe Siemens<br />
industrielle Netzwerke als Teil der<br />
Automatisierung. Daher plane man<br />
Greenfield- <strong>und</strong> Brownfield-Projekte<br />
unter anderen Voraussetzungen<br />
als Netzwerke<br />
für Büros <strong>und</strong> Rechenzentren<br />
<strong>und</strong> kalkuliere<br />
zudem die Ansprüche<br />
der IT entsprechend mit<br />
ein. Einen pragmatischen<br />
Rat hat Stéphane<br />
Rey zum Schluss: «Klein anfangen,<br />
aber konsequent <strong>und</strong> kontinuierlich<br />
alles verbessern.»<br />
Cisco Systems<br />
www.cisco.com<br />
Phoenix Contact GmbH & Co. KG<br />
www.phoenixcontact.com<br />
Siemens Schweiz AG<br />
www.siemens.ch/industry<br />
Wago Contact SA<br />
www.wago.ch<br />
Lesen Sie unter<br />
www.technik-<strong>und</strong>-wissen.ch<br />
das Interview mit<br />
Ozgur Yarar zum Thema.<br />
#<strong>013</strong> 21
RUBRIKTITEL<br />
«MITARBEITENDE<br />
DÜRFEN NICHT<br />
VERGESSEN WERDEN»<br />
22 #<strong>013</strong>
Erfahren Sie unter<br />
technik-<strong>und</strong>-wissen.ch<br />
mehr zu unseren Experten<br />
<strong>und</strong> über das neue<br />
Security Operation Center<br />
in Arlesheim.<br />
Die IT-OT-Konvergenz ist der Schlüssel<br />
für Industrie 4.0 <strong>und</strong> das Internet der Dinge.<br />
Das Miteinander der beiden Kommunikationsnetze<br />
stellt Unternehmen jedoch<br />
vor Herausforderungen. Im Gespräch mit<br />
Patrick Vergult, Nicolas Muller <strong>und</strong> Christian<br />
Moser von der Actemium Schweiz AG.<br />
Von Markus Back (Text) <strong>und</strong> Damian Byland (Fotos)<br />
Warum sollten Unternehmen Ihre IT <strong>und</strong><br />
OT zusammenbringen?<br />
Nicolas Muller: Dafür gibt es zwei Gründe.<br />
Der erste Gr<strong>und</strong> ist das Reporting <strong>und</strong><br />
die Optimierung der bestehenden Prozesse. Der zweite<br />
Gr<strong>und</strong> ist eine flexiblere Produktion <strong>und</strong> eine individualisierte<br />
Massenproduktion. Diese Flexibilität muss in<br />
einem zentralen System koordiniert <strong>und</strong> von dort aus<br />
in die Feldebene gebracht werden, wofür zwei vollkommen<br />
unterschiedliche Welten miteinander kommunizieren<br />
müssen. ››<br />
#<strong>013</strong> 23
IT-OT-KONVERGENZ<br />
Patrick Vergult: Die IT-OT-Konvergenz trägt dem<br />
Gedanken einer papierlosen Produktion Rechnung.<br />
Heute drucken noch viele Unternehmen ihre Aufträge<br />
im Büro aus <strong>und</strong> geben diese dann in der<br />
Fertigung von Hand ins Produktionssystem<br />
ein. Bei einem Miteinander dieser Netze entfällt<br />
dieser zeitaufwendige <strong>und</strong> fehleranfällige<br />
Schritt <strong>und</strong> ist damit zugleich die Gr<strong>und</strong>lage<br />
für eine durchgängige Produktion.<br />
Nun laufen heute noch in manchen Unternehmen<br />
die Prozesse auf einem Windows-XPbasierten<br />
Betriebssystem. Was sind die Probleme,<br />
wenn man abgekündigte oder veraltete<br />
Systeme mit einer modernen IT-Infrastruktur<br />
zusammenbringen möchte?<br />
Christian Moser: In verschiedenen Branchen wurden<br />
die eingesetzten Systeme bewusst lange Zeit auf<br />
ihrem alten Stand gehalten, da sie autark waren. Durch<br />
die Verbindung von IT <strong>und</strong> OT wird nun aber plötzlich<br />
über die Unternehmensgrenzen hinweg kommuniziert,<br />
was deren weiterer Einsatz wegen der Security verbietet.<br />
Wie bekommt man das nun aber gelöst? Wir nehmen<br />
beispielsweise unsere K<strong>und</strong>en an der Hand <strong>und</strong> führen<br />
diese mit schnelleren Update-Zyklen gezielt an die neuesten<br />
Technologien heran. So erneuern wir ähnlich wie in der<br />
IT unsere Server-Client-Systeme alle fünf Jahre, wodurch<br />
immer auch die Verwendung aktueller Software gewährleistet<br />
ist. In der Feldebene, in der wir eine Lebensdauer<br />
von zwanzig Jahren garantieren müssen, ist das nicht so<br />
einfach. Aber auch hier gibt es Möglichkeiten,<br />
um Sicherheitslücken zu schliessen.<br />
Viele MEM-Unternehmen erzielen eine geringe oder<br />
überhaupt keine Marge. Wie sollen diese alle paar Jahre<br />
einen Austausch der Technik finanziell stemmen?<br />
Christian Moser: Durch die Verwendung der gleichen Technologien<br />
wie in der IT sind die Preise in den vergangenen<br />
Jahren sehr stark nach unten gekommen. Das wirklich<br />
teure heute ist das Engineering. Doch diese Kosten halten<br />
sich in Grenzen, wenn konsequent auf standardisierte<br />
Steuerungshardware, Bus- <strong>und</strong> Interface-Technologien,<br />
wie zum Beispiel OPC UA, gesetzt wird.<br />
Was sind weitere Herausforderungen bei der Verzahnung<br />
von IT <strong>und</strong> OT?<br />
Nicolas Muller: Das klingt einfach, aber die grösste Herausforderung<br />
liegt darin, seine komplette IT-OT-Landschaft<br />
zu überblicken. Wir stellen fest, dass in vielen Unternehmen<br />
oftmals das Verständnis über die eigenen Prozesse fehlt<br />
<strong>und</strong> überhaupt nicht bekannt ist, was da eigentlich miteinander<br />
vernetzt ist <strong>und</strong> kommuniziert. Darin verbirgt sich<br />
jedoch ein grosses, latentes Risiko.<br />
«Gerade langjährige Mitarbeiter werden<br />
bei Neuerungen oftmals vergessen.»<br />
Patrick Vergult<br />
24 #<strong>013</strong>
Wie verschafft man sich diesen<br />
Überblick?<br />
Nicolas Muller: In dem man Systeme<br />
einsetzt, welche die Netzwerkteilnehmer<br />
identifizieren, eine Kartographie<br />
des Verkehrs erstellen <strong>und</strong> die<br />
Firmware-Zustände protokollieren.<br />
Das klingt nach viel Aufwand, lässt<br />
sich aber fast automatisiert erledigen.<br />
Der Anwender muss lediglich<br />
überprüfen, ob bestimmte Kommunikationswege<br />
wirklich gewollt sind<br />
<strong>und</strong> diese gegebenenfalls bereinigen.<br />
Diese systematische Erfassung <strong>und</strong><br />
Dokumentation ist übrigens eine<br />
sehr gute Basis für ein Cyber-Sicherheitskonzept.<br />
Wenn zum Beispiel<br />
ein Virus ins System gelangt <strong>und</strong><br />
die Maschine plötzlich mit Teilnehmern<br />
redet, mit der sie eigentlich<br />
nicht reden sollte, lassen sich Alarme<br />
generieren <strong>und</strong> es kann sehr schnell<br />
reagiert werden.<br />
Klassische OT-Konzepte sind oftmals<br />
auf ihre Art <strong>und</strong> Weise einzigartig<br />
<strong>und</strong> mit einer hohen Präzision<br />
ausgefeilt. Wie bekommt man<br />
diese individuellen OT-Konzepte<br />
mit einer meist standardisierten<br />
IT in Einklang?<br />
Patrick Vergult: Wenn zwei unterschiedliche<br />
Systeme miteinander<br />
kommunizieren sollen, bekommt man<br />
das mit den technischen Möglichkeiten<br />
heute sehr gut hin. Allerdings<br />
braucht es dafür klar definierte<br />
Schnittstellen, auf die sich die<br />
beteiligten Abteilungen unbedingt<br />
einigen müssen.<br />
superkoMpakt<br />
& ModuLar<br />
MuLtiacHs-servosYsteM Mdd 2000<br />
■ HöcHste LeistungsdicHte<br />
- Bis zu 3 Achsen, Versorgung, Netzfilter, Bremswiderstand<br />
<strong>und</strong> Zwischenkreis in hochkompaktem Packaging<br />
- Baugröße 1: 75 x 240 x 219 mm, 3x 5A/15A<br />
Baugröße 2: 150 x 240 x 219 mm, 3x 10A/30A<br />
■ FLeXiBLes sYsteM<br />
- Versorgungs-/Achsmodule <strong>und</strong> Erweiterungs-Achsmodule<br />
beider Baugrößen kombinierbar<br />
- In Anreihtechnik werkzeuglos verbinden<br />
- Einkabellösung Hiperface DSL, viele Standard-Geber<br />
■ vieL saFetY & scHneLL startkLar<br />
- STO, SS1, SOS, SBC, SLS – alle SIL 3, PL e<br />
- Verkürzte Inbetriebnahmezeiten durch Auto-Tuning<br />
<strong>und</strong> vorgefertigte Motion-Softwarebausteine<br />
Das klingt fast so, als sei nicht<br />
die Technik, sondern der Mensch<br />
das Problem!<br />
Patrick Vergult: Zumindest kommt er<br />
oftmals zu kurz. Gerade langjährige<br />
Mitarbeiter werden bei solchen<br />
Neuerungen oftmals vergessen, mit<br />
Herausforderungen kon frontiert,<br />
nicht abgeholt, nicht geschult <strong>und</strong><br />
sich selbst über lassen. Wenn diese<br />
www.sigmatek-automation.com
dann zu Gegnern solcher Projekte werden, darf man<br />
sich nicht w<strong>und</strong>ern. Dieses Phänomen der vergessenen<br />
Mitarbeiter spiegelt sich übrigens in einer Studie über<br />
den Digitalisierungsgrad in der Schweiz. Bei dieser erreicht<br />
unsere Industrie gerade einmal die Hälfte des möglichen<br />
Maximalwerts. Zum Teil hängt das natürlich auch mit<br />
der Ausprägung einzelner Branchen zusammen, von denen<br />
manche sehr konservativ sind. Deren Transformation<br />
wird ver mutlich noch Jahre dauern.<br />
Nicolas Muller: Eine solche Neuausrichtung muss koordiniert<br />
werden <strong>und</strong> es wird immer Mitarbeiter geben, die<br />
damit ihre Schwierigkeiten haben werden. Mitunter wird<br />
das Gespräch mit den Mitarbeitern aber auch deshalb<br />
vergessen, weil sich die Unternehmen zu viel vorgenommen<br />
haben <strong>und</strong> mit der Bewältigung der Arbeit nicht<br />
«Vielen Unternehmen<br />
fehlt das<br />
Verständnis<br />
über die eigenen<br />
Prozesse.»<br />
Nicolas Muller<br />
mehr nachkommen. Neben der Mitarbeiter-Kommunikation<br />
braucht es bei einem solchen Projekt eine klare<br />
Zuordnung der Verantwortlichkeiten. Das muss definiert<br />
werden, ansonsten wird ständig diskutiert <strong>und</strong> das führt<br />
zu weiteren Problemen, weil sich keiner der am Projekt<br />
Beteiligten zuständig fühlt.<br />
Wenn IT <strong>und</strong> OT verschmelzen, laufen plötzlich Sensor<strong>und</strong><br />
Controlleradressen übers Unternehmens netzwerk<br />
<strong>und</strong> bei einem Hackerangriff oder bei Virenbefall sind<br />
nicht mehr nur die Bürorechner betroffen, sondern der<br />
ganze Produktionsprozess. Auf was ist hier zu achten?<br />
Christian Moser: Die Mitarbeitenden müssen dafür<br />
sensi bilisiert sein, dass wenn der Büro-PC lahmgelegt<br />
ist, unter Umständen die ganze Produktion stillsteht,<br />
weil sich ein digital erfasster Auftrag nicht starten lässt.<br />
Daher ist es entscheidend, diese Risiken zu erkennen<br />
<strong>und</strong> mit entsprechenden Schutzmassnahmen zu sichern.<br />
Diese müssen nicht zwingend selbst vorgehalten werden,<br />
sondern können bei Dienstleistern eingekauft werden.<br />
Mit OPC UA steht ein herstellerübergreifendes Kommunikationsprotokoll<br />
bereit. Wie ist dieses im IT-OT-Kontext<br />
zu sehen?<br />
Nicolas Muller: Beim klassischen OPC wurde verdrahtet,<br />
während OPC UA mit seiner Plug-and-play-Fähigkeit<br />
für zusätzliche Flexibilität sorgt. Ein weiterer spannender<br />
Aspekt ist der integrierte Sicherheitsgedanke.<br />
Christian Moser: In der Vergangenheit war die Anzahl<br />
der Datenpunkte, die aufs Leitsystem gingen, überschaubar.<br />
Heutige Aktoren <strong>und</strong> Geräte liefern viele tausende Datenpunkte,<br />
die sich mit Hilfe von OPC UA einfach übertragen<br />
lassen. Solche offenen Standards helfen dabei, K<strong>und</strong>enbedürfnisse<br />
besser zu befriedigen <strong>und</strong> liefern ein<br />
viel detaillierteres Bild der Anlage <strong>und</strong> deren Zustand.<br />
Was ist hinsichtlich 5G zu sagen?<br />
Christian Moser: Im Schienenverkehr sind solche<br />
Anwendungen im nicht-sicherheitskritischen Bereich<br />
absolut denkbar <strong>und</strong> werden auch kommen. Für die<br />
Pilatusbahn entwickeln wir zum Beispiel ein System,<br />
das die Anzahl der Aussensignale, die Lawinen oder<br />
anderen Naturgefahren ausgesetzt sind, stark reduziert.<br />
Dieses Projekt ist übrigens ein sehr gutes Beispiel für<br />
eine IT-OT-Anwendung. Der Lokführer muss nicht mehr<br />
auf die Aussensignale achten, sondern bekommt alle<br />
für ihn relevanten Informationen von im Gleisfeld verbauten<br />
Signalgebern auf ein Display im Führerstand projiziert.<br />
Hier setzen wir im Moment noch auf WLAN-Infrastruktur,<br />
für die Zukunft ist die 5G-Technologie sehr attraktiv.<br />
Welchen Rat geben Sie Unternehmen, die sich an das<br />
Thema IT-OT-Konvergenz heranwagen wollen?<br />
Patrick Vergult: Nicht der Masse nachlaufen, sondern<br />
eine fürs eigene Unternehmen angemessene Lösung finden<br />
26 #<strong>013</strong>
IT-OT-KONVERGENZ<br />
«Wenn der Büro-PC lahmgelegt<br />
ist, steht unter Umständen die ganze<br />
Produktion still.»<br />
Christian Moser<br />
<strong>und</strong> umsetzen. Viele Firmen glauben, sie müssen ein Industrie-4.0-Projekt<br />
starten, weil sie ansonsten etwas verpassen,<br />
sind damit aber hoffnungslos überfordert. Sie wissen<br />
nicht, wo sie anfangen sollen <strong>und</strong> machen daher einfach<br />
irgendetwas, nur damit sie es sich auf ihre Fahnen schreiben<br />
können. Aber das ist nicht zielführend.<br />
Christian Moser: Meine Empfehlung lautet, offen gegenüber<br />
der Digitalisierung zu sein <strong>und</strong> damit auch zu akzeptieren,<br />
dass IT <strong>und</strong> OT verb<strong>und</strong>en werden müssen. Ausserdem<br />
sollten sich die Unternehmen Gedanken über Safety <strong>und</strong><br />
Security machen <strong>und</strong> ein Bewusstsein dafür entwickeln,<br />
wie man seine Mitarbeitenden <strong>und</strong> Maschinen am besten<br />
schützen kann.<br />
Nicolas Muller: Unternehmen, die bei diesem Thema<br />
bislang nicht aktiv geworden sind, müssen deswegen<br />
nicht beunruhigt sein. Es ist nicht zu spät, mit der digitalen<br />
Transformation zu beginnen. Allerdings gibt es auch<br />
keinen Gr<strong>und</strong> damit zu warten bis die älteren Mitarbeiter,<br />
die bei einem solchen Projekt vielleicht auch einmal<br />
bremsen können, in den Ruhestand gehen. Mit ihnen geht<br />
nämlich sehr viel Wissen verloren, was die Unternehmen<br />
unbedingt konservieren müssen.<br />
Über unsere<br />
Gesprächspartner<br />
Die Actemium Schweiz AG besteht aus<br />
sechs Geschäfts einheiten <strong>und</strong> ist auf<br />
ganzheitliche Lösungen im Bereich der<br />
Elektro-, Automatisierungs- <strong>und</strong> IT-Technik<br />
für die vernetzte Industrie- <strong>und</strong> Gebäudeautomation<br />
sowie das übergeordnete<br />
Produktionsmanagement spezialisiert.<br />
An den Standorten in Basel, Wettingen,<br />
Porrentruy, Ittingen, Clarens <strong>und</strong> Monthey<br />
beschäftigt sie hierfür über 215 Ingenieure<br />
<strong>und</strong> Techniker. Am Interview nahmen<br />
Patrick Vergult (Geschäftsführer), Nicolas<br />
Muller (Leiter BU Automation & Industrial<br />
IT) <strong>und</strong> Christian Moser (Leiter BU<br />
Actemium LeitTec) teil.<br />
Actemium Schweiz AG | www.actemium.ch<br />
#<strong>013</strong> 27
RUBRIKTITEL<br />
GUTE <strong>TECHNIK</strong><br />
ALS HEMMSCHUH<br />
Mit der IT-OT-Konvergenz lassen sich Produktivität <strong>und</strong> Qualität steigern. Dennoch scheuen<br />
viele Unternehmen die Umsetzung entsprechender Konzepte. Ein Hemmschuh ist<br />
hierbei kurioserweise gut funktionierende Technik. Wieso das so ist, erklärt Stefan Schönegger,<br />
Vice President Product Management Controls, Machine Vision and Networks bei B&R.<br />
Von Markus Back<br />
28 #<strong>013</strong>
IT-OT-KONVERGENZ<br />
Gespräch mit:<br />
Stefan Schönegger,<br />
Vice President Product<br />
Management Controls,<br />
Machine Vision and<br />
Networks bei B&R<br />
Bild: B&R<br />
Lesen Sie im Interview<br />
mit Stefan Schönegger<br />
unter technik-<strong>und</strong>-wissen.ch, Never change a running<br />
system! Es lässt<br />
welche Vorzüge OPC UA<br />
im Kontext mit der IT-OT-<br />
Konvergenz bietet.<br />
sich trefflich darüber<br />
streiten, ob es<br />
sich hierbei lediglich um eine IT-<br />
Binsenweisheit handelt oder hinter<br />
diesem geflügelten Slogan vielleicht<br />
doch ein Fünkchen Wahrheit<br />
steckt? Fakt ist, dass es für die IT-OT-<br />
Konvergenz technischer Anpassungen<br />
bedarf. Doch macht es Sinn, bewährte<br />
OT-Topologien zu erneuern,<br />
nur um von den Vorteilen dieses Miteinanders<br />
profitieren zu können? «Das<br />
ist schwierig, da es vor allem eine<br />
wirtschaftliche Frage ist», sagt Stefan<br />
Schönegger <strong>und</strong> versucht dennoch ein<br />
wenig Orientierung zu geben: «An einer<br />
hochprofitablen, stabil funktionierenden<br />
Produktionslinie würde ich<br />
persönlich nichts verändern.»<br />
Doch genau diese Langlebigkeit erweist<br />
sich als Hemmschuh für den<br />
Fortschritt. In der Investitionsgüter-<br />
Branche beispielsweise sind immer<br />
noch sehr viele Anlagen im Einsatz,<br />
deren Steuerungsteil aus den 90-er<br />
Jahren stammt. Diese handhaben ihre<br />
jeweilige Aufgabe einwandfrei, basieren<br />
allerdings eben auf dem vor dreissig<br />
Jahren vorherrschenden technischen<br />
Verständnis. Und dort hatte die<br />
Übermittlung von Produktionsdaten<br />
aus der Feldebene in ein übergeordnetes<br />
Leitsystem keine hohe Priorität.<br />
Die Steuerungsgenerationen, die in<br />
den vergangenen zehn Jahren auf den<br />
Markt kamen, können das zwar, verfügen<br />
aber über kein standardisiertes<br />
Protokoll.<br />
Und so agieren bis heute viele Produktionsunternehmen<br />
bei einem<br />
Stillstand wie vor 50 Jahren. Ein Mitarbeiter<br />
läuft mit Klemmbrett <strong>und</strong> Kugelschreiber<br />
zur betroffenen Maschine<br />
<strong>und</strong> macht dort entsprechende<br />
Notizen, die er am Ende der Schicht<br />
oder der Arbeitswoche in ein Excel-<br />
File überträgt. Diese Werte tippt anschliessend<br />
eine andere Abteilung ins<br />
nächste System, um am Ende des Monates<br />
beispielsweise eine Übersicht<br />
über die Gesamtanlageneffektivität zu<br />
erlangen.<br />
«Das führt zu missverständlichen<br />
Interpretationen <strong>und</strong> vielen manuellen<br />
Eingriffen, weshalb man alles<br />
vollautomatisch haben möchte, um<br />
voneinander zu lernen», so Stefan<br />
Schönegger. Wenn sich beispielsweise<br />
eine Maschine sukzessive erwärme,<br />
sei es wichtig, dass diese Temperaturdaten<br />
rechtzeitig an ein übergeordnetes<br />
IT-System gelangen <strong>und</strong> dort vollautomatisch<br />
interpretiert werden, um<br />
entsprechend zu reagieren. «80 °C sind<br />
nämlich nicht immer zu heiss. Bei einer<br />
Spitzgussmaschine ist das die<br />
Normtemperatur, eine Maschine in der<br />
Lebensmittelindustrie steht hier aber<br />
vielleicht kurz vorm Ausfall», erklärt<br />
er <strong>und</strong> schliesst: «Das ist das, was die<br />
IT-OT-Konvergenz ausmacht!»<br />
Dieser vollautomatisierte Datenaustausch<br />
bietet laut Stefan Schönegger<br />
eine Vielzahl an Möglichkeiten. Diese<br />
reichen von Produktivitäts- <strong>und</strong> Qualitätssteigerungen<br />
über intelligente Anbindungen<br />
an Logistiksysteme bis hin<br />
zur besseren Ausnutzung der Maschinen-<br />
<strong>und</strong> Anlagenlastverteilung.<br />
B&R Industrie-Automation AG<br />
www.br-automation.com<br />
#<strong>013</strong> 29
«DIE CLOUD IST DER<br />
WEGBEREITER»<br />
Die Cloud ist für die IT-OT-Konvergenz entscheidend. Wieso das so ist <strong>und</strong> welchen<br />
konkreten Nutzen sie hierbei Unternehmen bietet, erklärt Jan Metzner, Senior Specialist<br />
Solutions Architect, Manufacturing bei Amazon Web Services.<br />
Inwiefern ist die Cloud bei der «IT-OT-Konvergenz»<br />
ein Thema?<br />
Die Cloud hilft dort, wo unüberschaubare Mengen<br />
an Daten anfallen, welche in der Folge verarbeitet<br />
<strong>und</strong> zum Beispiel in Data Lakes gespeichert werden.<br />
Die Konvergenz versucht die Daten der beiden «Silos»<br />
zu vereinen, was mit Big-Data-Technologien am besten<br />
gelingt. Die Cloud ist damit der Wegbereiter der IT-OT-<br />
Konvergenz.<br />
Welche Branchen profitieren hierbei insbesondere<br />
von der Cloud?<br />
Alle Branchen profitieren von der Cloud, da es dadurch<br />
sehr einfach ist, datenbasierte Entscheidungen zu<br />
treffen. Das Ausführen von Anwendungen in der Cloud<br />
kann dabei helfen, schneller zu operieren, sicherer<br />
zu arbeiten <strong>und</strong> grosse Kosteneinsparungen zu erzielen.<br />
Gleichzeitig profitieren Unternehmen aller Branchen<br />
von der Agilität, Skalierbarkeit <strong>und</strong> Leistung der Cloud.<br />
30 #<strong>013</strong>
IT-OT-KONVERGENZ<br />
Wie lautet Ihr Rat an Unternehmen,<br />
die ihre betriebskritischen Daten zwecks<br />
Visualisierung oder Analyse in die<br />
Cloud schicken (wollen)?<br />
Es ist wichtig, nicht zu lange mit der<br />
Entscheidungsfindung zu warten,<br />
sondern mit einem Pilotprojekt anzufangen.<br />
Gleichzeitig sollte man aber auch<br />
das eigentlich grössere Ziel der datengetriebenen<br />
Entscheidungen nicht aus den<br />
Augen verlieren. Denn, je nach Anwendung,<br />
werden Daten aus einem Zeitraum<br />
von mehreren Monaten benötigt, um<br />
aus diesen Entscheidungen ableiten zu<br />
können.<br />
Wie schützt AWS die Daten vor unberechtigtem<br />
Zugriff?<br />
Die Sicherheit der eigenen Daten ist für<br />
unsere K<strong>und</strong>en ein sehr grosses Anliegen.<br />
AWS bietet die Kontrolle über die eigenen<br />
Daten durch einfache, leistungsstarke<br />
Tools, mit denen K<strong>und</strong>en festlegen können,<br />
wo die Inhalte gespeichert werden, <strong>und</strong><br />
mit denen man die Inhalte während der<br />
Übertragung <strong>und</strong> im Ruhezustand verschlüsseln<br />
kann. Ausserdem stellen wir<br />
durch fortschrittliche technische <strong>und</strong><br />
physische Überwachung sicher, dass nicht<br />
autorisierte Zugriffe oder die Offenlegung<br />
von Daten verhindert werden.<br />
Sollten Unternehmen ausschliesslich<br />
die Privat Cloud für das Ablegen ihrer<br />
OT-Daten nutzen oder gibt es OT-Daten,<br />
die getrost in die günstigere Public Cloud<br />
können?<br />
Cloud <strong>und</strong> Edge verschmelzen gerade<br />
immer weiter <strong>und</strong> AWS bietet eine Vielzahl<br />
an Tools, die am Edge laufen, um Daten vorzuverarbeiten<br />
<strong>und</strong> diese auch am Edge<br />
bereitzustellen. Das ist gerade bei Sensordaten<br />
von Maschinen wichtig. Das hat zum<br />
einen den Zweck, einen Kontext zu den<br />
Daten herzustellen, beispielsweise in<br />
welchem Prozessschritt die Daten angefallen<br />
sind. Zum anderen sollte man aber<br />
auch nicht im Millisek<strong>und</strong>en-Takt Sensordaten<br />
übertragen, wenn sich diese nicht<br />
ändern. Mit Lösungen wie AWS IoT<br />
Greengrass oder aber auch AWS Outposts bieten wir genau<br />
dafür Lösungen an, die unsere K<strong>und</strong>en, beispielsweise<br />
Volkswagen, bereits im Einsatz haben.<br />
Die Cloud ist für rechenintensive Anwendungen, die<br />
Anwender nicht in der Edge haben wollen, ideal. Können<br />
Sie vielleicht anhand von Vision Analytivc erklären,<br />
welche konkreten Vorzüge die Cloud bietet?<br />
Vision Analytics ist ein gutes Beispiel, da es dabei um das<br />
Ausführen von Modellen des Maschinellen Lernens, meist<br />
am Edge, aber auch in der Cloud geht. Das Training dieses<br />
Modells ist aber sehr rechenintensiv <strong>und</strong> braucht Zugriff<br />
auf eine Vielzahl von Daten. Genau dieser rechen- <strong>und</strong><br />
datenintensive Teil kann sehr gut in der Cloud aus geführt<br />
werden <strong>und</strong> nur das Modell, welches dann zum Beispiel<br />
Anomalien in den Bilddaten der produzierten Produkte<br />
erkennt, wird am Edge ausgeführt. Das ist der Ansatz, den<br />
wir mit Amazon SageMaker in der Cloud <strong>und</strong> mit AWS<br />
Panorama am Edge anbieten.<br />
Wenn ein Unternehmen seine Daten in die Cloud bringen<br />
möchte, benötigt es Bandbreite. Wie können Unternehmen<br />
mit schlechter Infrastruktur, beispielsweise ohne Glasfaseranschluss,<br />
dennoch die Vorzüge der Cloud nutzen?<br />
Die Datenmenge muss nicht zwangsläufig gross sein, wenn<br />
am Edge die Daten vorverarbeitet werden. Die Datenmenge<br />
ist eine Sache, aber man muss auch darauf achten, was<br />
man mit den Daten anfangen möchte. Gerade hier bietet die<br />
Cloud viele Vorteile, weil sich die Architektur flexibel an<br />
die Anwendung anpassen lässt. Wenn sich dann Vorgaben<br />
ändern, kann man einfach <strong>und</strong> schnell reagieren <strong>und</strong> eine<br />
kleine Architekturänderung vornehmen.<br />
Je nach Applikation können innerhalb eines Tages<br />
Millionen Datenwerte anfallen, die Speicherkapazität<br />
benötigen. Wie ökologisch verhält sich ein Unternehmen,<br />
dass die Cloud für die Datenvisualisierung<br />
<strong>und</strong> -analyse nutzt?<br />
Das Ziel der Analyse ist ja die Produktion zu optimieren,<br />
sprich genau so viel zu produzieren wie nötig, mit dem<br />
geringsten Energieverbrauch. Das bedeutet aber auch, dass<br />
man nicht zwangsläufig einfach alle Datenwerte, die ein<br />
Sensor bereitstellt, blind speichern sollte. Hinzu kommt,<br />
dass die Cloud wesentlich energieoptimierter ist als eine<br />
Ressourcenbereitstellung in der Fabrik. Betrachtet man<br />
schliesslich mehrere Fabriken, bei denen dezentral <strong>und</strong><br />
für jede einzelne Analysen bereitgestellt werden müssten,<br />
fällt die Bilanz der Cloud noch besser aus.<br />
AWS Amazon Web Services | www.amazon.com<br />
«Man muss nicht zwangsläufig<br />
alle Datenwerte blind speichern.»<br />
Jan Metzner, Amazon Web Services<br />
#<strong>013</strong> 31
Produkte<br />
Wago I/O System<br />
Advanced<br />
Time-Sensitive Networking (TSN) ist<br />
die Zukunftstechnologie, wenn es um<br />
die durchgängige, flexible, leistungsfähige<br />
<strong>und</strong> sichere Vernetzung von<br />
Maschinen <strong>und</strong> Anlagen geht. Die<br />
brandneue Automatisierungslösung<br />
I/O System Advanced für TSN ist ein<br />
offenes, innovatives <strong>und</strong> zukunftssicheres<br />
Automatisierungssystem für<br />
den Maschinen- <strong>und</strong> Anlagenbau <strong>und</strong><br />
bietet die Vorteile der 750er-Serie bei<br />
hervorragender Performance <strong>und</strong><br />
fehlervermeidender Mechanik.<br />
Herzstück ist hierbei der PFC200-Controller,<br />
der die Möglichkeiten der<br />
PFC-Technologie mit dem I/O System<br />
Advanced verbindet. Der Anwender<br />
profitiert dadurch von hoher Leistung<br />
<strong>und</strong> kurzen Reaktionszeiten bei<br />
gleichzeitiger Synchronität für die<br />
Anbindung an verschiedene, schnelle<br />
Ethernet-Feldbusse.<br />
Wago Contact SA | www.wago.ch<br />
Leistungsfähige Visualisierung<br />
mit einem Klick<br />
Die kollisionsfrei <strong>und</strong> unabhängig bewegbaren Mover<br />
des Transportsystems XTS können auf k<strong>und</strong>enspezifischen<br />
Bahngeometrien dynamisch positioniert werden. Für die<br />
zugehörige Visualisierung kann nun aus einer bestehenden<br />
Konfiguration heraus mit nur einem Mausklick ein passendes<br />
HMI Control erstellt werden. Dieses ist automatisch<br />
mit allen notwenigen Parametern der Anwendung verb<strong>und</strong>en<br />
<strong>und</strong> kann direkt die aktuellen Positionen aller Mover<br />
innerhalb des Systems anzeigen. Es besteht aus drei<br />
Ebenen <strong>und</strong> kann dadurch bei Bedarf einfach mit weiteren<br />
HMI Controls oder auch mit nicht animierten Bildern<br />
kombiniert werden. Die Lösung vereinfacht zudem die<br />
Anlagendiagnose sowie das Auffinden bestimmter Mover<br />
durch farbliches Hervorheben. Weiterhin lässt es sich<br />
effektiv für Simulationen nutzen.<br />
Beckhoff Automation AG | www.beckhoff.ch<br />
32 #<strong>013</strong>
Führen <strong>und</strong> messen in einem System<br />
Die präzise Linearführung Minislide MSQscale kombiniert das Führen <strong>und</strong> Messen in<br />
einer Einheit <strong>und</strong> ist mit Verfahrwegen von bis zu 102 mm verfügbar. Die komplexe<br />
Messtechnik inklusive optischem Sensor ist in dem Führungswagen integriert <strong>und</strong> die<br />
Massverkörperung direkt auf der Schiene aufgebracht. Dementsprechend kompakt baut<br />
das gesamte System, wodurch es sich sehr einfach in Maschinen <strong>und</strong> Anlagen unterschiedlicher<br />
Art integrieren lässt. Die Linearführung bietet eine Genauigkeit im Mikrometerbereich<br />
bei Beschleunigungswerten von bis zu 300 m/s2 <strong>und</strong> Prozess-sicheren<br />
Geschwindigkeiten von 3 m/s.<br />
Schneeberger AG | www.schneeberger.com<br />
Einbaufertige Linearachsen<br />
Der Monocarrier Electrified (MCE) lässt<br />
sich durch zahlreiche Optionen optimal<br />
an die individuellen Anforderungen<br />
anpassen. Als Antrieb der Linearachse<br />
stehen zum Beispiel verschiedene<br />
Schritt- oder Servomotoren zur Auswahl,<br />
die in Reihe oder parallel (U-Form) zur<br />
Lineareinheit installiert werden können.<br />
Erhältlich ist der MCE mit einem oder<br />
zwei Führungswagen. Zu den Optionen<br />
gehören Abdeckungen (oben oder komplett)<br />
<strong>und</strong> verschiedene Sensor-Kits.<br />
Darüber hinaus ermöglichen verschiedene<br />
Halterungen die Integration der MCE in<br />
die Umgebungskonstruktion sowie die<br />
Kombination mehrerer MCE zu XYZ-Konfigurationen.<br />
NSK Europe | www.nskeurope.de<br />
Sicherheit einfach parametriert<br />
Mit der Sicherheitskarte Movisafe CSA31A erlebt das<br />
Movi-C-Safety-Portfolio eine deutliche Funktions- <strong>und</strong><br />
dadurch Flexibilitätssteigerung. Mit ihr werden komplexere<br />
Funktionen, wie die sichere Geschwindigkeit <strong>und</strong><br />
sichere Position aus verschiedensten Geberkombinationen<br />
(z. B. Motor- <strong>und</strong> Streckengeber) eingeführt, ohne an<br />
Benutzerfre<strong>und</strong>lichkeit zu verlieren: Dem Prinzip folgend<br />
«parametrieren statt programmieren» können in der<br />
Softwareoberfläche Movisuite (ab Version 2.20) auch<br />
komplexe Sicherheitsfunktionen einfach in Betrieb<br />
genommen werden. Somit kann der Maschinenbauer selbst<br />
bei schlupfbehafteten Systemen schnell anspruchsvolle<br />
Sicherheitsaufgaben lösen <strong>und</strong> damit eine rasche Inbetriebnahme<br />
beim Endk<strong>und</strong>en garantieren.<br />
Alfred Imhof AG | www.imhof-sew.ch
Euromap-konformes Steckverbindersystem<br />
Wieland Electric erfüllt bereits heute alle Euromap-Standards für festpolige schwere Steckverbinder.<br />
Nun erweitert der Hersteller sein Portfolio um das äusserst flexible Steckverbindersystem<br />
revos Modular, womit nun auch die Euromap-Standards 27-1, 70, 73, 74 <strong>und</strong> 78<br />
abgedeckt werden <strong>und</strong> das Unternehmen vom Dachverband als offizieller Anbieter Euromapkompatibler<br />
Steckverbinder gelistet wird. Anwender des revos-Sortiments profitieren von<br />
standardisierten Schnittstellen, welche viele Vorteile bieten <strong>und</strong> es erlauben, Produktionsanlagen<br />
sehr einfach an neue Anforderungen anzupassen. So können beispielsweise Energie,<br />
Signale <strong>und</strong> Daten mit nur einem Steckverbinder übertragen werden. Die werkzeuglose<br />
Montage <strong>und</strong> Demontage der Module unterstützt eine fehlerfreie <strong>und</strong> schnelle Inbetriebnahme<br />
sowie einen leichten Austausch von Baugruppen, was Zeit <strong>und</strong> Kosten spart.<br />
Wieland Electric AG | www.wieland-electric.ch<br />
Wie reduzieren Sie Ihren CO2-Footprint<br />
<strong>und</strong> sparen bares Geld?<br />
Einen Beitrag leistet der Einsatz von energieeffizienten Lösungen im Bereich<br />
der Schaltschrank- <strong>und</strong> Prozessklimatisierung.<br />
Die Rittal AG hilft Ihnen bei der Suche nach der geeigneten Kühlung für Ihr<br />
Unternehmen.<br />
Mehr erfahren unter:<br />
www.rittal.com/de-de/products/Kuehlart
PRODUKTE<br />
Steckverbinder im Winkelgehäuse<br />
Beim Winkelgehäuse handelt es sich um eine Optimierung<br />
beziehungsweise eine Ergänzung für die Serien 423, 713, 715<br />
<strong>und</strong> 825. Damit bleiben alle Anwendungsfälle der zugr<strong>und</strong>eliegenden<br />
M12- <strong>und</strong> M16-Steckverbinder bestehen. Insbesondere<br />
unter beengten Platzverhältnissen verfügt diese neue<br />
Gehäuseform über ein verbessertes Dichtheitskonzept <strong>und</strong><br />
ermöglicht eine leichtere Montage.<br />
Binder Swiss AG | www.binder-connector.com/ch-de<br />
RSL 81 überarbeitet<br />
Um den Bahnrechner RSL 81 für künftige Anwendungen fit zu machen, wurde er nun überarbeitet.<br />
Zu den Verbesserungen zählen ein neues Mainboard <strong>und</strong> ein CAN-Controller der neuesten Gene ration.<br />
Dieser unterstützt neben Highspeed-CAN (ISO 11898-2) <strong>und</strong> Lowspeed-CAN (ISO 11898-3) sowie CAN-FD.<br />
Die CAN-Schnittstellen lassen sich bei Bedarf rückwirkungsfrei konfigurieren. Ebenfalls neu ist eine<br />
M.2-Schnittstelle, über die sich 5G-Module anbinden lassen. Der RSL 81 verfügt über Weitbereichseingänge<br />
für Gleichspannung zwischen 16,8 <strong>und</strong> 137,5 V <strong>und</strong> lässt sich wahlweise mit 4G/LTE (UMTS/GSM<br />
Fallback) konfigurieren. Der Rechner erfüllt alle rele vanten Normen der Bahnbranche, darunter<br />
EN50155, OT4 sowie EN45545-2 HL3. Auf Wunsch ist der Rechner mit einer unterbrechungs freien<br />
Stromversorgung erhältlich.<br />
Syslogic AG | www.syslogic.com
PRODUKTE<br />
Wago I/O System Field<br />
Hoch performant, vorbereitet für<br />
Time-Sensitive Networking (TSN)<br />
<strong>und</strong> unerschütterlich selbst bei<br />
rauesten Umgebungsbedingungen:<br />
Das Wago I/O System Field für die<br />
schaltschranklose Automatisierung<br />
in Schutzart IP67 überzeugt mit<br />
vielfältigen Funktionen. Ganz gleich,<br />
ob an der Verpackungsmaschine<br />
oder am Roboterarm, die Module des<br />
I/O Systems Field lassen sich genau<br />
dort montieren, wo sie benötigt<br />
werden – direkt am Ort des Geschehens,<br />
an der Maschine, nah an der<br />
Sensorik <strong>und</strong> der Aktorik.<br />
Wago Contact SA | www.wago.ch<br />
Erweiterung der Evochain-Energiekettenserie<br />
3D-Bildverarbeitungssystem<br />
Das Bildverarbeitungssystem In-Sight 3D-L4000 bearbeitet<br />
mit hoher Qualität <strong>und</strong> Geschwindigkeit 3D-Bilder für<br />
Inline-Prüf-, Führ- <strong>und</strong> Messanwendungen. Durch die<br />
Möglichkeit, Vision-Tools direkt auf einem echten 3D-Bild<br />
des Teils zu platzieren, bietet es eine höhere Genauigkeit<br />
als herkömmliche Systeme, wodurch sich die Arten möglicher<br />
Inspektionen erweitern. Das System enthält alle<br />
traditionellen 3D-Messwerkzeuge, wie zum Beispiel Ebenen<strong>und</strong><br />
Höhenbestimmung, <strong>und</strong> wird mit einer Vielzahl an<br />
3D-Vision-Tools geliefert, die von Gr<strong>und</strong> auf so konzipiert<br />
wurden, dass sie Prüfungen im echten 3D-Raum ermöglichen.<br />
Das In-Sight 3D-L4000 ist in drei Modellen mit<br />
unterschiedlichen Sichtfeldern verfügbar <strong>und</strong> eignet sich<br />
für einen vielseitigen Einsatz in verschiedenen Branchen.<br />
Cognex Germany Inc. | www.cognex.com<br />
36 #<strong>013</strong><br />
MP560 heisst das neue Modell in der<br />
Evochain-Energiekettenserie. Sie ist<br />
mit allen Technologien, welche die<br />
Evochain-Ketten besonders machen,<br />
ausgestattet. Dazu gehört die zeitsparende<br />
Rahmensteg-Verriegelung, die<br />
es erlaubt, die Energiekette einfach<br />
<strong>und</strong> schnell zu öffnen <strong>und</strong> zu schliessen.<br />
Dazu gehört auch der Gleitschuh<br />
mit Verschleisskontrollsystem. Denn<br />
Energieketten in horizontal gleitender<br />
Einbaulage werden oft sehr hohen<br />
mechanischen Belastungen ausgesetzt.<br />
Murrplastik hat hierfür eine<br />
clevere Lösung entwickelt, nämlich<br />
aufsteckbare Gleitschuhe im Innenbogen<br />
mit dem speziell entwickelten<br />
Verschleisskontrollsystem Evocontrol.<br />
Des Weiteren gibt es Geräuschdämpfungssysteme<br />
im Seitenglied,<br />
Seitenglieder mit Nut- <strong>und</strong> Feder-<br />
Technik <strong>und</strong> das variable Regalsystem,<br />
was eine flexible Belegung<br />
hinsichtlich Grösse <strong>und</strong> Anzahl der<br />
Leitungen <strong>und</strong> Schläuche gestattet.<br />
Murrplastik AG | www.murrplastik.ch
Leistungsfähige <strong>und</strong> extrem<br />
miniaturisierte Motion Controller<br />
Mit den Motion Controllern MC 3001 B (Board-to-Board-<br />
Stecker) <strong>und</strong> MC 3001 P (28-Pin-Stiftleiste) r<strong>und</strong>et Faulhaber<br />
die Generation seiner MC V3.0 Controller im Leistungsspektrum<br />
nach unten ab. Mit ihren Abmessungen<br />
von 16 × 27 × 2,6 mm sind sie für einen Dauerbetrieb bei<br />
1,4 A (5 A Spitze) ausgelegt. Konzipiert sind sie als Slaves<br />
für Ansteuer- <strong>und</strong> Positionieraufgaben von DC-Kleinstmotoren,<br />
linearen DC-Servomotoren oder bürstenlosen<br />
DC-Motoren. Ihre Konfiguration erfolgt über den Motion<br />
Manager V6 (ab Version 6.8), wobei das gute EMV-Verhalten<br />
der ungehäusten Controller von externen Laboren<br />
zertifiziert wurde.<br />
Faulhaber Minimotor SA | www.faulhaber.ch<br />
AI Solution Factory<br />
T-Systems hat seine zwanzigjährige Erfahrung in Transformation<br />
<strong>und</strong> Management von IT-Systemen in ein<br />
KI-Angebot gegossen. AI Solution Factory bündelt Entwickeln,<br />
Testen, Einführen <strong>und</strong> den Betrieb von KI-Lösungen<br />
für Produktion <strong>und</strong> Logistik <strong>und</strong> basiert auf einem Modellbaukasten.<br />
Dieser stellt die benötigte Hard- <strong>und</strong> Software<br />
sowie die Konnektivität <strong>und</strong> Sicherheit bereit <strong>und</strong> gestattet<br />
die Umsetzung individueller Lösungen. In einer Anwendung<br />
in der Automobilindustrie kommt dieser bereits<br />
zum Einsatz <strong>und</strong> beurteilt dort die Schweiss-Qualität von<br />
Robotern. Sensoren <strong>und</strong> Kameras am Roboter liefern<br />
Informationen zum Schweissprozess. Mittels Künstlicher<br />
Intelligenz lernt das eingesetzte System, wie gut seine<br />
Arbeit ist <strong>und</strong> sagt die Qualität der Verbindung vorher.<br />
Da die Qualitätskontrolle direkt beim Schweissen erfolgt,<br />
entfällt dieser Schritt am Ende der Produktionsstrasse.<br />
T-Systems Schweiz | www.t-systems.ch<br />
FAULHABER Motion Control<br />
Feel the<br />
Power<br />
Die neuen Motion Controller<br />
der Serie MC 3001 B/P sind<br />
extrem miniaturisiert <strong>und</strong> bieten<br />
dennoch die volle Funktionalität<br />
der MC3 Controller-Familie.<br />
faulhaber.com/mc3-mini/de<br />
M 1:1<br />
NEU<br />
16 mm<br />
WE CREATE MOTION
PRODUKTE<br />
Servoverstärker für Hochtouriges<br />
Der Servoverstärker Acopos P3 ist nun in einer Variante ohne<br />
Beschränkung der Ausgangsfrequenz verfügbar. So werden in<br />
vielen Anwendungen Motordrehzahlen möglich, die 100 000<br />
Umdrehungen in der Minute überschreiten. Die Motoren können<br />
dabei im offenen Regelkreis <strong>und</strong> im vollständig geschlossenen<br />
Regelkreis mit einer Zykluszeit von 50 µs gesteuert werden. Bei<br />
der Standardvariante des Acopos P3 wird die elektrische Ausgangsfrequenz<br />
des Gerätes überwacht. Überschreitet diese den Grenzwert<br />
von 598 Hz ununterbrochen für mehr als eine halbe Sek<strong>und</strong>e,<br />
wird die Bewegung gestoppt <strong>und</strong> ein Fehler ausgelöst. Bei der<br />
neuen Variante wird die elektrische Ausgangsfrequenz nicht<br />
überwacht. Damit unterliegt das Gerät den Dual-Use-Exportbeschränkungen<br />
gemäss der Verordnung (EG) Nr. 428/2009 der<br />
Europäischen Gemeinschaft.<br />
B&R Industrie-Automation AG | www.br-automation.com<br />
Handbediengerät mit Multitouch<br />
Das mobile Bedienpanel HGT 1053 hat einen kapazitiven 10,1-Zoll-Multitouchscreen<br />
<strong>und</strong> wurde speziell für anspruchsvolle Applikationen <strong>und</strong> (Web-) Visualisierungen<br />
entwickelt. Maschinen, Anlagen <strong>und</strong> Roboter lassen sich mit dem<br />
OPC-UA-fähigen Handbediengerät direkt vor Ort bedienen, testen <strong>und</strong> warten.<br />
Die integrierten Safety-Elemente Not-Halt- <strong>und</strong> Zustimmtaster sowie Schlüsselschalter<br />
sorgen für die nötige Sicherheit für Benutzer <strong>und</strong> Maschine (SIL 3, PL e).<br />
Kommuniziert wird über Gigabit-Ethernet. Zusätzlich stellt das HGT 1053 eine<br />
USB-2.0-Typ-A-Schnittstelle bereit. Das kabelgeb<strong>und</strong>ene, ergonomisch designte<br />
Bedienpanel in Schutzart IP54 liegt gut in der Hand <strong>und</strong> ermöglicht mit einem<br />
Gewicht von 1250 g ein ermüdungsfreies Arbeiten.<br />
Sigmatek Schweiz AG | www.sigmatek-automation.ch<br />
38 #<strong>013</strong>
TwinCAT Vision kombiniert mit TwinCAT HMI<br />
Die Bildverarbeitungslösung TwinCAT Vision bietet mit dem TwinCAT HMI Control Package die Möglichkeit,<br />
die Bildverarbeitung in die TwinCAT-HMI-Bedienoberfläche zu integrieren. Hierzu zählen ein<br />
erweitertes Image Control zur Bilddarstellung sowie ein Color Control. Das Image Control bietet zahlreiche<br />
Features, wie zum Beispiel das Einfrieren von Bildern oder die Detailanalyse einzelner Bilder, <strong>und</strong> erübrigt<br />
so das zeitaufwendige Programmieren von Funktionalitäten. Zudem gestattet es eine direkte Verknüpfung<br />
mehrerer Bildvariablen <strong>und</strong> die einfache Umschaltung der Bildanzeige. Sowohl im Image als auch im<br />
Color Control sind viele Einzel-Controls <strong>und</strong> JavaScript-Programmierung gekapselt <strong>und</strong> werden in vollem<br />
Umfang <strong>und</strong> einfach konfigurierbar zur Verfügung gestellt.<br />
Beckhoff Automation AG | www.beckhoff.ch<br />
Drehstrommotoren Baureihe DR..<br />
Effizient, leistungsstark <strong>und</strong> weltweit<br />
einsetzbar<br />
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Mit den Motorbaukästen DR../DRN/DR2.. setzen wir<br />
Millionen von Antriebskombinationen um <strong>und</strong> bewegen<br />
die unterschiedlichsten Anlagen <strong>und</strong> Maschinen, weltweit.<br />
Wir bieten Ihnen für jede Anforderung den optimalen<br />
Drehstrommotor: 2-, 4-, 6- <strong>und</strong> 8-polige Motoren,<br />
mit Leistungen von 0,09 kW bis 375 kW <strong>und</strong> in den<br />
Wirkungsgradklassen IE1 bis IE4.<br />
www.imhof-sew.ch
RUBRIKTITEL<br />
DIE SCHWEIZ<br />
SICHERER MACHEN<br />
KOLLABORATIVES<br />
ARBEITEN<br />
#008<br />
VINCI Energies baut für ihre Marken Axians <strong>und</strong> Actemium ein internationales<br />
IT/OT Security Operations Center (SOC) in Basel auf. In diesem neuen Hub mit Fokus<br />
auf Industrie 4.0 vernetzen sich über 300 Cyber-Security-Spezialisten aus der<br />
VINCI-Energies-Unternehmensgruppe. Das neue SOC entsteht im Bau 1 des Kompetenzzentrums<br />
uptownBasel <strong>und</strong> wird im Oktober 2021 eröffnet.<br />
Von Eugen Albisser<br />
COVID-19 sorgt in vielen Unternehmen für eine<br />
Neuorientierung. Themen wie Homeoffice, Digitalisierung,<br />
Datensicherheit, Remote-Wartung <strong>und</strong><br />
Connectivity gehören zu den neuen Schwerpunkten.<br />
Durch die damit verb<strong>und</strong>enen Umstellungen sowie die<br />
fortschreitende Digitalisierung <strong>und</strong> intensivere Vernetzung<br />
der IT mit der OT im Produktionsumfeld rücken jedoch auch<br />
Fragen zur Cyber Security deutlich stärker in den Fokus als<br />
jemals zuvor.<br />
So gilt es beispielsweise, in Industrie-4.0-Produktionshallen<br />
Ausfälle <strong>und</strong> Qualitätsschwankungen zu verhindern,<br />
die durch externe Manipulation verursacht werden könnten.<br />
Firmen müssen also zukünftig sicherstellen, dass ihre<br />
Sicherheit ausreicht, um ihr Leistungsangebot gegenüber<br />
ihren K<strong>und</strong>en reibungslos aufrechtzuerhalten.<br />
Mehrwert für Firmen mit Industrie-4.0-Ansätzen<br />
Verschiedene Studien von Gartner, Forrester, IDC <strong>und</strong> IDG<br />
gehen davon aus, dass bis 2025 r<strong>und</strong> 40% der Unternehmen<br />
40 #<strong>013</strong>
RUBRIKTITEL<br />
Zur Rubrik<br />
Die fortlaufende Rubrik «Kollaboratives Arbeiten»<br />
entsteht in Zusammenarbeit mit uptownBasel <strong>und</strong><br />
wird von ihr fi nanziell unterstützt. Die Rubrik<br />
beschreibt die Möglichkeiten, welche sich Industriefi<br />
rmen bieten im Zeitalter der Digitalisierung:<br />
vom kollaborativen Arbeiten bis zur vollkommen<br />
vernetzten Produktion.<br />
Portugal <strong>und</strong> Frankreich <strong>und</strong> schliesst die Expertise von Actemium<br />
im Bereich OT-Security mit ein. «Mit unserem neuen<br />
SOC bieten wir ein umfassendes <strong>und</strong> tiefes Spezial-Knowhow<br />
für Cyber-Bedrohungen unserer Zeit. Wir erkennen, analysieren,<br />
beheben <strong>und</strong> dokumentieren dort r<strong>und</strong> um die Uhr<br />
die Security-Vorfälle für unsere K<strong>und</strong>en. Durch unsere hohe<br />
Präventionsquote <strong>und</strong> den Fokus auf ICT & OT-Security schaffen<br />
wir am Standort Basel ein europaweit führendes Zentrum<br />
für Cybersicherheit im Zeitalter der Industrie 4.0», sagt Stefano<br />
Camuso, CEO Axians & Actemium Schweiz.<br />
uptownBasel | www.uptownbasel.ch<br />
ein internes Cybersecurity-Management-Team aufbauen.<br />
Nicht alle Unternehmen können jedoch ein eigenes Cybersecurity-Team<br />
betreiben. Die Gründe sind vielfältig, oft<br />
fehlt es jedoch schlicht an den benötigten Ressourcen<br />
wie interne Expertise, Zeit <strong>und</strong> Budget. Aus diesem Gr<strong>und</strong><br />
investiert VINCI Energies mit ihren Marken Actemium<br />
(Industrietechnik) <strong>und</strong> Axians (ICT) gezielt in den Aufbau<br />
eines internationalen Security Operations Center (SOC) am<br />
Standort Basel.<br />
Besonders für Industrie-Unternehmen, die über gewachsene<br />
Produktionsinfrastrukturen oder gezielte Industrie-4.0-<br />
Strategien verfügen, entsteht hier ein besonderer Mehrwert.<br />
Im SOC Basel werden alle vernetzten Sensoren, Maschinen,<br />
Anlagen <strong>und</strong> Geräte von Unternehmen überwacht, Security<br />
Muster sowie Anomalien analysiert <strong>und</strong> Schutzmassnahmen<br />
eingeleitet, um potenzielle Angriffe abzuwehren.<br />
Kommandozentrale im Kompetenzzentrum uptownBasel<br />
Das IT/OT SOC leistet zukünftig einen wichtigen Beitrag, um<br />
die Schweiz sicherer zu machen, <strong>und</strong> unterstützt Firmen<br />
<strong>und</strong> Organisationen bei der Erstellung <strong>und</strong> Umsetzung ihrer<br />
Security-Strategie. Das SOC im Bau 1 des Kompetenzzentrums<br />
uptownBasel dient dabei als Kommandozentrale. Es<br />
erfasst alle relevanten Informationen in Echtzeit, analysiert<br />
sie fortlaufend, erkennt dadurch Sicherheitsverletzungen<br />
schnell, kann zeitnah darauf reagieren <strong>und</strong> sie verhindern<br />
oder mit diesen Erkenntnissen auch präventive Schutzmassnahmen<br />
einleiten, um potenzielle Angriffe abzuwehren.<br />
Damit schliesst es ein Bedürfnis vieler Unternehmen,<br />
die über eine nicht ausreichende eigene Überwachung verfügen,<br />
Angriffe nicht oder zu spät erkennen <strong>und</strong> so hohen<br />
Schaden erleiden können.<br />
Europaweit führendes Zentrum für Cybersicherheit<br />
Das neue Security-Zentrum wird Teil eines Netzwerks von<br />
Axians SOCs in Europa sein, nebst den bereits existierenden<br />
lokalen SOCs in Deutschland, Tschechien, den Niederlanden,<br />
uptownBasel:<br />
Themen <strong>und</strong> Mieter<br />
Das Security Operations Center (SOC) im uptownBasel wird<br />
voraussichtlich ab Ende August 2021 in Betrieb genommen<br />
<strong>und</strong> im dritten Quartal 2021 eröffnet. uptownBasel konzentriert<br />
sich auf die aktuellen Themen wie Elektromobilität, Batterietechnologie,<br />
Digital Health, personalisierte Medizin, Additive<br />
Manufacturing, Datacenter <strong>und</strong> Data Analytics. uptownBasel<br />
hat dafür in Arlesheim im Schorengebiet ein Gr<strong>und</strong>stück<br />
mit 70 000 m 2 Fläche gekauft <strong>und</strong> wird bis 2027 dort modernste<br />
Räume <strong>und</strong> Infrastrukturen für mindestens 50 Firmen mit<br />
2000 innovativen Arbeitsplätzen schaffen.<br />
Wer steckt hinter uptownBasel<br />
Der kollaborative Campus der Zukunft ist eine Arealentwicklung<br />
von Hans-Jörg Fankhauser. Für das grosse fi nanzielle<br />
Engagement steht die Familie von Dr. Thomas Staehelin <strong>und</strong><br />
seiner Frau Monique, die selbst in Arlesheim aufgewachsen ist.<br />
#<strong>013</strong> 41
TECHNISCHES RUBRIKTITEL ENGLISCH<br />
BRUSH IT UP!<br />
Zuverlässige Messdaten mit den<br />
Drehgebern von Balluff<br />
In industriellen Anwendungen sind die<br />
Prozesszyklen genau getaktet.<br />
Um sie einzuhalten, ist die Regelung von Dreh<strong>und</strong><br />
Bandgeschwindigkeiten <strong>und</strong> die exakte<br />
Positionierung von Werkstücken essenziell.<br />
Die neuen Drehgeber von Balluff erfassen präzise<br />
Längen, Positionen, Drehzahlen, Drehbewegungen<br />
<strong>und</strong> Winkel.<br />
«Die Drehgeber überwachen Drehachsen, die die<br />
genaue Positionierung von Werkstücken <strong>und</strong> die<br />
Bewegung von Maschinen <strong>und</strong> Anlagen steuern»,<br />
sagt Balluff Produktmanager Josef Albano.<br />
Drehgeber wandeln mechanische Bewegungen<br />
in digitale elektrische Signale um.<br />
Je nach Anwendung haben sie unterschiedliche<br />
Messprinzipien.<br />
Ist eine hohe Auflösung gefordert, kommen meist<br />
optische Drehgeber zum Einsatz, die inkremental<br />
messen.<br />
In rauen Umgebungsbedingungen sind magnetische<br />
Drehgeber die richtige Wahl, die sowohl mit<br />
inkrementalem als auch mit absolutem Messprinzip<br />
erhältlich sind.<br />
Reliable measurement data with<br />
Balluff encoders<br />
In industrial applications, process cycles are<br />
precisely timed.<br />
In order to meet them, the control of rotational<br />
and conveyor speeds as well as the exact positioning<br />
of workpieces is essential.<br />
The new rotary encoders from Balluff precisely<br />
measure lengths, positions, speeds, rotary<br />
movements and angles.<br />
«The encoders monitor rotary axes that control<br />
the precise positioning of workpieces and the<br />
movement of machines and systems,» says Balluff<br />
Product Manager Josef Albano.<br />
Rotary encoders convert mechanical movements<br />
into digital electrical signals.<br />
Depending on the application, they have different<br />
measuring principles.<br />
If a high resolution is required, optical encoders<br />
that measure incrementally are usually used.<br />
In harsh environmental conditions, magnetic<br />
encoders are the right choice. They are available<br />
with both incremental and absolute measuring<br />
principles.<br />
Wie würden Sie den Text übersetzen? Versuchen Sie es, Absatz<br />
für Absatz. Der deutsche Text in dieser «Brush it up»-Rubrik<br />
wie auch die englische Übersetzung stammen – abgesehen von<br />
ein paar Anpassungen – von einer Pressemitteilung der Firma<br />
Balluff. Bild/Picture: Balluff<br />
42 #<strong>013</strong>
RUBRIKTITEL<br />
NEWS IN<br />
ZAHLEN<br />
Es gibt eine Zahl, die fasziniert mehr als jede andere: Pi. Und um Zahlen geht es hier <strong>und</strong><br />
auch um Pi. Denn zu vielen Nachrichten gehören Zahlen, sie erst lassen uns die Welt besser<br />
einordnen. Hier sind ein paar neue Zahlen aus der Welt der Technik <strong>und</strong> Industrie.<br />
0,12<br />
KW<br />
Die Ökodesign-Richtlinie wird ja<br />
verschärft. Drehstrommotoren<br />
mit einer Nennleistung ab 0,12 kW<br />
müssen nun ebenfalls einen Mindestwirkungsgrad<br />
erfüllen. Ab 0,75 kW<br />
gilt weiterhin der Wirkungsgrad IE3.<br />
11 700 000<br />
DOLLAR<br />
Die Weltraumunternehmen haben Hochbetrieb <strong>und</strong> es wird<br />
investiert. Wie in die Firma Launcher, die 11,7 Millionen Dollar<br />
als Serie-A-Finanzierung erhielt. Wie viele andere, wollen<br />
auch sie eine Rakete entwickeln, die kostengünstig ins All<br />
fliegen kann. Sie setzen bei der Konstruktion auf den 3D-Druck.<br />
3000<br />
MODULE<br />
Meyer Burgers neue Strategie lautet:<br />
Nicht nur Maschinen verkaufen, sondern<br />
selbst Solarmodule produzieren <strong>und</strong><br />
verkaufen. Nun ist ein Werk in Deutschland<br />
eröffnet worden, an dem pro Tag r<strong>und</strong><br />
3000 Module auf Heterojunction-Basis<br />
gefertigt werden können.<br />
1 500 000<br />
DATENPAKTE PRO TAG<br />
Die Vernetzung von Objekten im Internet der Dinge hat einen<br />
Flaschenhals: Viele Datenpakete zur gleichen Zeit zu übertragen<br />
ist schwierig. Am Fraunhofer-Institut fand man nun heraus,<br />
wie es gelingen kann, täglich bis zu 1,5 Millionen Datenpakete<br />
verlustfrei an eine einzige Datenstelle zu übertragen.<br />
30<br />
PROZENT<br />
Dank eines neuartigen Energiesystems<br />
konnte die Standseilbahn<br />
Biel-Magglingen 30 Prozent (siehe<br />
Beitrag Seite 16) ihrer Energiekosten<br />
senken. Einen Teil der Energie<br />
kann die Bahn nämlich nun<br />
beziehen durch die Nutzung<br />
der Bremsenergie der abwärtsfahrenden<br />
Gondel.<br />
62 800 000 000 000<br />
PI-STELLEN<br />
Seit dem 4. Mai läuft an der Fachhochschule Graubünden<br />
ein Versuch, um den Weltrekord in der genausten Berechnung<br />
der Kreiszahl Pi wieder in die Schweiz zurückzuholen.<br />
62,8 Billionen Stellen sind anvisiert.<br />
#<strong>013</strong> #011 43
Wissenswertes<br />
Bild: Bosch<br />
SECHS FAKTEN ZU BOSCHS NEUEM HALBLEITERWERK<br />
R<strong>und</strong> eine Milliarde Euro hat sich Bosch sein neues Halbleiter-Werk nördlich von Dresden<br />
kosten lassen. Im digitalen, 5G-fähigen Gebäude, entstehen vor allem Chips fürs Internet<br />
der Dinge <strong>und</strong> die Automobil-Industrie. Die Mitarbeitenden verantworten dabei die Planung<br />
<strong>und</strong> Steuerung der Produktion.<br />
1. Vernetzte <strong>und</strong> hochautomatisierte Produktion<br />
Jede der r<strong>und</strong> 100 Maschinen <strong>und</strong> Anlagen im 10 000 Quadratmeter<br />
grossen Reinraum ist elektronisch miteinander<br />
<strong>und</strong> mit der Gebäudeinfrastruktur über eine Datenzentrale<br />
vernetzt. 300 Kilometer Datenleitungen wurden dafür verlegt.<br />
Pro Maschine werden so bis zu 1000 Datenkanäle in<br />
Echtzeit erfasst <strong>und</strong> innerhalb des Werks zum Server weitergeleitet.<br />
Diese zentralisierte Datenarchitektur ist eine der<br />
grössten Stärken des neuen Bosch-Werks. Insgesamt entstehen<br />
Produktionsdaten im Umfang von umgerechnet 500<br />
Textseiten pro Sek<strong>und</strong>e. Auf einen Tag hochgerechnet entspricht<br />
dies mehr als 42 Millionen beschriebenen Blättern<br />
Papier mit einem Gewicht von 22 Tonnen.<br />
2. Erste AIoT-Fabrik<br />
Das Halbleiterwerk in Dresden ist Boschs erste AIoT-Fabrik.<br />
AIoT – dieser Begriff steht für die Kombination von Künstlicher<br />
Intelligenz <strong>und</strong> dem Internet der Dinge. Damit schafft<br />
Bosch die Gr<strong>und</strong>lage für eine datengesteuerte, kontinuierliche<br />
Verbesserung in der Produktion. So lässt sich das Datenvolumen,<br />
das entsteht, mittels Methoden der Künstlichen<br />
Intelligenz auswerten. Ein KI-Algorithmus erkennt<br />
beispielsweise selbst kleinste Fehler, die durch spezifische<br />
Fehlerbilder auf den Wafern sichtbar werden. Die Ursachen<br />
werden sofort analysiert <strong>und</strong> Prozessabweichungen umgehend<br />
korrigiert, noch bevor sie die Zuverlässigkeit des Produktes<br />
beeinflussen können.<br />
44 #<strong>013</strong>
3. Digitaler Zwilling für Prozessoptimierung<br />
Das Halbleiterwerk gibt es zweimal – einmal in der realen Welt<br />
<strong>und</strong> einmal in der digitalen. Alle Teile der Fabrik <strong>und</strong> alle relevanten<br />
Bauwerksdaten des kompletten Halbleiterwerkes wurden<br />
bereits während der Bauphase digital erfasst <strong>und</strong> in Form<br />
eines dreidimensionalen Modells visualisiert. Der Zwilling<br />
besteht aus r<strong>und</strong> einer halben Million 3D-Objekten – von Gebäuden<br />
<strong>und</strong> Infrastruktur, über Ver- <strong>und</strong> Entsorgungsanlagen,<br />
Kabeltrassen <strong>und</strong> Lüftungssystemen bis zu den Maschinen <strong>und</strong><br />
Fertigungsanlagen. Damit lassen sich Prozessoptimierungen,<br />
aber auch Umbauarbeiten simulieren, ohne in die laufende<br />
Fertigung eingreifen zu müssen.<br />
HMI<br />
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4. Nachhaltigkeit durch Datenbrille<br />
Bosch nutzt im Dresdener Werk Augmented Reality (Bild links).<br />
Dank smarter AR-Datenbrillen oder Tablets werden Nutzern<br />
digitale Inhalte in die reale Umgebung eingeblendet. Eine von<br />
Bosch entwickelte AR-App macht beispielsweise die Energiedaten<br />
aus der Waferfab in einem virtuellen Gebäudemodell<br />
sichtbar. Damit lässt sich der CO 2 -Fussabdruck von Fertigungsanlagen<br />
optimieren. Zudem unterstützen Datenbrillen bei der<br />
Bauplanung <strong>und</strong> sind künftig ein wichtiges Hilfsmittel bei der<br />
Fernwartung von Anlagen durch Experten weltweit, die gar<br />
nicht vor Ort sind.<br />
5. Ready für 5G<br />
Damit die Datenübertragung zwischen Maschinen <strong>und</strong> Computern<br />
künftig noch flexibler wird, wird in der Halbleiterfabrik schon<br />
bald der Mobilfunkstandard 5G eingeführt. Das Werk ist daher von<br />
Beginn an 5G-ready. Alle erforderlichen baulichen Massnahmen<br />
für eine 5G-Infrastruktur wurden beim Bau bereits berücksichtigt.<br />
6. Klimaneutraler Betrieb<br />
Das Halbleiterwerk wurde von Beginn an klimaneutral erstellt.<br />
Bosch greift dafür auf die Erfahrungen des Schwesterwerks in<br />
Reutlingen zurück. Die Hauptenergieversorgung erfolgt beispielsweise<br />
ausschliesslich durch Ökostrom <strong>und</strong> klimaneutrales<br />
Erdgas. Zudem sorgt ein ausgeklügeltes Energiemanagement<br />
für eine verbrauchsoptimierte Fertigung.<br />
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von Schneider<br />
Electric. Bild: SE<br />
40 JAHRE LEUZE ELECTRONIC AG<br />
SCHWEIZ<br />
Mit ihrer Eröffnung am 13. Mai 1981 in Brüttisellen<br />
war die Leuze Electronic AG Schweiz die erste<br />
Auslandsniederlassung der Leuze Electronic-<br />
Gruppe. Ein wichtiger Meilenstein <strong>und</strong> Schritt in<br />
Richtung Internationalisierung des 1963 im süddeutschen<br />
Owen/Teck gegründeten Unternehmens.<br />
Wie die gesamte Leuze Electronic-Gruppe wächst die<br />
Schweizer Service- <strong>und</strong> Vertriebsgesellschaft seit Jahren<br />
überdurchschnittlich. Dieses Wachstum sorgte für beengte<br />
Platzverhältnisse, weshalb 2015 neue Räumlichkeiten in Flurlingen<br />
nahe Schaffhausen bezogen wurden. Partner <strong>und</strong> Leuze-K<strong>und</strong>en<br />
profitieren von der räumlichen Nähe der Schweizer<br />
Niederlassung – vor allem im Servicebereich <strong>und</strong> bei<br />
komplexen Safety-Anwendungen. Für die Romandie gibt es<br />
einen eigenen regionalen Support in französischer Sprache.<br />
«Unser Team steht in allen Landesteilen für kompetente<br />
Beratung <strong>und</strong> zuverlässigen K<strong>und</strong>enservice. Das zeichnet<br />
uns aus», erklärt Jean-Claude Schmid, Geschäftsführer der<br />
Leuze Electronic AG Schweiz. Seit August 2020 werden übrigens<br />
die Schweizer K<strong>und</strong>en vom neuen internationalen<br />
Leuze-Distributionszentrum in Unterlenningen, nahe des<br />
Headquarters, beliefert.<br />
www.leuze.ch<br />
BARBARA FREI MIT NEUER<br />
VERANTWORTUNG<br />
Schneider Electric hat Barbara Frei zur neuen<br />
Executive Vice President des globalen<br />
Geschäftsbereichs Industrial Automation<br />
ernannt. Die Managerin übernimmt diese<br />
Position von Peter Herweck, der zum Industriesoftware-Anbieter<br />
Aveva wechselte.<br />
Nachdem Barbara Frei seit 2019 als Executive Vice<br />
President Europe Operations bei Schneider Electric<br />
tätig war, bleibt sie weiterhin Mitglied des Executive<br />
Committee. Von Zürich aus wird sie direkt an<br />
Jean-Pascal Tricoire, Chairman & CEO von Schneider<br />
Electric, berichten. Zu ihrem Aufgabenbereich<br />
zählt es, K<strong>und</strong>en <strong>und</strong> Partnern des Tech-Konzerns<br />
dabei zu helfen, von den nachhaltigen Lösungen<br />
der nächsten Generation für die Industrie der Zukunft<br />
zu profitieren <strong>und</strong> die Vorteile universeller<br />
Automatisierung zu nutzen.<br />
In ihr bisheriges Amt als Vice President Europe<br />
Operations folgt Christel Heydemann. Ebenso wie<br />
Barbara Frei behält die neue Europachefin, die zuvor<br />
die Position als Executive Vice President France<br />
Operations innehatte, ihre Rolle als Mitglied des<br />
Executive Committee des Unternehmens bei. Die<br />
Managerin wird Schneider Electric weiterhin gegenüber<br />
den EU-Institutionen vertreten <strong>und</strong> soll<br />
zur Entwicklung einer politischen Agenda beitragen,<br />
welche die grüne <strong>und</strong> digitale Transformation<br />
Europas beschleunigen soll.<br />
Sensor People werden die Mitarbeiter der<br />
Leuze Electronic-Gruppe genannt. Über 1200<br />
sind heute weltweit für das Unternehmen tätig.<br />
www.se.com<br />
46 #<strong>013</strong>
<strong>WISSEN</strong>SWERTES<br />
FORSCHUNGSZENTRUM<br />
FÜR WASSERSTOFF<br />
PILZ BLICKT OPTIMISTISCH<br />
NACH VORN<br />
Die Pilz Unternehmensgruppe hat im Geschäftsjahr<br />
2020 den weltweiten Krisen <strong>und</strong> Umbrüchen Rechnung<br />
tragen müssen: Das Unternehmen verzeichnet<br />
für 2020 einen Umsatz von 286,2 Millionen<br />
Euro <strong>und</strong> damit im Vergleich zum Vorjahr einen Rückgang<br />
um 11,3 Prozent. Exportanteil <strong>und</strong> F&E-Quote stiegen. In die<br />
kommenden Monate schaut das Unternehmen dennoch voller<br />
Zuversicht.<br />
Die Mitarbeiterzahl weltweit betrug 2440 Personen zum<br />
Stichtag 31. Dezember 2020 <strong>und</strong> ist damit um 4,2 Prozent<br />
gesunken. In Deutschland ging die Mitarbeiterzahl um 3,4<br />
Prozent zurück: Von 1128 auf 1091. Dieser Rückgang basiert<br />
ausschliesslich auf Rentenabgängen <strong>und</strong> natürlicher Fluktuation.<br />
Betriebsbedingte Kündigungen im Zuge der weltweiten<br />
Wirtschaftskrise konnten vermieden werden. Trotz<br />
schwieriger Rahmenbedingungen hat das Unternehmen<br />
seine Ausbildungsaktivitäten wie geplant fortgeführt: Alle<br />
Auszubildenden wurden nach Ende ihrer Ausbildung übernommen.<br />
16 neue Azubis sind bei Pilz 2020 ins Berufsleben<br />
gestartet.<br />
Pilz wahrt selbst in wirtschaftlich schwierigen Zeiten seinen<br />
innovativen Charakter: So hielt das Unternehmen auch<br />
2020 seine F&E-Quote weiter bei über 21 Prozent. Aktueller<br />
Beleg ist die Markteinführung des Sicherheitsschaltgerätes<br />
myPNOZ Anfang 2021. Auf Basis eines durchgängigen, digitalen<br />
Konzeptes erhält der Anwender eine sichere Lösung,<br />
die er nach seinen Anforderungen individuell in Losgrösse 1<br />
bauen lassen kann.<br />
www.leuze.ch<br />
Das Automatisierungsunternehmen<br />
Pilz schaut<br />
voller Zuversicht<br />
in die Zukunft <strong>und</strong><br />
investiert dafür<br />
in die Aus- <strong>und</strong><br />
Weiterbildung.<br />
Bild: Pilz<br />
Die Anwendungsmöglichkeiten<br />
für Wasserstoff sind vielfältig. In<br />
Gesellschaft <strong>und</strong> Industrie ist<br />
der Einsatz von Wasserstoff aber<br />
noch längst nicht weit verbreitet. Das liegt<br />
unter anderem am Fehlen wirtschaftlicher<br />
<strong>und</strong> effizienter Technologien. Daher<br />
wird nun am Fraunhofer Hydrogen Lab<br />
Görlitz eine Forschungsplattform aufgebaut,<br />
auf der entlang der gesamten Wasserstoff-Wertschöpfungskette<br />
neuartige<br />
technische Ansätze entwickelt <strong>und</strong> erprobt<br />
werden können – von der Wasserstofferzeugung<br />
über die -speicherung bis<br />
hin zur -nutzung.<br />
Als Partner haben sich dazu das Fraunhofer-Institut<br />
für Werkzeugmaschinen <strong>und</strong><br />
Umformtechnik IWU <strong>und</strong> das Fraunhofer-<br />
Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen<br />
<strong>und</strong> Systemen IMWS zusammengeschlossen.<br />
Sie bauen auf dem Innovationscampus<br />
Görlitz gemeinsam das Forschungszentrum<br />
auf. Die Bauarbeiten beginnen<br />
Endes des Jahres. Ende 2022 soll die HLG-<br />
Forschungsplattform mit einer Elektrolyseleistung<br />
von circa 10 Megawatt den Forschungsbetrieb<br />
aufnehmen.<br />
Im Hydrogen Lab auf dem Innovationscampus<br />
Görlitz untersuchen ab 2023 bis<br />
zu 30 Forschende dabei zum Beispiel die<br />
Stacks von Elektrolyseuren <strong>und</strong> Brennstoffzellen,<br />
in denen durch Reaktion von<br />
Wasserstoff <strong>und</strong> Sauerstoff elektrische<br />
Energie entsteht. Sie bewerten Technologiesysteme<br />
<strong>und</strong> untersuchen die eingesetzten<br />
Werkstoffe bis auf Mikrostrukturebene,<br />
um ihre Zuverlässigkeit <strong>und</strong><br />
Lebensdauer zu verbessern oder neue<br />
Eigenschaften <strong>und</strong> verbessertes Einsatzverhalten<br />
möglich zu machen. Auch<br />
Leistungselektronik soll zum Tätigkeitsspektrum<br />
gehören, ebenso wie Fragen der<br />
Digitalisierung <strong>und</strong> Zertifizierung. Ein<br />
Schwerpunkt soll zudem die Weiterentwicklung<br />
von Fertigungstechnologien für<br />
Elektrolyseure in Richtung Grossserie <strong>und</strong><br />
Massenfertigung sein. Die Forschungsergebnisse<br />
sollen die Gr<strong>und</strong>lage für neue<br />
oder verbesserte Produkte, Prozesse <strong>und</strong><br />
Geschäftsmodelle bilden.<br />
www.fraunhofer.de<br />
#<strong>013</strong> 47
<strong>WISSEN</strong>SWERTES<br />
DIGITALISIERUNG<br />
SCHWEIZER<br />
DIALEKTE<br />
Die ZHAW <strong>und</strong> die die FHNW<br />
rufen zur Datensammlung<br />
von Schweizer Dialekten<br />
in der gesamten Deutschschweiz<br />
auf. Die Bevölkerung kann<br />
ab sofort mithelfen, indem sie<br />
mit einer App Sprachaufnahmen<br />
erstellt. Mit den digitalisierten Dialekten<br />
soll später beispielsweise<br />
Sprachassistenten wie Siri oder<br />
Alexa die Schweizer M<strong>und</strong>art verständlicher<br />
gemacht werden.<br />
Sprachassistenten verstehen gesprochenes<br />
Schweizerdeutsch nur<br />
schlecht. Das liegt am Mangel an<br />
Audiodateien, die nötig sind, um<br />
diese Systeme zu trainieren. Für<br />
grosse Technologiefirmen ist der<br />
Markt zu klein, um eine Lösung zu<br />
entwickeln, die Schweizerdeutsch<br />
versteht. Das soll sich ändern. «Wir<br />
wollen Schweizer Dialekte sammeln<br />
<strong>und</strong> digitalisieren», sagt<br />
Mark Cieliebak vom ZHAW-Centre<br />
for Artificial Intelligence. «Mindestens<br />
2000 St<strong>und</strong>en Aufnahmen von<br />
schweizerdeutschen Dialekten sollen<br />
zusammenkommen, damit wir<br />
eine gute Datenbasis haben». Manfred<br />
Vogel von der FHNW ergänzt:<br />
«Diese Daten werden wir verwenden,<br />
um einem Algorithmus basierend<br />
auf künstlicher Intelligenz<br />
beizubringen, schweizerdeutsche<br />
Sprache zu verstehen <strong>und</strong> automatisch<br />
in hochdeutschen Text umzuwandeln».<br />
Für das Projekt wurde eine Webapplikation<br />
entwickelt, mit welcher<br />
Freiwillige eigene Audioaufnahmen<br />
erstellen können, indem sie<br />
hochdeutsche Sätze in natürliche<br />
M<strong>und</strong>art übersetzen <strong>und</strong>/oder die<br />
Aufnahmen von anderen Teilnehmenden<br />
überprüfen. In der App<br />
können die Teilnehmenden sehen,<br />
aus welchen Kantonen bereits<br />
Sprachaufnahmen vorhanden sind<br />
– <strong>und</strong> welche Kantone <strong>und</strong> Dialekte<br />
noch fehlen.<br />
www.dialektsammlung.ch<br />
SINDEX 2021 LIVE UND DIGITAL<br />
Die im Herbst 2020 geplante Sindex musste<br />
aufgr<strong>und</strong> der Corona-Pandemie um ein Jahr verschoben<br />
werden. Die Ankündigung umfassender<br />
Lockerungsschritte durch den B<strong>und</strong>esrat <strong>und</strong><br />
das rasche Fortschreiten der nationalen Impfkampagne<br />
erlauben es der Bernexpo, die Messe für die industrielle<br />
Automatisierung nun wie vorgesehen am Ersatztermin vom<br />
31. August bis 2. September 2021 als hybride Veranstaltung<br />
durchzuführen.<br />
Dass Live-Messen weiterhin einem Bedürfnis entsprechen,<br />
zeigt eine Umfrage der Veranstalterin unter den Besuchenden<br />
der Sindex 2018. R<strong>und</strong> 70 Prozent der Befragten gaben<br />
an, die <strong>Ausgabe</strong> 2021 zu besuchen. Bei den Unschlüssigen<br />
hängt die Teilnahme grösstenteils von den behördlichen<br />
Einschränkungen <strong>und</strong> der Möglichkeit einer Impfung ab.<br />
Dennoch wird die Sindex zusätzlich um eine Digital-Plattform<br />
erweitert <strong>und</strong> findet somit erstmals im hybriden<br />
Format statt. Dies ermöglicht Ausstellenden <strong>und</strong> Besuchenden<br />
eine grössere räumliche <strong>und</strong> zeitliche Flexibilität – ein<br />
weiteres Bedürfnis, das in der Befragung häufig genannt<br />
wurde. Neu können Ausstellende ihre Präsenz auf einfache<br />
Weise in den virtuellen Raum erweitern <strong>und</strong> Inhalte auch<br />
Teilnehmenden zugänglich machen, denen eine physische<br />
Präsenz nicht möglich ist. So können Besuchende ausgewählte<br />
Referate der Sindex während <strong>und</strong> nach der Live-Veranstaltung<br />
zeit- <strong>und</strong> ortsunabhängig konsumieren.<br />
www.sindex.ch<br />
Mit der Sindex 2021<br />
führt die Bernexpo<br />
die erste Fachplattform<br />
im hybriden<br />
Format durch.<br />
Dennoch ist die<br />
Veranstalterin<br />
davon überzeugt,<br />
dass es einen<br />
ähnlichen Andrang<br />
wie zuletzt 2018<br />
geben wird. Bild:<br />
Sprich<br />
48 #<strong>013</strong>
Wer innovativ ist, entscheidet<br />
sich für OPC UA over TSN<br />
https://www.br-automation.com/en/technologies/opc-ua/<br />
OPC UA over TSN vernetzt industrielle Anwendungen<br />
weltweit - heute <strong>und</strong> morgen<br />
Offen. Schnell. Durchgängig. Sicher.
PLUG-AND-PRODUCE<br />
EINSTECKEN,<br />
FERTIG, LOS!<br />
Ein paar Herausforderungen liegen noch vor uns auf dem Weg zum flächendeckenden<br />
Einsatz von Plug-and-Produce-Produkten. Dieser Trendbericht zeigt einige davon auf,<br />
aber auch Lösungen <strong>und</strong> Lösungsansätze.<br />
Von Eugen Albisser<br />
Technik könnte so einfach<br />
sein! Eine Firma kauft eine<br />
Maschine, schliesst sie in der<br />
Fabrikhalle an, wartet einen<br />
Moment, bis die Software sich eingeloggt<br />
hat ins übergeordnete System,<br />
ein Bestätigungsklick <strong>und</strong> bereits beginnt<br />
der Datenaustausch, die Parameter<br />
werden automatisch eingestellt<br />
<strong>und</strong> dann meldet die Maschine, dass<br />
sie betriebsbereit ist – <strong>und</strong> natürlich<br />
hat das System selbst die besten aller<br />
Prozesse <strong>und</strong> Skills ausgewählt <strong>und</strong><br />
eingestellt.<br />
Die sofortige Implementierung von<br />
Maschinen <strong>und</strong> Anlagen in bestehende<br />
Organisationsstrukturen sieht allerdings<br />
noch etwas anders aus. Aber<br />
ein Heer an Entwicklern <strong>und</strong> Forschern<br />
hat sich auf den Weg gemacht,<br />
um die Welt der Technik ins «Plugand-Play»-Zeitalter<br />
zu führen oder wie<br />
es im industriellen Bereich heisst: ins<br />
Plug-and-Produce-Zeitalter.<br />
Frühe Vision: Anlagen mieten <strong>und</strong><br />
zusammenstellen<br />
Diesen Traum vom «Einstecken <strong>und</strong><br />
Produzieren» hatte zum Beispiel die<br />
Schweizer Firma Feintool, die noch von<br />
der Idee ausging, dass in Zukunft Firmen<br />
ganze Anlagen mieten werden.<br />
Das hätte für einen Maschinenhersteller<br />
zweierlei bedingt: Erstens, dass<br />
K<strong>und</strong>en nach eigenen Bedürfnissen<br />
unterschiedliche Stationen auswählen<br />
<strong>und</strong> zusammenstellen können <strong>und</strong><br />
zweitens, dass das Zusammenstellen<br />
schnell <strong>und</strong> einfach gelingt –, was wiederum<br />
einen Plug-and-Produce-Ansatz<br />
bedingt. Feintool begannen im Jahr<br />
2002 ein modulares System namens<br />
Modutec zu entwickeln, das dann sogar<br />
auf der Motek 2004 ausgestellt wurde<br />
<strong>und</strong> als «flexibles, modulares, aus standardisierten<br />
Bauteilen bestehendes<br />
Montagesystem mit hohem Wiederverwendungsgrad»<br />
angepriesen wurde.<br />
Die Idee kam gut an, doch die Rechner<br />
verfügten damals noch nicht über eine<br />
derart hohe Leistung, dass man den<br />
Plug-and-Produce-Ansatz als ausgereift<br />
hätte propagieren können.<br />
Spätere Forschungsprojekte wie das<br />
EU-Projekt PRIME, bei dem die ZHAW<br />
involviert war, nahmen den Feintool-<br />
Ansatz allerdings auf <strong>und</strong> viele weitere<br />
ähnliche Forschungsprojekte folgten<br />
(siehe auch BFH-Bericht auf Seite<br />
60). Doch noch immer haben Entwicklungs-<br />
<strong>und</strong> Forschungsabteilungen<br />
viel Arbeit vor sich, um die Plug-and-<br />
Produce-Technologie zu verbessern.<br />
Der Shop, der «Plug and Automate»<br />
verspricht<br />
Wenn es allerdings einen Industriezweig<br />
gibt, der die Plug-and-Produce-<br />
Technologien rasant vorantreibt, dann<br />
die Automationsbranche. Zwar hat<br />
sich die Vision, dass Anlagen gemietet<br />
werden, nicht durchgesetzt; doch der<br />
Druck, flexibler produzieren zu kön-<br />
«Neben der Inbetriebnahme<br />
<strong>und</strong> Nutzung sollen PNP-Lösungen<br />
auch wartungsfrei sein oder<br />
Störungen vom K<strong>und</strong>en selbst<br />
eliminiert werden können.»<br />
Rudolf Meyer, Liquidtool Systems<br />
50 #<strong>013</strong><br />
Bild: Liquidtool
«Wir brauchen definitiv Automatisierungslösungen,<br />
die schnell <strong>und</strong><br />
einfach in Betrieb genommen werden<br />
können, also mit Plug-and-Produce.»<br />
Alfred Zeuner, Bosch Rexroth Schweiz AG<br />
nen, verlangt von der Automation ausserordentliche<br />
Leistungen: Roboter<br />
einstecken <strong>und</strong> produzieren. Roboter<br />
ausstecken, umstellen, einstecken<br />
<strong>und</strong> weiterproduzieren – so sollte es<br />
sein. Es ist daher nicht verw<strong>und</strong>erlich,<br />
dass in diesem Bereich besonders viele<br />
Beispiele gef<strong>und</strong>en werden können,<br />
die das Plug-and-Produce-Prinzip verinnerlicht<br />
haben. Und es gibt sogar einen<br />
Shop, der sich das auf die Fahne<br />
geschrieben hat: «Plug and automate».<br />
Ein Webshop voller PnP-Produkte<br />
Hinter dem Onlineshop steckt die Firma<br />
Bachmann Engineering AG <strong>und</strong><br />
deren CEO heisst Marc Straub (siehe<br />
Kasten mit Interview «Die Fortschritte<br />
sind beachtlich»). Er versichert, dass<br />
der Name nicht eine Spielerei, sondern<br />
Programm ist. «Die Idee ist, den<br />
K<strong>und</strong>innen <strong>und</strong> K<strong>und</strong>en Produkte anzubieten,<br />
die einfach <strong>und</strong> ohne grosses<br />
Fachwissen mit den kollaborativen<br />
Robotern von Universal Robots<br />
verwendet werden können», sagt er<br />
<strong>und</strong> ergänzt: «Über 90 Prozent aller<br />
Produkte im Shop entsprechen dem<br />
Plug-and-Produce-Ansatz. Dass dies<br />
möglich ist, hat mit den grossen Fortschritten<br />
zu tun, die in den letzten<br />
Jahren in der kollaborativen Robotik<br />
gemacht worden sind.»<br />
Zeit ist reif für das Plug-and-Produce-<br />
Zeitalter<br />
Ist die Zeit also reif für das Plug-and-<br />
Produce-Zeitalter? «Absolut», sagt Rudolf<br />
Meyer, CEO des Emmentaler Unternehmens<br />
Liquidtool Systems <strong>und</strong><br />
die Gründe dafür sind für ihn klar: «Die<br />
Menschen gewöhnen sich immer<br />
mehr an solche Produkte. Vor allem<br />
aus dem privaten Bereich kennen sie<br />
es, aber PnP-Lösungen halten auch<br />
immer mehr Einzug im geschäftlichen<br />
Umfeld. Man will schnell etwas testen<br />
<strong>und</strong> nutzen <strong>und</strong> nicht auf eine lange<br />
Einführung warten müssen. Produkte<br />
sollen einfach verständlich <strong>und</strong> ‹flüssig›<br />
in der Anwendung sein.»<br />
Auch Alfred Zeuner, stellvertretender<br />
Geschäftsführer sowie Leiter Vertrieb<br />
Industrieanwendungen bei der Bosch<br />
Rexroth Schweiz AG findet, dass die<br />
Zeit reif ist. «Der Trend geht in allen<br />
Branchen eindeutig in Richtung kleinerer<br />
Losgrössen <strong>und</strong> das erfordert<br />
eine höhere Flexibilität in der Produktion»,<br />
sagt Zeuner. Maschinen müssten<br />
teilweise mehrmals am Tag umgerüstet,<br />
Fertigungslinien in kürzester<br />
Zeit um neue Aktoren erweitert werden,<br />
erklärt er <strong>und</strong> dies sei nur mit<br />
Automatisierungslösungen erreichbar,<br />
die schnell <strong>und</strong> einfach in Betrieb<br />
genommen werden könnten, «also mit<br />
Plug-and-Produce», so Zeuner.<br />
Was muss Plug-and-Produce können?<br />
Doch wie definiert man eigentlich<br />
«Plug-and-Produce»? Wie wenig Arbeit<br />
darf da noch auf einen Mitarbeiter zukommen,<br />
falls man diesen Begriff für<br />
ein Produkt verwendet? Rudolf Meyer:<br />
«Die Nutzer <strong>und</strong> Nutzerinnen sollen<br />
die Anwendung oder das Produkt<br />
selbst installieren oder in Betrieb nehmen<br />
können. Ein Wizard kann dabei<br />
unterstützen. Es soll aber kein Support<br />
von aussen nötig sein bei der Erstinstallation.<br />
Ebenso intuitiv <strong>und</strong> einfach<br />
soll die anschliessende Bedienung der<br />
Anwendung oder des Produkts sein.»<br />
Neben der Inbetriebnahme <strong>und</strong> Nutzung<br />
sollen PNP-Lösungen wartungsfrei<br />
sein oder Störungen vom K<strong>und</strong>en<br />
selber eliminiert werden können, fügt<br />
Meyer hinzu. Und Alfred Zeuner meint:<br />
«Die Produkte identifizieren sich<br />
selbst, fügen sich nach Freigabe des<br />
Inbetriebnehmers automatisch in das<br />
Netzwerk ein <strong>und</strong> müssen nur an die<br />
Anwendung angepasst werden. Zunehmend<br />
läuft die Inbetriebnahme sogar<br />
nicht mehr über die Maschinensteuerung<br />
oder einen Laptop, sondern<br />
über Smartphone- oder Tablet-Apps.»<br />
Nicht einfach: taktil agierende Roboter<br />
Doch wie immer bei neuartigen <strong>und</strong><br />
sich im Aufbau befindlichen Technologien<br />
sind noch einige Hürden<br />
zu meistern, auch wenn einige Bereiche<br />
schneller vom Plug-and-Produce-<br />
Ansatz profitieren können. Wir haben<br />
bei der Fruitcore Robotics GmbH nachgefragt,<br />
welche Bereiche bei ihnen<br />
einfacher umzusetzen sind. «Auf dem<br />
Gebiet der roboterbasierten Automatisierung<br />
hängt das von der Anwendung<br />
ab», sagt CFO Patrick Zimmermann<br />
<strong>und</strong> präzisiert: «Insbesondere gleichbleibende<br />
Prozesse wie Pick-and-Place,<br />
Montage- <strong>und</strong> Prüfprozesse sind<br />
sehr einfach umzusetzen. Schwieriger<br />
wird es, wenn Roboter taktil agieren<br />
müssen oder sich Prozessparameter<br />
laufend ändern.» Der Gr<strong>und</strong> liegt auf<br />
der Hand: Hierfür sind oftmals aufwendige<br />
Installationen notwendig, um<br />
einen stabilen Prozess zu gewährleisten.<br />
«Die Roboter, die dafür verwendet<br />
werden können, sind die gleichen, allerdings<br />
dann nicht mehr per Plugand-Produce,<br />
sondern mit der Unterstützung<br />
von internen Experten oder<br />
Systempartnern.»<br />
Bild: Bosch Reroth<br />
#<strong>013</strong> 51
PLUG-AND-PRODUCE<br />
«Die Fortschritte sind beachtlich»<br />
«plug + automate» heisst der Shop<br />
der Firma Bachmann Engineering AG.<br />
Der Name ist Programm. Wie sieht CEO<br />
Marc Strub die Plug-and-Produce-Welt?<br />
Von Eugen Albisser<br />
Wie wichtig ist in der Automation der Plug-and-Produce-Ansatz<br />
für die K<strong>und</strong>en geworden?<br />
Dieser Ansatz ist sehr wichtig. Viele K<strong>und</strong>innen <strong>und</strong> K<strong>und</strong>en<br />
wollen die Chancen der Automatisierung nutzen, indem sie<br />
organisationsintern Know-how aufbauen. So können sie in eigener<br />
Regie damit beginnen, Prozesse zu automatisieren <strong>und</strong> ihre<br />
Organisation effi zienter zu machen. Bei komplexeren Projekten<br />
unterstützen wir sie gerne dabei.<br />
Wie gut funktionieren die Plug-and-Produce-Produkte?<br />
Das ist sehr unterschiedlich <strong>und</strong> hängt auch von der Komplexität<br />
der Automatisierungsprojekte ab. Gr<strong>und</strong>sätzlich gilt: Je komplexer<br />
der zu automatisierende Prozess ist, desto weniger kann ein<br />
Plug-and-Produce-Ansatz realisiert werden. Viele Produkte können<br />
aber wirklich nach dem Einstecken <strong>und</strong> Installieren der Software<br />
einfach <strong>und</strong> schnell genutzt werden. Dank diesen Produkten steht<br />
Machertypen ein fast unbegrenztes Automatisierungsspielfeld<br />
zur Verfügung, auf dem sie sich austoben können.<br />
Wo sehen Sie noch Verbesserungsbedarf?<br />
Verbesserungsbedarf gibt es teilweise bei der elektrischen/<br />
signaltechnischen Einbindung, die bei gewissen Produkten etwas<br />
umständlich ist. Dann gibt es sicherlich noch Verbesserungsbedarf<br />
bei der Programmierung – beim Teaching – im Falle<br />
von komplexen Prozessen. Auch hier gilt aber: Die Fortschritte,<br />
die in den letzten Jahren erreicht wurden, sind beachtlich.<br />
Gibt es ein Plug-and-Produce-Produkt, das Sie begeistert?<br />
Mich fasziniert das Mimic-Kit von Nordbo Robotics, das die<br />
Programmierung von kollaborativen Robotern entscheidend<br />
vereinfacht. Die Idee des Mimic-Kits ist denkbar einfach. Erstens:<br />
Anwender führen die Bewegungsabläufe, die der Roboter<br />
nachmachen soll, mit einem handlichen Joystick aus. Zweitens:<br />
Die Bewegungsabläufe werden aufgezeichnet <strong>und</strong> an den Roboter<br />
übermittelt. Und drittens: Der Roboter ist nun programmiert,<br />
das heisst, er ist in der Lage, die gezeigten Bewegungsabläufe<br />
zu replizieren. Dabei sind Echtzeitanwendungen <strong>und</strong> eine<br />
gleichzeitige Programmierung von mehreren Robotern möglich.<br />
Herausforderung, wenn der Stoff<br />
«lebendig» ist<br />
Liquidtool Systems bietet ein intelligentes<br />
System zur Kühlschmierstoffüberwachung<br />
an, welches sie bewerben<br />
mit dem Slogan «Plug & Play:<br />
Schnelle Installation, keine Schulung<br />
<strong>und</strong> keine speziellen Fähigkeiten benötigt».<br />
Auch hier gab <strong>und</strong> gibt es Herausforderungen<br />
zu bewältigen auf<br />
dem Weg zum perfekten PnP-Produkt.<br />
«Die grösste Herausforderung bei uns<br />
ist das Zusammenspiel von digitalen<br />
Systemen <strong>und</strong> Sensortechniken mit<br />
einem lebendigen Stoff», erklärt Rudolf<br />
Meyer. Der Kühlschmierstoff sei<br />
in einem offenen Kreislauf <strong>und</strong> verändere<br />
sich je nach den Umständen<br />
ziemlich schnell. Hier brauche es f<strong>und</strong>iertes<br />
Wissen über die Chemie. «Die<br />
Kombination davon mit digitalen Systemen,<br />
Sensor- <strong>und</strong> Aktuator-Technik<br />
unter Berücksichtigung von Sicherheitskonzepten<br />
– wir wollen ja auf<br />
keinen Fall einen Shopfloor mit Kühl-<br />
schmierstoff ‹fluten› – das ist nicht<br />
trivial», sagt er.<br />
Die technische Entwicklung in den<br />
letzten Jahren<br />
Immerhin geht die unterstützenden<br />
technologischen Entwicklungen rasant<br />
voran <strong>und</strong> es hat in den letzten<br />
Jahren einige Sprünge gegeben. «Entwicklungen<br />
in der Steuerungs- <strong>und</strong><br />
Regelungstechnik haben dazu beigetragen,<br />
dass Systeme heute viel einfacher<br />
kommunizieren können. Das<br />
erleichtert die Entwicklung von Plugand-Produce-Produkten<br />
ungemein. Diverse<br />
Entwicklungen im Smartphone<strong>und</strong><br />
Tablet-Bereich wie Touchpanels<br />
<strong>und</strong> intuitive Bedienoberflächen sind<br />
ebenso wichtige Errungenschaften für<br />
die einfache <strong>und</strong> flexible Produktion»,<br />
sagt Patrick Zimmermann. Ein Beispiel:<br />
Bei Fruitcore Robotics ermöglicht<br />
die Software horstFX dem Anwender,<br />
den Industrieroboter HORST<br />
schnell zu programmieren – auch<br />
ohne Fachkenntnisse. Die Software ist<br />
intuitiv aufgebaut, speziell für Touchscreens<br />
entwickelt.<br />
Und Alfred Zeuner von Bosch Rexroth<br />
ergänzt: «Entscheidend sind offene<br />
Standards für die Programmierung<br />
<strong>und</strong> die Kommunikation. Nur mit herstellerübergreifend<br />
eingesetzten Protokollen<br />
können sich Komponenten<br />
<strong>und</strong> Lösungen ohne Zusatzaufwand in<br />
vorhandene Maschinen <strong>und</strong> Architekturen<br />
einfügen. Bosch Rexroth setzt<br />
seit jeher auf offene Standards <strong>und</strong><br />
treibt diese Entwicklung beispielsweise<br />
durch die intensive Mitarbeit bei<br />
der Definition von OPC UA in Verbindung<br />
mit TSN aktiv voran.»<br />
Alles Plug-and-Produce?<br />
Obwohl die Entwicklung rasant vorangeht<br />
<strong>und</strong> Firmen die Hürden für einzelnen<br />
Produkten <strong>und</strong> Komponenten mit<br />
viel Fleiss <strong>und</strong> Kreativität meistern,<br />
so ist der Weg noch weit ins Zeitalter<br />
des flächendeckenden PnP-Einsatzes.<br />
52 #<strong>013</strong>
Wo sind heute noch die grossen<br />
Hürden, um viele oder sogar alle<br />
Produkt Plug-and-Produce-tauglich zu<br />
entwickeln? «Eine grosse Herausforderung<br />
ist die Vernetzung von bereits installierten<br />
älteren Maschinen, um sie<br />
als Plug-and-Produce-Module in moderne<br />
Fertigungssysteme einzubinden»,<br />
meint Alfred Zeuner. «Hier bietet<br />
das IoT-Gateway eine sehr einfache<br />
Lösung. Techniker vernetzen damit<br />
Maschinen ohne SPS-Programmierung.<br />
Die Inbetriebnahme eines IoT-<br />
Gateway mit Sensoren erfordert keinerlei<br />
Eingriffe in die Maschinensteuerung.<br />
So senden auch ältere Maschinen<br />
ihre Betriebsdaten <strong>und</strong> Zustände an<br />
ein übergeordnetes Netzwerk <strong>und</strong> eröffnen<br />
damit erhebliche Potenziale für<br />
die Qualitätssicherung, Nachverfolgbarkeit<br />
<strong>und</strong> die Steigerung der Verfügbarkeit<br />
über Condition Monitoring.»<br />
Rudolf Meyer findet, dass die technische<br />
Komplexität neuer Lösungen<br />
im Gegensatz zu Plug-and-Play Ansätzen<br />
stehe. «Je komplexer <strong>und</strong> individueller<br />
ein System, desto schwieriger<br />
ist es, den Setup-Prozess einfach<br />
zu gestalten. Schafft man es aber, die<br />
Installation <strong>und</strong> den Betrieb komplexer<br />
Systeme aus Benutzersicht so weit<br />
zu vereinfachen, ist der Nutzen umso<br />
höher.»<br />
Bachmann Engineering<br />
www.plugandautomate.swiss<br />
Bosch Rexroth<br />
www.boschrexroth.ch<br />
Fruitcore Robotics<br />
https://fruitcore-robotics.com<br />
Liquidtool<br />
https://liquidtool.com<br />
PLUG-AND-PRODUCE-PRODUKTE<br />
DER ANTWORTGEBER<br />
Bosch Rexroth<br />
DAS PRODUKT: KOMPAKTACHSE CYTROFORCE<br />
Bei Plug-and-Produce denken viele<br />
nur an elektrische Aktoren, dabei gibt<br />
es gerade in der Hydraulik eine grosse<br />
Nachfrage. Die intelligente Kompaktachse<br />
CytroForce für Kraft-, Bewegungs-<br />
<strong>und</strong> Positionieraufgaben setzt<br />
hier neue Massstäbe. Die modular<br />
aufgebaute CytroForce vereint in einem<br />
anschlussfertigen Modul den<br />
drehzahlvariablen Antrieb Sytronix,<br />
der steuerblockintegrierte Pumpe <strong>und</strong><br />
Motor beinhaltet, <strong>und</strong> alle hydraulischen<br />
Komponenten einschliesslich<br />
Zylinder in einem eigenen Fluidkreislauf.<br />
Zur Inbetriebnahme schliessen<br />
Techniker nur Strom <strong>und</strong> Kommunikation<br />
an. Softwareassistenten führen<br />
logisch durch die Inbetriebnahme <strong>und</strong><br />
schlagen die passenden Parameter vor.<br />
Die Herausforderung<br />
Alfred Zeuner: «Um Plug-and-Produce-<br />
Komponenten zu entwickeln, ist ein<br />
tiefes physikalisches Verständnis der<br />
jeweiligen Technologie <strong>und</strong> eine breite<br />
Anwendungserfahrung notwendig.<br />
Auf dieser Basis haben die Entwickler<br />
von Bosch Rexroth ihr Domänenwissen<br />
so smart umgesetzt, dass Cytro-<br />
Force den Aufwand für die Inbetriebnahme<br />
auf ein absolutes Mindestmass<br />
reduziert – also wirklich Plug-and-<br />
Produce erfüllt.»<br />
#<strong>013</strong> 53
Fruitcore Robotics<br />
DAS PRODUKT: ROBOTERSYSTEM HORST<br />
Mit HORST bietet Fruitcore Robotics<br />
ein Robotersystem an, das sehr einfach<br />
installiert <strong>und</strong> programmiert<br />
werden kann – auch ohne Fachkenntnisse.<br />
Ein besonderer K<strong>und</strong>ennutzen<br />
liegt in der Flexibilität des Robotersystems,<br />
die sich aus der intuitiven Bedienung<br />
ergibt. Dadurch kann HORST<br />
sehr schnell <strong>und</strong> effizient in die verschiedensten<br />
Prozesse <strong>und</strong> Applikationen<br />
integriert werden.<br />
HORST gibt es in drei Varianten mit<br />
600, 900 <strong>und</strong> 1400 mm Reichweite <strong>und</strong><br />
einer Traglast zwischen 3 <strong>und</strong> 15 kg inklusive<br />
Robotersteuerung, Bedienpanel<br />
<strong>und</strong> Software horstFX. Letztere<br />
bietet die Möglichkeit, live an einem<br />
vollständig visualisierten Roboterabbild<br />
(Digitaler Zwilling) grafisch zu<br />
programmieren. Das heisst, der physische<br />
Roboter bewegt sich mit der Fingerbewegung<br />
mit. Das hilft vor allem,<br />
wenn sich das Produktionsprogramm<br />
von Zeit zu Zeit ändert oder der Prozess<br />
anders aufgebaut wird.<br />
Die Herausforderung:<br />
Patrick Zimmermann: «Wir wollten<br />
einen qualitativ hochwertigen, leistungsfähigen<br />
<strong>und</strong> zugleich preisgünstigen<br />
Industrieroboter bauen, der<br />
Unternehmen jeder Grösse <strong>und</strong> Branche<br />
den Einstieg in die Automatisierung<br />
erleichtert. Die Herausforderung<br />
lag darin, die Kosten deutlich zu senken.<br />
Dieses Ziel haben wir mit einer<br />
neuartigen Antriebstechnik, die bei<br />
den grösseren Baureihen auf mehreren<br />
Viergelenkketten basiert <strong>und</strong> einer<br />
anderen Produktionstechnologie erreicht.<br />
Der grösste Vorteil für den K<strong>und</strong>en<br />
ist aber die einfache Bedienung<br />
des Roboters, weil eine komplexe Programmierung<br />
über die ganze Lebensdauer<br />
hohe Kosten verursacht.»<br />
54 #<strong>013</strong>
PLUG-AND-PRODUCE<br />
Liquidtool<br />
DAS PRODUKT: LIQUIDTOOL SENSOR<br />
Der Liquidtool Sensor misst automatisch<br />
<strong>und</strong> regelmässig die Konzentration<br />
<strong>und</strong> Temperatur des wassermischbaren<br />
Kühlschmierstoffs. Der Sensor<br />
wird beim Kühlschmierstoff-Tank magnetisch<br />
angebracht, eingeschaltet,<br />
mit dem Internet verb<strong>und</strong>en <strong>und</strong> ist<br />
innert 10 Minuten einsatzbereit. Ab<br />
dann misst er selbstständig mit dem<br />
eingebauten Refraktometer <strong>und</strong> Thermometer<br />
die Parameter des KSS.<br />
Die Daten werden automatisch im<br />
Cloud-basierten Liquidtool Manager<br />
gespeichert, womit diese jederzeit <strong>und</strong><br />
von überall abgerufen werden können.<br />
Die Nutzer <strong>und</strong> Nutzerinnen werden<br />
via Push-Benachrichtigung informiert,<br />
sobald ein Messwert ausserhalb<br />
der definierten Bandbreite liegt.<br />
Die Herausforderung:<br />
Rudolf Meyer: «Der Liquidtool Sensor<br />
soll mit allen wassermischbaren Kühlschmierstoffen<br />
funktionieren. Diese<br />
variieren sehr stark in der Chemie <strong>und</strong><br />
Physik. Der Tank kann ausserdem<br />
durch Fremd-Öle oder Ablagerungen<br />
verschmutzt sein. Der Sensor soll die<br />
Konzentration aber trotzdem zuverlässig<br />
messen können, ohne selbst zu<br />
verschmutzen. PNP heisst für uns<br />
auch wartungsfrei. Oder falls der Sensor<br />
gewartet werden muss, soll das<br />
DIN SPEC 92000 als Enabler für<br />
Plug-and-Produce-Konzepte<br />
vom K<strong>und</strong>en selbst gemacht werden<br />
können, ohne das Gerät in seine Einzelteile<br />
zerlegen zu müssen – vergleichbar<br />
mit der Entkalkung einer<br />
Nespresso-Maschine.»<br />
Ein wichtiger Schritt des Konzepts Plug-and-Produce sind die Abgleiche zwischen<br />
Anforderungen <strong>und</strong> Zusicherungen der Geräteeigenschaften. Aus diesem Gr<strong>und</strong> wird<br />
im Beitrag mit dem Titel «DIN SPEC 92000 als Enabler für Plug-and-Produce-Konzepte»<br />
aufgezeigt, wie die in der DIN SPEC 92000 eingeführten Eigenschaftswertaussagen<br />
hierfür verwendet werden können. Die Nutzung dieser Aussagen wird anhand von zwei<br />
Use Cases – für die Inbetriebnahme <strong>und</strong> den Gerätewechsel –<br />
<strong>und</strong> einer zugehörigen technischen Realisierung demonstriert.<br />
(Textauszug: RWTH Aachen)<br />
Dieser Peer-Reviewed-Artikel kann über diesen Link bezogen<br />
werden (4,90 Euro).<br />
#<strong>013</strong> 55
Whitepaper «Safety-Anforderungen an die digitale Maschinenrepräsentanz 2020»<br />
SICHERHEITSBEWERTUNG<br />
BEIM PLUG MITEINBEZIEHEN<br />
Bei modularen Industrie-4.0-Produktionsanlagen müssen Sicherheitsüberlegungen<br />
mitein bezogen werden. Eine vereinfachte, teil- oder vollautomatisierte Maschinensicherheitsbewertung<br />
muss also erreicht werden. Ein Whitepaper erklärt die<br />
Anforderungen, damit das grosse Ziel einer Bewertung ohne grossen Zertifizierungs -<br />
aufwand möglich werden könnte.<br />
Von Eugen Albisser<br />
Der Titel des Whitepapers<br />
«Safety-Anforderungen an<br />
die digitale Maschinenrepräsentanz<br />
2020» kommt etwas<br />
unscheinbar daher, doch das Thema<br />
ist gewichtig gerade auch aus der<br />
Sicht des Plug-and-Produce-Konzeptes.<br />
Denn «für das Ermöglichen der<br />
praktischen Umsetzung einer vereinfachten,<br />
teil- oder vollautomatisierten<br />
Maschinensicherheitsbewertung sind<br />
konkrete Anforderungen an die Safety-Inhalte<br />
der digitalen Repräsentanz<br />
einer Maschine zu stellen», heisst es<br />
zu Beginn des Whitepapers. Doch<br />
nicht nur dies: «Des Weiteren wurde<br />
die Erfordernis einer standardisierten<br />
Safety-Semantik erkannt. Diese beiden<br />
identifizierten Erfordernisse zur<br />
Standardisierung sind nicht nur für<br />
die Umsetzbarkeit von ‹Plug-and-Produce›<br />
erforderlich, sondern auch für<br />
die Realisierung von ‹dynamischer<br />
Maschinensicherheit›, welche das Heben<br />
von zusätzlicher Effizienz <strong>und</strong><br />
Produktivität ermöglicht», heisst es<br />
weiter.<br />
Manuelle Bewertung schmälert<br />
Vorteil modularer Anlagen<br />
In der Praxis bedeutet dies auch, dass<br />
der Wunsch nach modularen Anlagen<br />
mit einer reibungslosen Kommunikation<br />
einhergehen muss <strong>und</strong> auch den<br />
Sicherheitsrichtlinien genügen müssen.<br />
Denn werden während des Betriebs<br />
Änderungen an der Anlage<br />
erforderlich, müssen diese erneut einer<br />
Sicherheitsbewertung unterzogen<br />
werden. Das Problem für die Firmen:<br />
«Insbesondere bei häufigen Änderungen<br />
summiert sich die ‹down time› für<br />
56 #<strong>013</strong>
PLUG-AND-PRODUCE<br />
die erneuten Sicherheitsbewertungen,<br />
so dass bei manueller Bewertung die<br />
Vorteile einer modularen Anlage durch<br />
den Zeit- <strong>und</strong> Kostenaufwand dieser<br />
Prüfungen <strong>und</strong> Bewertungen deutlich<br />
geschmälert werden können», heisst<br />
es. Das Fazit ist daher klar: Sicherheitsbeurteilungen<br />
von modu laren Anlagen<br />
müssen auf einer gleichen technologischen<br />
Ebene ausgeführt werden,<br />
welche es ermöglicht, mit dem Austausch<br />
von Komponenten oder der<br />
Hinzunahme eines weiteren Maschinenmoduls<br />
eine entsprechende Sicherheitsbeurteilung<br />
zu berechnen<br />
<strong>und</strong> für die Freigabe mitzuteilen.<br />
Inhalt des Whitepapers<br />
Im Whitepaper wird die digitale Repräsentanz<br />
einer Maschine erläutert,<br />
wobei hier tiefer auf die Verwaltungsschale<br />
eingegangen wird, die eine<br />
Komponente, eine ganze Anlage oder<br />
die Kombination ganzer Anlagen repräsentieren<br />
kann. Und hier liegt auch<br />
der grosse Gedanken <strong>und</strong> Nutzen: Alle<br />
Safety-Parameter werden direkt in<br />
der Verwaltungsschale angelegt. Die<br />
Summe dieser Parameter ergeben<br />
dann ein Teilmodell der Verwaltungsschale.<br />
Dieses ist nicht statisch, sondern<br />
kann je nach Anforderung unterschiedliche<br />
Safety-Parameter beinhalten.<br />
«Der grosse Vorteil der Verwaltungsschale<br />
ist, dass direkt alle notwendigen<br />
Daten <strong>und</strong> Informationen<br />
zur Verfügung stehen <strong>und</strong> bei Bedarf<br />
ein schneller Zugriff gewährleistet<br />
ist. Das hält den Prozess an sich sehr<br />
flexibel, effizient <strong>und</strong> treibt den Gedanken<br />
der dynamischen Safety weiter<br />
voran», sagt etwa Mitautor Alexander<br />
David vom Deutschen Forschungszentrum<br />
für Künstliche Intelligenz.<br />
«Plug-and-Produce: Anforderungen<br />
an die digitale Repräsentanz» ist ein<br />
eigenes Kapitel im Paper. Hier wird<br />
auch darauf eingegangen, welche Informationen<br />
hilfreich sind, um zum<br />
Beispiel in der Verwaltungsschale abgelegt<br />
zu werden. Schlussendlich wird<br />
kurz auf das Safety-Informationsmodel<br />
eingegangen <strong>und</strong> im Speziellen, wie ein<br />
Safety Layer aussehen könnte.<br />
Das Whitepaper<br />
«Safety-Anforderungen<br />
an die<br />
digitale Maschinenrepräsentanz<br />
2020» wurde im September 2020<br />
veröffentlicht. Herausgeben wurde es<br />
vom der Technologie-Initiative<br />
SmartFactory KL e.V. Es kann<br />
kostenlos auf der Seite von www.<br />
smartfactory.de oder unter diesem<br />
QR-Code bezogen werden.<br />
SCHMIDT Pressen<br />
• Neue Servopressen Linie 6xx<br />
• Neue Steuerungsgeneration 700 / 7000<br />
• Baumustergeprüfte Handarbeitsplätze<br />
• Komponenten für die Automation<br />
SCHMIDT Technology GmbH 4528 Zuchwil 032 513 23 24 www.schmidt-pressen.com infoCH@schmidttechnology.ch
Plug-and-Produce-Produkte<br />
SCHNELL UND EINFACH<br />
INTEGRIERT<br />
Plug-and-Play, Plug-and-Work, Plug-and-Produce oder «ready to use»: egal!<br />
Die Hauptsache ist, es funktioniert <strong>und</strong> die Integration neuer Produkte<br />
<strong>und</strong> Komponenten vereinfacht sich erheblich. Hier sind ein paar PnP-Produkte,<br />
die uns in den letzten Monaten aufgefallen sind.<br />
Von Eugen Albisser<br />
Firma: Pilz | Produkt: Sicherheitsschaltgerät<br />
«Ready to use»-Sicherheitsschaltgeräte<br />
Auch so kann Plug-and-Produce gehen oder in diesem Falle<br />
heisst es bei Pilz einfach: «ready to use». Über das intuitiv<br />
bedienbare Onlinetool myPNOZ Creator können Anwender<br />
ihr myPNOZ zusammenstellen: Geliefert wird das Sicherheitsschaltgerät<br />
vormontiert, eingestellt sowie getestet <strong>und</strong><br />
ist somit ein installationsfertiges <strong>und</strong> komplett individualisiertes<br />
System. Programmier-Kenntnisse für die Erstellung<br />
im myPNOZ Creator sind nicht notwendig, da die Verknüpfungslogik<br />
der Sicherheitsfunktionen bei myPNOZ über die<br />
Modulauswahl <strong>und</strong> deren Steckreihenfolge definiert ist. Damit<br />
hat das Automatisierungunternehmen Pilz für sein neues<br />
modulares Sicherheitsschaltgerät myPNOZ ein digitales,<br />
durchgängiges Komplettkonzept von der Auswahl bis zur<br />
Bestellung aufgesetzt: Mit myPNOZ bietet Pilz also Lösungen<br />
an, die nach k<strong>und</strong>enspezifischen Anforderungen individuell<br />
in Losgrösse 1 gebaut werden können.<br />
www.pilz.ch<br />
Firma: EBM-Papst | Produkt: Axialventilator<br />
Plug-and-Play-Axialventilatoren für<br />
Anwendungen mit hohem Gegendruck<br />
Axialventilatoren werden normalerweise überall dort eingesetzt,<br />
wo hohe Volumenströme bei eher niedrigem Gegendruck<br />
benötigt werden. Neue Axialventilatoren von EBM-<br />
Papst eigenen sich nun auch für hohen Gegendruck, sodass<br />
luft- <strong>und</strong> klimatechnische Geräte von grösseren Volumenströmen<br />
profitieren können.<br />
Mit Volumenströmen bis zu 12 000 m³/h <strong>und</strong> Drücken bis<br />
knapp 500 Pa reicht ihr Einsatzbereich von Wärmepumpen<br />
<strong>und</strong> Verdampfern bis hin zu industriellen Anwendungen.<br />
Die neuen Axieco Perform Ventilatoren in den Baugrössen<br />
300, 350, 400, 450 <strong>und</strong> 500 in EC- als auch in AC-Ausführung<br />
erfüllen die Anforderungen der zukünftigen ErP-Richtlinie.<br />
Als kompakte Plug-and-Play-Lösung mit CE-Kennzeichnung<br />
lassen sie sich gut in Anwendungen integrieren. Der<br />
Anwender muss sich damit keine Gedanken zu Düsen oder<br />
Abständen zum Laufrad machen <strong>und</strong> sich auch um keine<br />
eigene ErP-Bewertung kümmern.<br />
www.ebmpapst.com
Firma: Yaskawa<br />
Produkt: Roboter <strong>und</strong> Greifer<br />
Motoman-Roboter<br />
<strong>und</strong> Greifer-Werkzeuge<br />
als Plug-and-Play<br />
Die neue Smart-Series ist ein aufeinander<br />
abgestimmtes Plug-and-<br />
Play-Baukastenkonzept für Roboter<br />
<strong>und</strong> Werkzeuge. Das mühsame Zusammensuchen<br />
von Artikelnummern für<br />
Greiferelemente, Adapterflanschen,<br />
Kommunikationskabeln <strong>und</strong> Steckern<br />
bei verschiedenen Herstellern sowie<br />
die aufwendige Konfektionierung entfallen.<br />
Stattdessen beschreibt die<br />
Smart-Series vorkonfektionierte Pakete<br />
mit allem nötigen Zubehör wie<br />
mechanische Adapterflansch-Montageteile,<br />
elektrische Kommunikationskabel<br />
<strong>und</strong> Beispieljobs zur schnellen<br />
Inbetriebnahme, die garantiert aufeinander<br />
abgestimmt sind <strong>und</strong> im Sinne<br />
eines Plug-and-Play zueinander<br />
passen. Aktuell umfasst die Smart-<br />
Series Vakuumgreifer <strong>und</strong> Greifmodule<br />
der Technologiepartner Onrobot <strong>und</strong><br />
Weiss Robotics. In Kürze werden weitere<br />
Hersteller folgen.<br />
Insgesamt wurden auch acht gängige<br />
Motoman-Robotermodelle aus dem<br />
Yaskawa-Portfolio für die Smart-Series<br />
ausgewählt. Alle Smart-Series-<br />
Roboter werden mit der Kompaktsteuerung<br />
YRC1000micro sowie dem<br />
innovativen Smart Pendant angeboten.<br />
Dieses innovative, besonders<br />
leicht anzuwendende Handbediengerät<br />
macht den Einstieg in die Robotik<br />
besonders einfach.<br />
www.yaskawa.com<br />
Firma: Schunk | Produkt: Greifer<br />
Plug-&-Work-Greiferbaukasten für<br />
Cobots von Doosan, Techman <strong>und</strong> UR<br />
Nach dem Erfolg des Plug-and-Work-Portfolios für Universal<br />
Robots erweitert Schunk die Idee der einfachen Ausrüstung<br />
von Cobots auf die Leichtbauroboter von Doosan<br />
Robotics <strong>und</strong> Techman Robot. Beide Hersteller konnten in<br />
jüngster Zeit deutlich an Bedeutung gewinnen <strong>und</strong> rücken<br />
weltweit gesehen verstärkt in den Fokus der Anwender.<br />
Mit den Plug-and-Work-Portfolios reagiert Schunk auf diese<br />
Entwicklung <strong>und</strong> passt unter anderem industriell bewährte<br />
Komponenten aus seinem Standardprogramm an die unterschiedlichen<br />
Cobots an.<br />
Die massgeschneiderten Portfolios umfassen pneumatische<br />
<strong>und</strong> elektrische Greifer, Co-act-Greifmodule für kollaborierende<br />
Anwendungen sowie Schnellwechselsysteme.<br />
Sämtliche Komponenten sind für den mechanischen <strong>und</strong><br />
elektrischen Direktanschluss vorbereitet <strong>und</strong> können mit<br />
wenigen Handgriffen installiert <strong>und</strong> in Betrieb genommen<br />
werden. Plugins vereinfachen die Programmierung, so dass<br />
gerade auch Einsteiger von einem schnellen <strong>und</strong> unkomplizierten<br />
Start in die Prozessautomatisierung profitieren.<br />
www.schunk.com<br />
#<strong>013</strong> 59
Die Berner Fachhochschule <strong>und</strong> das Projekt ACROBA<br />
PLUG – UND DIE<br />
ZELLE SUCHT DEN<br />
OPTIMALEN ABLAUF<br />
Die Berner Fachhochschule BFH hat den Lead über das EU-Projekt<br />
ACROBA, bei dem Plug-and-Produce eine zentrale Rolle spielt. Worum es<br />
geht, was wir erwarten können <strong>und</strong> wie Firmen «früh <strong>und</strong> kostensparend»<br />
vom Projekt profitieren können, erklärt Dr. Norman Urs Baier,<br />
Leiter des Instituts für Intelligente Industrielle Systeme I3S im Interview.<br />
Von Eugen Albisser<br />
Die BFH macht mit beim EU-Projekt ACROBA,<br />
bei dem kognitive Roboterplattformen entwickelt<br />
werden. Was ist das Spezielle daran?<br />
Das Projekt ACROBA ist eine «Innovation Action».<br />
Als solche visiert es mit seinen Resultaten einen hohen<br />
TRL (Technology Readiness Level) an.<br />
Interview mit:<br />
Dr. Norman Urs Baier,<br />
Leiter des Instituts<br />
für Intelligente<br />
Industrielle Systeme I3S<br />
Das Projekt soll also einen praktischen <strong>und</strong> weniger<br />
einen theoretischen Durchbruch schaffen.<br />
Ja, der integrierende Aspekt unserer Arbeit ist sehr<br />
ausgeprägt. Um die Übertragbarkeit unserer Resultate zu<br />
gewährleisten, haben wir von Beginn an fünf sehr unterschiedliche<br />
Anwendungsfälle im Projekt integriert, so<br />
dass die Probleme allgemein gelöst werden <strong>und</strong> die direkte<br />
Anwendung im produzierenden Gewerbe sichergestellt ist.<br />
Beim Projekt wird das Plug-and-Produce grossgeschrieben.<br />
Was versteht man darunter?<br />
Der Begriff wird dem Team von Tamio Arai der Universität<br />
Tokio zugeschrieben, die ihn erstmals im Jahr 2000 in<br />
einem Artikel verwendet haben. Sie selbst beziehen sich<br />
in dem Artikel auf die «Plug & Play»-Technologie. Seither<br />
haben sich die üblichen Grabenkämpfe zwischen Normen-<br />
Befürwortern <strong>und</strong> Lösungsanbietern formiert. Analog zur<br />
Plug-and-Play-Technologie ist auch die Plug-and-Produce-<br />
Technologie nicht einseitig: Ein Plug-and-Play-Gerät, das<br />
ich in einen nicht Plug-and-Play-fähigen Computer stecke,<br />
wird nicht funktionieren. Der Gr<strong>und</strong>gedanke ist, dass eine<br />
Produktionszelle oder ein Gerät, das in der Montage<br />
verwendet wird, an einen geeigneten Platz gestellt wird<br />
<strong>und</strong> das Gerät selbständig über die Netzwerkverbindung<br />
alle notwendigen Informationen abholt, um mit der<br />
Produktion starten zu können. Insbesondere das Programmieren<br />
über das HMI der Zelle oder des Roboters soll<br />
entfallen. Dazu muss aber die notwendige Information<br />
über das Netzwerk bereitgestellt werden.<br />
Welcher technologische Fortschritt wird hinter dem<br />
Endprodukt stecken?<br />
Weil ACROBA nicht ein spezifisches Problem lösen soll,<br />
sondern portabel sein soll, wird es konform zu den bekannten<br />
Referenzarchitekturen sein. In diesem Bereich hat es<br />
schon EU-Projekte gegeben, aus denen auch die COPRA-AP<br />
(Common Open Platform Reference Architecture for Agile<br />
Production) hervorging. ACROBA wird auf dieser aufbauen<br />
<strong>und</strong> wird dadurch konform zu RAMI-4.0 <strong>und</strong> Fiware for<br />
Industries sein. Der technologische Fortschritt wird also<br />
direkt sichtbar in der Erhöhung des TRLs dieser bekannten<br />
Technologien.<br />
Welche zur Verfügung stehenden Technologien wird<br />
man verwenden?<br />
COPRA-AP stellt weitreichende Kommunikationsmöglichkeiten<br />
zur Verfügung, auf die wir aufbauen <strong>und</strong><br />
die wir erweitern können. Im Herzen der COPRA-AP<br />
steht der FIWARE Context Broker, der über zahlreiche<br />
Enablers abgefragt <strong>und</strong> alimentiert werden kann, im<br />
industriellen Kontext sind vor allem MQTT <strong>und</strong> OPC-UA<br />
nennenswert <strong>und</strong> natürlich FIROS, das die Brücke zu<br />
60 #<strong>013</strong>
PLUG-AND-PRODUCE<br />
ROS (Robot Operating System) schlägt, um die Roboter<br />
anzusteuern.<br />
Die zu entwickelnde Roboterplattformen haben also<br />
zum Ziel, dass sie sich zukünftig mühelos an praktisch<br />
jedes industrielle Szenario im Bereich Agile Manufacturing<br />
anpassen können. Wie könnte das aussehen?<br />
Innerhalb des Projekts sind wir aktuell noch dabei die<br />
Anforderungserhebung abzuschliessen, deswegen darf<br />
ich noch träumen.<br />
Nur zu! Was stellen Sie sich vor?<br />
Ich stelle mir das so vor: Ein Unternehmen hat im Vorfeld<br />
die ACROBA-Plattform bei sich umgesetzt, dann stellt<br />
es eine neue Zelle oder einen Roboter in die Werkhalle.<br />
Die Zelle liefert die Informationen über die eigenen Skills<br />
<strong>und</strong> die eigenen Sensoren an die Plattform, <strong>und</strong> schon<br />
wird der Task Planner der Plattform beginnen zu testen,<br />
welche Skills von der Zelle in welcher Reihenfolge den<br />
Produktionsprozess voranbringen, <strong>und</strong> die Zelle entsprechend<br />
ansteuern. Es ist allerdings wie bei Plug-and-Play<br />
auch: Wenn «es» nur danebenliegt <strong>und</strong> nicht eingesteckt<br />
ist, wird «es» nichts bringen.<br />
Was sehen Sie als die grosse Herausforderung bei diesem<br />
Projekt, um dieses Plug-and-Produce zu entwickeln?<br />
Das grosse Risiko in diesem Projekt ist, dass am Ende doch<br />
wieder nur ein paar zusammengeschnürte Einzellösungen<br />
in einem Paket dastehen. Das ist entsprechend auch die<br />
grösste Herausforderung, auf die wir uns vorbereitet haben:<br />
Dass wir eine portable <strong>und</strong> allgemeine Lösung abliefern<br />
können.<br />
Einzellösungen hat es tatsächlich schon einige gegeben,<br />
aber auch der amüsante Begriff «Plug-and-Pray» weist<br />
darauf hin, dass die Technologien noch viel Potenzial nach<br />
oben haben. Kennen Sie eigentlich noch dieses «Gebets»-<br />
Gefühl nach dem Plug?<br />
Perfekte Übergänge von Schwarz zu Weiss gibt es nur in<br />
der Kunst. Jede Technologie muss sich zuerst etablieren.<br />
Trotzdem, mittlerweile gibt es Erweiterungskarten, auf<br />
denen mit Jumper die Adressbereiche <strong>und</strong> IRQs von Hand<br />
gesetzt werden müssen, gar nicht mehr zu kaufen.<br />
Ich möchte noch einmal kurz zum Projekt ACROBA<br />
zurückkommen, das ja ein grosses Projekt mit 17 Partnern<br />
aus neun Ländern ist: Welchen Teil in der Entwicklung<br />
wird die BFH hier übernehmen?<br />
Die BFH ist überall dort massgeblich beteiligt, wo es darum<br />
geht, an bestehende Arbeitsprozesse anzubinden oder wenn<br />
es darum geht, CAD-Daten auszulesen <strong>und</strong> aufzubereiten<br />
oder auch andere Dokumente für den Computer verständlich<br />
zu machen. Wir werden uns auch an der Erarbeitung von<br />
Skills <strong>und</strong> der Entwicklung des Task Planners beteiligen.<br />
Wie ist die BFH zu diesem Projekt gekommen <strong>und</strong> warum<br />
hat sie auch den Lead?<br />
Die BFH forscht schon seit längerem an Möglichkeiten, wie<br />
Roboter besser in agile Produktionsszenarien eingeb<strong>und</strong>en<br />
werden können. Besonders hat uns interessiert, wie Roboter<br />
zu einem «Work Buddy» weiterentwickelt werden können.<br />
Am ICT Proposers Day in Helsinki haben wir eine Gruppe<br />
von Forschungsteams gef<strong>und</strong>en, die wir mit dieser Vorarbeit<br />
optimal ergänzen konnten. Weil wir mit unseren Arbeiten<br />
mit CAD-Daten <strong>und</strong> Task Planner irgendwo zwischen den<br />
Anwendungsfällen mit ihren Werkhallen <strong>und</strong> den sehr<br />
simulativen Welten des Deep Reinforcement Learnings<br />
stehen, fiel uns die Rolle des Koordinators wie natürlich zu.<br />
Die ACROBA-Plattform wird im Laufe des Projekts mit<br />
zwölf Hackathons sowie zwei On-Site Labs für KMUs in der<br />
Fertigungsbranche getestet. Was soll da getestet werden?<br />
Die ACROBA On-Site Labs sind genau unsere Vorkehrungen,<br />
um sicherzustellen, dass wir keine zusammengeschnürten<br />
Einzellösungen abliefern. Zu einem fortgeschritteneren<br />
Projektstand suchen wir Firmen, die an unserer<br />
Technologie interessiert sind. Wir werden die Plattform<br />
dann bei ihnen umsetzen. Unsere Hoffnung ist es, dass<br />
dies keine nennenswerten Änderungen der Plattform<br />
erfordert, aber sonst hätten wir hier noch Gelegenheit die<br />
Lösung portabel zu gestalten.<br />
Und die Hackathons?<br />
Die Hackathons dienen nicht so sehr dem Testen als dem<br />
Aufnehmen von Ideen. Sie richten sich an jüngere Forscher<br />
<strong>und</strong> sind eher im Bereich der «Partizipation» zu sehen.<br />
Wann können wir mit ersten Resultaten rechnen <strong>und</strong><br />
ab wann können Schweizer KMUs davon profitieren?<br />
Das Projekt endet im Juni 2024. Ungeduldigen Wirtschaftspartnern<br />
sei aber wärmstens empfohlen, sich<br />
auf die ACROBA-on-site-Labs zu bewerben (https://<br />
acrobaproject.eu/events). Früher <strong>und</strong> kosten sparender<br />
geht Profitieren nicht.<br />
Berner Fachhochschule | www.bfh.ch<br />
«Der integrierende Aspekt unserer Arbeit ist sehr<br />
ausgeprägt. Wir wollen keine zusammengeschnürten<br />
Einzellösungen entwickeln, sondern Resultate<br />
mit hoher Übertragbarkeit in die Industrie.»<br />
Norman Urs Baier<br />
#<strong>013</strong> 61
DIGITALISIERUNG<br />
DIGITALSTRATEGIE: EIN LEITFADEN<br />
FÜR INDUSTRIEFIRMEN<br />
Viele Digitalisierungsprojekte sind innerhalb einer Firma nicht aufeinander abgestimmt.<br />
Eine Digitalisierungsstrategie wäre nötig. Hier kommt ein Leitfaden.<br />
Von Eugen Albisser<br />
Laut einer Umfrage des Verbands<br />
Swissmem sind die Schweizer<br />
Industriefirmen gut unterwegs<br />
mit ihren Digitalisierungsprojekten.<br />
Zumindest gaben im Jahr 2020<br />
94 Prozent aller Befragten an, dass sie<br />
eines oder mehrere Digitalisierungsprojekte<br />
am Laufen hätten. Das ist erfreulich.<br />
Doch immer wieder zeigt sich<br />
auch, dass bei mehreren Projekten oft<br />
keine Abstimmung erfolgt <strong>und</strong> eine<br />
Anlehnung an eine grössere <strong>und</strong> übergeordnete<br />
Gesamtstrategie.<br />
«Eine Digitalstrategie kann helfen,<br />
den Fokus auf strategisch relevante<br />
Digitalisierungsprojekte zu richten<br />
<strong>und</strong> der Umsetzung neuen Schub zu<br />
verleihen», schreibt daher Philip Hauri,<br />
Geschäftsleiter der Initiative 2025, im<br />
Editorial im Whitepaper mit dem Titel<br />
«Ein Framework zur Entwicklung von<br />
Digitalstrategien für Industriefirmen».<br />
Warum es eine Digitalstrategie<br />
braucht<br />
Die Industrie braucht die Digitalisierung.<br />
Doch diese braucht wiederum<br />
eine Digitalstrategie, «um Doppelspurigkeiten,<br />
Effizienzverluste <strong>und</strong><br />
einen mangelnden strategischen Fokus»<br />
verhindern zu können, wie es<br />
im Whitepaper heisst. Diese negativen<br />
Auswirkungen entstehen insbesondere<br />
dadurch, dass in den meisten<br />
Industriefirmen das Bottom-up-Prinzip<br />
herrscht <strong>und</strong> einzelne Abteilungen,<br />
Bereiche <strong>und</strong> Divisionen Digitalisierungsprojekte<br />
starten <strong>und</strong> vorantreiben.<br />
Das ist kein W<strong>und</strong>er, denn in<br />
der Swissmem-Befragung gaben tatsächlich<br />
58 Prozent aller Industrieunternehmen<br />
an, dass keine Digitalstrategie<br />
vorhanden ist. Dieser Mangel<br />
wird dadurch verschärft, heisst es<br />
im Whitepaper, dass 44 Prozent aller<br />
Befragten den digitalen Reifegrad ihres<br />
Industriebetriebes nur als «mittel»<br />
bewerteten, weitere 22 Prozent sogar<br />
nur als «gering» oder «sehr gering». Ein<br />
Gr<strong>und</strong> für diese Mühe im Umgang mit<br />
einer Digitalisierungsstrategie kann<br />
sein, dass die Digitalisierungsmöglichkeiten<br />
bereits derart vielfältig sind,<br />
dass das Fokussieren schwerfällt.<br />
Das Framework für eine<br />
Digitalstrategie<br />
«Es fehlt Praktikern daher an einem<br />
Framework, wie sie basierend auf dem<br />
aktuellen Status-Quo des Unternehmens<br />
zu einer integrierten Digitalstrategie<br />
kommen», meinen die Autoren<br />
des Papers <strong>und</strong> haben also ein solches<br />
Framework zur Entwicklung einer Digitalstrategie<br />
entworfen. Dieses Framework<br />
unterteilt die Strategieentwicklung<br />
in sechs Phasen, zu denen<br />
jeweils auch Werkzeuge zugeordnet<br />
werden können.<br />
Das Whitepaper<br />
«Navigator<br />
Digitalstrategie»<br />
kann kostenlos<br />
bezogen werden<br />
auf www.<br />
industrie2025.ch.<br />
62 #<strong>013</strong>
ONLINEMAGAZIN<br />
LEHRREICH, PACKEND, LESENSWERT:<br />
EINE AUSWAHL AN BERICHTEN<br />
AUS UNSEREM ONLINEMAGAZIN<br />
Revolutionärer Direkt antriebsmotor<br />
für Roboter <strong>und</strong> Präzisionsmaschinen<br />
Kunststoffnachbearbeitung:<br />
So fand Krüger Aviation ihre Maschine<br />
(Bild: Genesis Robotics)<br />
Vor r<strong>und</strong> zwei Jahren waren wir in Lausanne <strong>und</strong> haben im<br />
kleinen Kreis erfahren dürfen, was das kanadische Unternehmen<br />
Genesis Robotics & Motion Technologies vorhat<br />
<strong>und</strong> wir schrieben einen enthusiastischen Bericht. Nun ist das<br />
Produkt endlich auf dem Markt <strong>und</strong> es ist die bisher erste<br />
elektrische Direktantriebslösung für Roboter <strong>und</strong> Präzisionsmaschinen<br />
<strong>und</strong> könnte eine neue Ära von Hochleistungsantriebssträngen<br />
einläuten. Ein Schweizer Roboterhersteller<br />
profi tiert als einer der ersten davon.<br />
https://bit.ly/2Sij1Ty<br />
Die Krüger Aviation brauchte dringend eine Maschine für<br />
die Kunststoffnachbearbeitung. Da sie anspruchsvolle K<strong>und</strong>en<br />
aus der Luftfahrtindustrie hat, musste die Maschine besonders<br />
hohe Ansprüche erfüllen. Dann fand die Firma eine Maschine,<br />
die passte: eine 5-Achs-CNC-Gantry-Fräsanlage.<br />
https://bit.ly/352RRTv<br />
(Bild: HG Grimme SysTech)<br />
(Bild: Fraunhofer ILT / Ralf Baumgarten)<br />
Die Geschichte des Lasers <strong>und</strong> seine Zukunft<br />
Wir haben für unsere Leserinnen <strong>und</strong> Leser eine der grossartigsten<br />
Technologien Schritt für Schritt aufbereiten lassen<br />
zum 60-Jahr-Jubiläum des Lasers. Das ist also die Geschichte<br />
des Lasers, der Forschung dazu <strong>und</strong> den Anwendungen bis<br />
hin zu zukünftigen Aufgaben, für die er sich bereits in Stellung<br />
bringt. Mit faszinierenden Bildern <strong>und</strong> lehrreichem Text.<br />
https://bit.ly/2TS0YnG<br />
Die Einfachheit des Roboterschweissens<br />
Schweissroboter kommen oft erst dann zum Einsatz, wenn die<br />
Losgrösse das Programmieren rechtfertigt. Mit der leicht zu handhabenden<br />
Roboterschweisszelle TruArc Weld 1000 von Trumpf<br />
kann aber bereits das Schweissen mit Losgrösse 1 lukrativ<br />
sein. Die Zweifel Metall AG jedenfalls musste keinen Moment<br />
überlegen, um die Investition in diese Maschine zu tätigen.<br />
https://bit.ly/2SaMvmt<br />
(Bild: Ruben Sprich)<br />
#<strong>013</strong> 63
Produkte<br />
On-Board-Elektronik mit<br />
Bluetooth-Schnittstelle<br />
Die digitalen On-Board-Elektroniken<br />
für Hydraulik stellen die offenen<br />
Schnittstellen Bluetooth sowie<br />
IO-Link bereit. In Verbindung mit<br />
einer entsprechenden App können<br />
Inbetriebnehmer, Bediener <strong>und</strong><br />
Service-Techniker mit ihrem Smartphone<br />
direkt <strong>und</strong> unabhängig von<br />
der Maschinensteuerung auf die<br />
Komponenten zugreifen <strong>und</strong> Parameter<br />
verändern. Die ersten mit der<br />
neuen digitalen On-Board-Elektronik<br />
ausgerüsteten Komponenten sind<br />
Proportional-Druckregelventile.<br />
Auf der Hardware-Seite bieten sie<br />
Verbesserungen mit einer volumenstromunabhängigen<br />
Druckregelung<br />
sowie einer linearen Sollwert-Druck-<br />
Kennlinie in vier Druckstufen. Die<br />
Ventile verfügen über einen integrierten<br />
Drucksensor sowie einen Anschluss<br />
für externe Drucksensoren.<br />
Bosch Rexroth Schweiz AG<br />
www.boschrexroth.ch<br />
Pendelrollenlager mit<br />
verbesserten Leistungswerten<br />
Der Käfig der ECA-Pendelrollenlager aus massivem Messing<br />
ist mit profilierten Taschen ausgestattet, die eine präzise<br />
Führung der Wälzkörper ermöglichen <strong>und</strong> unnötige Rollenbewegungen<br />
beim Rotieren signifikant verringern. Zudem<br />
reduziert das optimierte Käfigdesign die Belastung der<br />
Lagerkomponenten, weil es die Balance zwischen hoher<br />
Steifigkeit <strong>und</strong> schlanker Bauform hält. Eine Haltevorrichtung<br />
verhindert ein Herausrutschen der Rollen aus dem<br />
Käfig. Die Pendelrollenlager sind in Bohrungsdurchmessern<br />
von 40 bis 130 mm erhältlich. Das Design der neuen<br />
Baureihe gewährleistet eine vollständige Austausch barkeit<br />
mit bestehenden Lösungen.<br />
NSK Europe | www.nskeurope.de<br />
64 #<strong>013</strong>
Ab 1 mm mit Innenkühlung bohren<br />
Die Vollhartmetallbohrer der Serie Micro-Drill-Steel für die<br />
Stahlbearbeitung lassen sich für den Durchmesserbereich<br />
von 1,0 bis 2,9 mm mit Innenkühlung bei Bohrtiefen von 5×D,<br />
8×D <strong>und</strong> 12×D einsetzen. Vier Führungsfasen, deren Geometrie<br />
speziell für die effiziente <strong>und</strong> wirtschaftliche Bearbeitung<br />
von Kleinstbohrungen in Stahl entwickelt wurde, sorgen für<br />
beste Führungseigenschaften. Die Nutform mit Kernverjüngung<br />
garantiert selbst bei zähen Stahlwerkstoffen einen guten<br />
Abtransport der Späne. Höchste Performance <strong>und</strong> Standwege<br />
sind dank neuer Schneidstoffkombination <strong>und</strong> speziell darauf<br />
abgestimmten Mikrogeometrien gewährleistet.<br />
Mapal KG | www.mapal.com<br />
Innovative Drehmaschine<br />
läutet neue Ära ein<br />
Die neue Citizen Miyano ANX-42 SYY verfügt über oszillierende<br />
Zerspanung alias «Low frequency vibration cutting (LFV)».<br />
Dabei erzeugen die Linear-Antriebe in den zu bearbeitenden<br />
Achsen oszillierende Bewegungen, welche mit der Hauptspindel<br />
synchronisiert werden. Durch die Richtungsänderungen<br />
entstehen sogenannte «Air-Cuts». Genauer erklärt, das oszillierende<br />
Werkzeug bricht die Späne <strong>und</strong> verringert dadurch<br />
das Risiko langer Späne. Die Maschine ist mit zwei Spindeln,<br />
zwei Revolvern <strong>und</strong> zwei Y-Achsen ausgestattet. Die Spindeln<br />
sind Motorenspindeln (Built in), welche die Beschleu nigungs<strong>und</strong><br />
Verzögerungszeiten verkürzen <strong>und</strong> das Reaktionsverhalten<br />
insgesamt verbessern. Zusätzlich ist die Gegenspindel im X<br />
verfahrbar – eine innovative Drehmaschine, klein <strong>und</strong> kompakt.<br />
KANALÜBERWACHUNG<br />
Die Geschichte dazu unter<br />
www.technik-<strong>und</strong>-wissen.ch/detail/<br />
murrelektronik-mico-kanalueberwachung.html<br />
Newemag AG | www.newemag.ch
PRODUKTE<br />
Sicherheitskupplung für einfache Montage<br />
Die Baureihe ECPB ist eine Kombination aus Sicherheitskupplung<br />
mit Klemmnabe, zum Verhindern von teuren<br />
Schäden durch Überlast im Antriebsstrang. Der Metallbalg<br />
gewährleistet axialen, angularen <strong>und</strong> lateralen Versatzausgleich<br />
zwischen An- <strong>und</strong> Abtriebswelle. Erhältlich ist<br />
die Kupplung in 17 Baugrössen für Ausrückmomente<br />
zwischen 0,5 <strong>und</strong> 2000 Nm. Die Klemmnabe der Metallbalgkupplung<br />
kann Bohrungen zwischen 5 <strong>und</strong> 90 mm<br />
aufnehmen, die Klemmnabe im Sicherheitsteil ist für<br />
Wellendurchmesser zwischen 5 <strong>und</strong> 100 mm ausgelegt.<br />
Enemac GmbH | www.enemac.de<br />
Getriebebaukasten für Cobots<br />
Das Potenzial für die Servicerobotik ist enorm: In Küchen <strong>und</strong> Bars, in der Pflege, auf dem Acker oder<br />
in der Logistik helfen Leichtbauroboter, monotone oder nicht ergonomische Aufgaben zu automatisieren.<br />
Der neue Getriebebau kosten für Cobots vereinfacht nun die Umsetzung solcher Konzepte, in<br />
dem er alles hierfür Benötigte zur Verfügung stellt. Er besteht aus Tribo-Wellgetrieben in den Grössen<br />
80 <strong>und</strong> 105 mit Motorcontroller, Kraftregelungselektronik, Absolutwert-Encoder <strong>und</strong> Motor. Im Getriebe<br />
kommen Tribo-Wellgenerator <strong>und</strong> Tribo-Flexring mit Aussenver zahnung sowie ein DC-Motor zum<br />
Einsatz. Auf Basis der Getriebe lässt sich mithilfe von Verbindungselementen ein individueller Roboter<br />
konstruieren, dank der zusätz lichen elektronischen Komponenten auch als Cobot.<br />
Igus GmbH | www.igus.ch<br />
66 #<strong>013</strong>
PKD-Bohrer für Composite-Materialien<br />
Der PKD-Bohrer wurde für die Bearbeitung von Composite-Materialien entwickelt <strong>und</strong> zeichnet sich<br />
durch seine durchgängige PKD-Schneide aus. Bisher kamen im Zentrum meist Spitzen aus Vollhartmetall<br />
zum Einsatz, nur die Seiten waren PKD-bestückt. Allerdings sorgte die Unterbrechung der<br />
Schneide für Instabilität an den Übergängen <strong>und</strong> der Lötspalt neigte zu Ausbrüchen. Diese Instabilität<br />
beseitigt das neue Werkzeug. In den geschlitzten Gr<strong>und</strong>körper aus Vollhartmetall wird die beidseitig<br />
polierte PKD-Schneide eingebracht. Dadurch ist das gesamte System besonders stabil. Dank des<br />
Spitzenwinkels von 115° zentriert sich der Bohrer sehr gut selbst. Der Differentialspitzenwinkel von<br />
80° sorgt für einen sauberen Bohrungsaustritt ohne Delamination.<br />
Mapal KG | www.mapal.com<br />
Bohrer für Bearbeitung von Strukturbauteilen<br />
Der FBX-Bohrer mit Flachgr<strong>und</strong>-Stirngeometrie von Kennametal wurde speziell für die<br />
Bearbeitung von Strukturbauteilen in der Luft- <strong>und</strong> Raumfahrt entwickelt. Durch die vier<br />
Schneiden am Aussendurchmesser des Werkzeugs läuft die Bearbeitung selbst bei anspruchsvollen<br />
Anwendungen wie dem Bohren von Kettenlöchern stabil. Durch die grossen Spankammern<br />
ist eine problemlose Spanabfuhr gewährleistet. Die einstellbaren Kühlmitteldüsen<br />
sorgen für ein effizientes Wärmemanagement. Durch die Zentrumsschneide mit zwei effektiven<br />
Schneiden <strong>und</strong> Spanbrecher ist ein maximaler Vorschub möglich. Die Bohrkörper sind<br />
in den Durchmessern 60, 75 <strong>und</strong> 90 mm erhältlich <strong>und</strong> werden in einer langen <strong>und</strong> einer<br />
kurzen Ausführung (150 <strong>und</strong> 95 mm) angeboten. Der modulare FBX-Bohrer lässt sich mit den<br />
Kegelflanschaufnahmen (BTF) verbinden. Es stehen verschiedene Spindel-Schnittstellen<br />
zur Verfügung.<br />
Walter Maier AG | www.waltermeier.solutions/de<br />
#<strong>013</strong> 67
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WAGO<br />
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