Die steigenden Strom- und Rohstoffpreise setzen der Industrie extrem zu. Unternehmen drosseln ihre Produktion und streichen Investitionen. Laut der jüngsten Umfrage „Lagebild im industriellen Mittelstand“ des Bundesverbands der Deutschen Industrie sehen 58 % die aktuelle Situation als „starke“ und 34 % als „existenzielle“ Herausforderung. Hinzu kommt der Fachkräftemangel, der durch alle Branchen hinweg die Industrie belastet. Um dennoch wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen Unternehmen Prozesse anpassen und effizienter gestalten. Die Digitalisierung kann hier der Schlüssel zum Erfolg sein. Die intelligente Vernetzung von Maschinen und Anlagen beispielsweise beim Mischen und Aufbereiten von Produkten ist ein Anfang.
OT und IT gehen Hand in Hand
Früher waren Maschinen und Anlagen selten in der Netzwerkstruktur der Betreiber eingebunden und bildeten daher eine autarke Einheit. Der Facharbeiter bediente über die HMI-Schnittstelle und der Mischer arbeitete selbstständig und das ohne Anbindung an ein übergeordnetes System. Heutzutage geht der Trend dahin, dass die Operationstechnologie (OT), also die Anlagentechnologie mit der Informationstechnologie (IT) verbunden wird. Daraus ergeben sich neue Anforderungen für Maschinenbauer: Das bedeutet unter anderem das Ankoppeln an Fremdsysteme wie an MES-Systeme zur Produktionssteuerung oder auch Qualitätserfassungssysteme. Darüber hinaus kommt der Zugriff auf alle Daten von unterschiedlichen Arbeitsbereichen oder die Möglichkeit, auch extern über eine VPN-Lösung darauf zu zugreifen. Ziel ist es, eine größtmögliche Transparenz der ablaufenden Prozesse zu erhalten, um diese im nächsten Schritt zu optimieren und somit die Qualität weiter zu steigern, die Verfügbarkeit zu erhöhen und die Betriebskosten zu senken.
Während früher Elektrotechniker die Funktionen der Maschine programmierten und überwachten, sind jetzt zusätzlich IT-Fachkräfte für die Vernetzung und den Einsatz von Webtechnologien nötig. Diese müssen auf die technischen Anforderungen der neuen Nutzer reagieren.
Mischermanagement als Webanwendung
Die Digital Natives werden die nächste Generation an Maschinen und Anlagenbedienern stellen und daher werden Entwicklungen aus dem Consumer-Bereich die industriellen Software-Lösungen immer mehr beeinflussen. Betreiber wollen zudem die technische Verantwortung komplett an die OEMs übergeben. Deshalb setzt Eirich bei Labormischern auf reine Webtechnologie, was das Bedienen und Beobachten der Maschine betrifft. Die Softwarelösung 4.0 kann flexibel über Internet-Browser betrieben werden und ist somit unabhängig vom Endgerät. Durch die Verknüpfung der OT- und IT-Netze kann die Software sowohl direkt in Maschinennähe als auch im Office verwendet werden. Aufbereitungsaufgaben lassen sich beispielsweise am eigenen Arbeitsplatz vorbereiten und nach Durchführung an der Maschine dort auch wieder auswerten und analysieren. Die einheitliche Plattform bietet für alle Produkte von Labor bis Anlage viele Features in einem kompakten, skalierbaren System. Sammeln und Sichern von Prozess- und Maschinendaten über große Zeiträume kann dabei gewinnbringend sein. Die gesammelten Daten aus der Produktion können verwendet werden, um Korrelationen zwischen Prozess-, Equipment- und Qualitätsparametern herzustellen. Die gewonnen Erkenntnisse dienen als Basis für Assistenzsysteme, die dem Anlagenbediener helfen, Entscheidungen zum optimalen Betrieb der Aufbereitungsanlage zu treffen.
Monitoring verringert Ressourcenverbrauch
Ein weiterer wichtiger Schritt ist das Monitoring: In einem Produktionsdatenmanager können Materialdaten hinterlegt, Rezepturen erstellt und Chargenprotokolle eingesehen werden. Unternehmen können hier außerdem Protokolle mit nachträglich durchgeführten Prüfergebnissen anreichern. Die Erfassung und Auswertung von Qualitätsparametern während der Aufbereitung oder durch nachgelagerte Messsysteme garantiert so eine gleichbleibend hohe Qualität des Ergebnisses.
Der Fokus geht dabei hin zum Ressourcenverbrauch. Mit erfassten Daten und der richtigen Technologie können Unternehmen sparen. Für eine effizientere und ressourcenschonende Produktion entwickelt Eirich Lösungen zur Qualitätsbestimmung und hat in den Labormischer Cleanline C5 eine Inline-Rheologie-Messung integriert. Der Mischer kann so die Fließeigenschaften selbst bestimmen, ohne das Produkt aus dem Behälter zu nehmen. Das System erfasst automatisiert Daten, berechnet die Kennzahlen für rheologische Größen wie Fließgrenzen und Viskosität und visualisiert die Fließkurve.
Von starren zu offenen Systemen
Die Digitalisierung kann Unternehmen bei Produktionsprozessen unterstützen, aber zusätzlich auch in Zeiten von explodieren Rohstoff- und Energiepreisen entlasten. Trotz allem muss sich die Industrie von starren Systemen abwenden. Diese schränken sie nur in ihrem Leistungsumfang ein. Der Blick muss hin zu offenen Systemen gehen, die in der Zukunft einfach durch Funktionalitäten erweitert werden können. In den nächsten Jahren können Unternehmen noch viel erwarten: Aktuell werden immer öfter Daten über Connectoren in die Cloud übertragen, um hier zum einen die Skalierbarkeit und Rechenleistung zu nutzen, Dashboardings und Trends darzustellen, aber auch um einen Mehrwert durch Analysetools aus den Daten zu erzeugen. Bald könnten die Ergebnisse dieser Analysen in Closed-Loop-Systeme zurückfliesen. Diese greifen automatisch in Prozesse ein und verändern Anlagenparameter, um den Betriebspunkt der Maschinen und Anlagen optimal zu halten.
Die Anforderungen von Unternehmen an Erstausrüster und Hersteller werden auch weiterhin hoch bleiben. Hohe Erwartungen an ihre Lieferanten setzen aktuell Giga Factories. Sie bestehen beispielsweise auf die Nutzung des digitalen Zwillings, einer virtuellen Inbetriebnahme, smarter Sensorik, Dashboardings und die Anbindung an diverse Kundensysteme. OEMs sollten die Ideen und Wünsche ihrer Kunden für neue technologische Innovationen nutzen, um noch nachhaltiger und effizienter zu produzieren. Es muss aber nicht alles digitalisiert werden. Unternehmen müssen auch hinterfragen, was Sinn macht. Fakt ist: Die digitale, aber auch ökologische Transformation ist in der Industrie sehr präsent und kann Unternehmen das Marktbestehen sichern.
Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH & Co KG, Hardheim
Autor: Alexander Bechold
Leiter Elektrisches Engineering,
Maschinenfabrik Gustav Eirich
