25.10.2016
Fachkongress Industrie 4.0

Industrie 4.0: Macht Sinn und Nutzen!

Bereits zum dritten Mal fand am 20. Oktober der Fachkongress Industrie 4.0 in Wien statt. Kooperationspartner waren wiederum Fraunhofer Austria und die TU Wien, neu dabei der Verein „Plattform Industrie 4.0“.

120 Besucher bekamen eine ausgewogene Mischung aus Vorträgen, Fachausstellung und Networking präsentiert. Wie auch schon in den vergangenen beiden Jahren eröffnete Prof. Dr. Wilfried Sihn, gewissermaßen das „Gesicht“ der heimischen Industrie 4.0-Szene, den Fachkongress. In seinem Vortrag ließ er gleich mit einem überraschenden Bekenntnis aufhorchen: „Ich bin mit dem Begriff ‚Industrie 4.0‘ nicht mehr glücklich, weil er suggeriert, dass das Thema nur die Industrie betrifft“, so Sihn. „Wir sollten besser von „Digitalisierung“ sprechen.“ Die Rasanz der technologischen Entwicklung sei – im positiven Sinne – dramatisch, fuhr Sihn fort. Industrie 4.0 integriere diese verschiedenen Technologien. Einen großen Sprung erwartet er sich vom LTE-Nachfolger G5. Denn: „Der Backbone aller Digitalisierung ist Breitband-Internet.“ Sihn betonte einmal mehr seine Kernthese, wonach Aktivitäten im Bereich Industrie 4.0 in erster Linie den Kundenutzen im Blick haben sollten. Nicht zuletzt betonte er den Wert von Daten. „Daten sind das Öl der Zukunft, wir müssen sie nutzen. das wird der Erfolgsfaktor der Zukunft.“

Prof. Dr. Wilfried Sihn, Geschäftsführer Fraunhofer Austria, Professor am Institut für Managementwissenschaften der Technischen Universität Wien

   

Analoge Darstellung digital wiedergegeben

Dr.Ing.h.c. Andreas Tostmann, Executive Vice-President for Production bei SEAT in Spanien, sprach in seiner Keynote „Digitalisierung in der Automobilindustrie“ zuerst einmal über Uhren. Neue Armbanduhren bekämen immer öfter Funktionen, die wir vom Smartphone kennen. Andererseits finde man die gewohnten runden Uhren samt Zeiger auf den digitalen Monitoren in den neuen Fahrzeugen wieder. Darin sieht Tostmann ein ideales Beispiel für das Fortschreiten der Digitalisierung. „Durch die Digitalisierung wird inkrementelle Veränderung im Sinne eines kontinuierlichen Verbesserungsprozesses obsolet“, meint er. Ein weitere Einflussfaktor: Produktzyklen wurden immer kürzer, das habe auch Einfluss auf Innovationen, beziehungsweise den Innovationsprozess. In der Automobilindustrie komme hinzu, dass sich klassische Automobilbauer plötzlich neuen Playern aus der Internet-Szene gegenüber sähen (Stichwort Google und dessen Ambitionen eines autonomen Autos). Letztere agieren schnell, verfügen über eine große Menge an Kundendaten und sind es gewohnt, neue Businessmodelle aus dem Ärmel zu zaubern. Für die etablierten Autobauer stelle dies eine nicht geringe Herausforderung dar. „Wie haben wir bisher Autos verkauft? Mit Sicherheit, Leistung und Komfort“, sagt Tostmann. „Aber dieser Weg ist zu Ende.“ In Zukunft würden Kunden Fahrzeuge eher nutzen als besitzen, glaubt er. Anstelle des Kaufs werden pay-per-use-Modelle treten. In der Fertigung würden physische und virtuelle Welt weiter verschmelzen. Auch eine engere Zusammenarbeit von Robotern und Menschen ist für Tostmann fix.

Dr.Ing.h.c. Andreas Tostmann, Executive Vice-President for Production SEAT S.A., Martorell (Barcelona), Spanien

   

Biomechanische Grenzwerte

Prof. Dr. Wilfrid Sihn und DI Christoph Schwald, Corporate Innovation Manager des TÜV Austria, stellten anschließend die Industrie 4.0 Pilot-Demonstrationsfabrik vor, deren Aufbau vor kurzem an der TU Wien begonnen wurde. Dort sollen neue technologische Möglichkeiten in einem realen Umfeld erprobt und weiter entwickelt werden. Etwa die Verknüpfung Cyber-Physikalischer Produktionssysteme (CPPS) mit IT-Systemen oder die Mensch-Roboter-Kollaboration. In einem gemeinsamen Projekt nehmen sich Fraunhofer Austria und der TÜV der neuen Norm ISO TS 15066 an, die biomechanische Grenzwerte für den körperlichen Kontakt zwischen Mensch und Industrieroboter definiert. „Wir bilden im Detail konkrete Szenarien ab“, sagt Schwald. „Dabei haben wir 18 Handlungsfelder identifiziert, die von der Norm noch zu wenig berücksichtigt werden.“ Ziel des Projekts ist deshalb die Entwicklung eines integrierten Sicherheitskonzeptes, das Aspekte aus den Bereichen funktionale Sicherheit, IT Security und Organisation umfasst.

DI Christoph Schwald, Corporate Innovation Manager, TÜV AUSTRIA HOLDING AG, Wien

   

Daten-Durchgängigkeit in der Produktion

„Industrie 4.0: Ein Thema für den Mittelstand?“ Diese Frage stellte DI Michael Sander, CEO von proALPHA Austria in seinem Vortrag und gab auch gleich die lapidare Antwort dazu: „Ein klares Ja.“ Obwohl der Begriff „Industrie 4.0“ erstmals 2011 auf der Hannover Messe verwendet wurde, gibt es viele der damit verknüpften Themen bereits länger, betonte Sander. Beispielsweise die Integration von Fremdsystemen. proALPHA sei aktiv mit der Thematik befasst, unter anderem als Mitglied der deutschen Technologieplattform Smart Factory KL (Kaiserslautern), an der 40 Partner aus Industrie und Forschung beteiligt sind. In der Folge berichtet Sander von mehreren erfolgreichen Projekten bei Kunden. Etwa bei der österreichischen Fima Gabriel-Chemie. Dort wurde ein durchgängiges, digitalisiertes, vertikales Produktionssystem aufgebaut. Die zum Abwiegen der Chemikalien eingesetzten Waagen sind online mit dem ERP-System gekoppelt. Nur wenn der Wiegevorgang korrekt war, lösen sie einen Produktionsauftrag aus. Beim Versand errechnet das ERP-System außerdem in Echtzeit den optimalen Schlichtplan für die mit Säcken beladenen Paletten. „Wer in die smarte Fertigung einsteigen möchte, sollte einige Punkte berücksichtigen“, so Sander. Beispielsweise sollte man rechtzeitig zu planen beginnen und dies in kleinen Schritten tun, sich ausgiebig informieren und während der Umstellung im Parallelbetrieb zweigleisig fahren. „Aber das allerwichtigste ist: Seien Sie kreativ“, schloss Sander seinen Vortrag ab.

DI Michael T. Sander, CEO proALPHA Österreich

   

Warnung vor Datenklau

Wie man „Per Mausklick in die Cloud“ kommt, erklärte dann Ing. Martin Zöchling, Geschäftsführer von VIPA Elektronik-Systeme. Er warnte vor Hacker-Attacken wie DDoS-Angriffen (Distributed Denial of Service), bei denen Server durch kontinuierliche Anfragen in die Knie gezwungen werden. Erst vor wenigen Tagen legte ein solcher Angriff etliche große Internetdienste wie Twitter oder Amazon für mehrere Stunden lahm. „Das kann auch in der Industrie passieren“, warnte Zöchling. „Deshalb muss man sich mit diesen Themen beschäftigen – zuhause wie auch in der Produktion.“ Als Lösung präsentierte Zöchling Talk2M, das angeblich größte industrielle VPN-Netzwerk der Welt von der Firma eWon. Es bietet einfache Möglichkeiten für die Fernwartung, wird rund um die Uhr gemanagt und ist auch von mobilen Devices wie Smartphones oder Tablets gesichert erreichbar. Das Netzwerk sei auf weltweit 25 Server von eWon verteilt. Anmelde- und VPN-Server sind dabei getrennt, so dass ein ausfallsicherer Verbindungsaufbau gewährleistet ist. Sämtliche verbundenen Geräte sind nur in der Talk2M-Cloud sichtbar. Ein weiterer Vorteil von Talk2M ist, dass man komfortabel eine Datensammlung für die vorbeugende Wartung anlegen kann. Über einen Viewer kann man auf alle Geräte zugreifen. Die API-Befehle werden aufbereitet, man braucht diese nur in die eigene Anwendung zu kopieren.

Ing. Martin Zöchling, Gesellschafter AIONA Automation GmbH, Geschäftsführer VIPA-Elektronik-Systeme GmbH, Wien

   

Nicht nur Maschinen, auch Materialfluss vernetzen

Ein fahrerloses Transportsystem (FTS) für die Industrie 4.0 stellte Andreas Melkus, Geschäftsführer von Melkus Mechatronik vor. Motivation für die Entwicklung war, dass zwar die Produktion häufig automatisiert ist, der zu- und abgehende Materialfluss aber nicht. „Hier herrscht oft noch Handarbeit oder der Einsatz von Staplern vor“, so Melkus. Losgrößen haben einen wichtigen Einfluss auf die Planung der Produktion. Oft verkommen deshalb Flächen in der Produktion zu „Zwischenlagern“ für Materialien, die gerade nicht gebraucht werden. „Maschinen sind heute alle netzwerkfähig“, sagt Melkus. „Aber man muss mit den Daten auch etwas anfangen können. Unsere Idee war es deshalb, nicht nur die Maschinen, sondern auch den Materialfluss zu vernetzen.“ In optimaler Umsetzung sieht das dann so aus, dass das ERP-System einen Auftrag startet. Das FTS-System bringt zur richtigen Zeit das Rohmaterial an die Maschine und transportiert gegebenenfalls Teilfertigwaren zur nächsten Maschine. Zuletzt bringt es die Fertigware ins Lager oder zum Versand. Die Vorteile: Die Fertigung lässt sich wesentlich besser planen, auch kleine Losgrößen können zu gleichen Preisen gefertigt werden und die Logistik ist automatisiert. Das FTS von Melkus misst 40 x 40 cm (Grundfläche), wiegt 40 kg und verfügt über eine Nutzlast von 60 kg (bei Ladungsgröße 60 x 40 cm). Es verfügt über Kameraführung, Sicherheits-Laserscanner, LED-Scheinwerfer und WLAN. Optional gibt es das FTS mit Raupenförderer, Höhenverstellung und RFID-Leser.

Andreas Melkus, Geschäftsführender Gesellschafter MELKUS Mechatronic GmbH

   

Energieexport mal anders

Als letzte Vortragende vor der Mittagspause gab Carina Putz, MSc, Produktmanagerin Demand Response bei Verbund Solutions, Einblicke in den Regelenergiemarkt. Vor rund zweieinhalb Jahren wurde der Markt für Regelenergie geöffnet. Der Gedanke dahinter: Durch den Ausbau erneuerbarer Energieträger kommt es in den Stromnetzen zu starken Schwankungen. Zu manchen Zeiten gibt es im Netz Überschüsse, zu anderen fehlt Energie. Große Verbraucher aus der Industrie können einen Beitrag zur Stabilisierung des Netzes leisten, indem sie kurzfristig Maschinen zu- oder abschalten. Diese Flexibilität bekommen sie natürlich vergütet. Der Verbund bietet Industrieunternehmen mit seinem „Power Pool“ die Möglichkeit, ihre Flexibilität optimal zu managen. Ein mehrstufiger Auswahlprozess, der über zwei bis drei Monate läuft, entscheidet, ob ein Unternehmen dafür geeignet ist. Es sollte eine vermarktbare Leistung von mindestens 1 MW zur Verfügung stehen. Auch sollte die Last mehr als eine Stunde ohne Beeinflussung des Produktionsprozesses reduziert werden können. Hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Lastreduktion sind ebenfalls Kriterien. Als ein Beispiel nannte Putz eine 2,8 MW starke Zementmühle, die im März dieses Jahres 53 Minuten positive Regelleistung erbrachte (2.692 MWh) und damit einen Erlös von 471,10 Euro einfuhr. Der konkrete Verdienst hänge natürlich von Angebot und Nachfrage des Regelmarktes zum jeweiligen Zeitpunkt ab.

Carina Putz, MSc, Produktmanager Demand Response, VERBUND Solutions GmbH, Wien

   

Durchgängige Vernetzung in der Fertigung

Den ersten Vortrag aus dem Feld „Prozessinnovationen“ hielt Thomas Mücke, Projektmanager von TDM Systems mit Sitz in Tübingen (Baden-Württemberg). Nebenher ist Mücke auch lehrend zum Thema Digital Engineering an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen tätig. TDM Systems ist ein Unternehmen der schwedischen Sandvik-Gruppe, deren Unternehmen (Sandvik, Seco, Walter) sich schwerpunktmäßig mit Werkzeugen zur spanenden Metallbearbeitung beschäftigen.

Mücke sah bereits im CIM (Computer-integrated manufacturing) in den 90iger Jahren einen Vorläufer heutiger Digitalisierungsszenarien. „Ich sagte dazu immer CIM sala bim“, witzelte er. Er geht davon aus, dass 70 % der gesamten Produktionskosten bereits mit der Konstruktion vordefiniert würden. TDM verfügt über ein System, das die technologische und kaufmännische Ebene einer Produktion auf der Basis einer zentralen Big Data Analytics bietet. Das ermögliche eine Optimierung über die gesamte Prozesskette hinweg, führe zu höherer Flexibilität und zeige Einsparungspotentiale auf. Sowohl vertikal – quer über alle existierenden Produktionssysteme hinweg – als auch horizontal durch alle Unternehmensbereiche aber auch zu Kunden und Lieferanten kann mit TDM Systems vernetzt werden. „Wir brauchen eine stärkere Integration, auch der Lieferanten“, so Mücke. Pro Millisekunde könne man vom Fertigungsprozess auf der Werkzeugmaschine 10 bis 20 Daten bekommen, und dafür benötige man zum einen neue Datenbanken, die diese Datenflut erst einmal aufnehmen können, zum anderen neue Auswertungssysteme um mit diesen Daten etwas anzufangen. Mücke beschrieb in seinem Referat, welchen Einfluss Werkzeugdaten auf den gesamten Fertigungsprozess haben können, wie mit Geometriedaten und einem 3D-Modell Bearbeitungsprozesse simuliert werden, und somit mit einem „Bruttobedarf“ an Werkzeugen auch die Rüstzeiten bis hin zu Logistikkosten reduziert werden können. „Wichtiger wird eine gute Datenqualität der Werkzeuge“.

Konstrukteure würden laut Mücke – er zitiert hier eine Studie – nur zu 30 % ihrer Arbeitszeit tatsächlich konstruieren, die andere Zeit seien sie mit Daten sammeln und Stücklisten schreiben beschäftigt. Daten aus dem CAD/CAM-System sollte man laut ihm für ein durchgängiges Engineering in ein zentrales Analytics-System übertragen. „Wenn wir bestimmte Infos aus den Werkzeugmaschinen ‚zurückspielen‘ und mit bestimmten Daten versehen, dann können wir Werkzeuge, Schnittgeschwindigkeiten und Maschinen optimieren“, so Mücke. Im Vorfeld wüsste man aber zumindest, ob das zu fertigende Bauteil mit den vorhandenen Mitteln überhaupt herstellbar sei.

Laut Mücke muss die Optimierung bereits im Planungsprozess beginnen. Eine erhöhte Wertschöpfung lasse sich nur dann generieren, wenn die Systeme ERP, PLM und MES vernetzt und miteinander kombiniert würden, mit einem Big Data Analytics-System, das auch Aufgaben wie Visualisierung, Logistikoptimierung oder Datenoptimierung vornehmen kann. Zentrale Fragen, die sich allerdings künftig stellen, sind erstens: Braucht man dann künftig wirklich noch alle diese Systeme? Und zweitens: Welche Funktionen sollten künftig besser in der Big Data Analytics angesiedelt sein?

Thomas Mücke, Projektmanager, TDM Systems, Tübingen

   

Produktionstechnische Exzellenz

DI Michael Kiel, Konzernbereichsleiter Operations & QM des österreichischen Zutrittssystemherstellers EVVA sieht die Vorteile der Digitalisierung darin, dass diese zur Exzellenz führe. Die durchschnittliche Losgröße für Schließzylinder liegt laut Kiel bei zehn Stück, es gäbe jedoch Milliarden an Varianten. Stolz berichtet er über den jüngsten Erfolg: EVVA erhielt den Zuschlag für 3000 Schließzylinder für das neue Hochhaus von Daniel Liebeskind in Warschau.

Der Name EVVA stammt angeblich von „Erfindungs-Versuchs-Verwertungs-Anstalt“. Vor acht Jahren machte sich das Management des Familienunternehmens schließlich daran, mit Elektronik und Magnetismus ihre bislang mechanischen Schließsysteme um neue Produktreihen zu erweitern. „Der Magnetismus sorgt dafür, dass unsere Systeme nicht mit 3D-Druck kopiert werden können“, so Kiel, selbst seit zwei Jahren an der Entwicklung beteiligt. Er erwähnt insbesondere die Baureihe AirKey – bei dieser dient das Smartphone als Schlüssel.

Bei EVVA wurde die Notwendigkeit zu einem „digitalen Wandel“ frühzeitig erkannt. „Warum überhaupt? Wir haben sowohl die Prozess als auch die Produktanforderungen dazu.“ Ein Change Prozess im Unternehmen war entscheidend für die rasche Umsetzung. Die IT-Infrastruktur ist gewachsen. Das Ziel zu erreichen, der beste und zuverlässigste Hersteller von mechanischen und elektronischen Zutrittssystemen zu werden, verlangte auch nach einer entsprechenden Unternehmenskultur, die sich voll und ganz zur Digitalisierung bekennt.

Schnelligkeit führte in Warschau zum Erfolg. So betrage die durchschnittliche Durchlaufzeit in der Produktion fünf Tage, in der Regel seien Aufträge ab Bestellung in etwa vier Wochen abgewickelt. „Ein Problem in unserem Bereich ist: an die Türen denkt man erst ganz zum Schluss.“

DI Michael Kiel, Konzernbereichsleiter Operations, EVVA Sicherheitstechnologie GmbH, Wien

   

Internet of everything

Die wichtigste Aufgabe des Vereins „Industrie 4.0 Österreich – die Plattform für intelligente Produktion“ aus Sicht des Geschäftsführers DI Roland Sommer ist es Ängste zu nehmen. Des Weiteren gehe es um die Koordination zwischen Förderaktivitäten zwischen Bund und den Ländern. Um das Ziel, Österreich als zukunftsfähigen Produktionsstandort zu stärken, zu verfolgen, sind zahlreiche Interessensvertretungen involviert wie etwa die Fachverbände FEEI und FMMI, das Patentamt, die Industriellenvereinigung aber auch Arbeiterkammer und Produktionsgewerkschaft. Laut Sommer investiere der Bund rund 150 Mio. Euro jährlich an Förderungen in Industrie 4.0-Projekte. Für die Durchsetzung von Industrie 4.0 seien auch zahlreiche politische Weichenstellungen nötig. Es gilt die Frage zu klären: Welche Rolle spielt künftig der Mensch in der digitalen Fabrik? Neben zahlreichen Normen und Standards die überarbeitet beziehungsweise neu ausgearbeitet werden müssen, sind auch Regelungen hinsichtlich Datensicherheit und Strafen bei Verstößen zu treffen.

Die Thematik sei allgemein sehr Disziplinen-übergreifend. Sommer erweitert die Sichtweise zum Thema etwas: die Digitalisierung betreffe nicht nur „Dinge“, wie der Begriff Internet-of-things (IoT) vermuten ließe sondern zunehmend auch „Menschen“ und „Dienste“. Es gäbe Schätzungen für ein mögliches Wirtschaftspotential im Zeitraum 2013 bis 2023 für das „Internet of everything“ – als Quelle wird der IT-Gigant Cisco genannt – von 14,4 Billionen Dollar.

Sommer beendete sein Referat damit, um auf indirekte Effekte hinzuweisen, die noch bei jeder großen technologischen Veränderung entstanden seien, sowohl mit dem Ersetzen der Pferdekutschen durch Autos als auch durch die Personal Computer, die ab 1980 die Bürowelt revolutionierten. So würden in Deutschland in den nächsten Jahren 350.000 Jobs neu geschaffen werden, Toyota setze verstärkt wieder mehr Menschen in der Produktion ein, um die Produktionsprozesse kontinuierlich zu verbessern.

DI Roland Sommer, MBA, Geschäftsführer Verein Industrie 4.0 Österreich

   

Podiumsdiskussion

An der den Kongress abschließenden Podiumsdiskussion zur „Aus- und Weiterbildung“ beteiligten sich neben Prof. Dr. Wilfried Sihn und DI Roland Sommer zwei weitere Gäste: Komm.-Rat Veit Schmid-Schmidsfelden, Geschäftsführer der Rupert Fertinger GmbH, und Ao. Univ.-Prof. DI Dr. Kurt Matyas, Vizerektor für Studium und Lehre an der Technischen Universität Wien.

Prof. Dr. Wilfried Sihn:

"Ich bin ziemlich sicher, dass niedrig qualifizierte Arbeitsplätze verlorengehen werden, wie etwa die Kassiererin im Supermarkt. Diese Industrie 4.0-Bewegung wir aber am Ende mehrere andere Jobs bieten. Zwischen den Zeitpunkten, an denen Jobs verloren gehen und neue geschaffen werden, wird es eine Zeitstrecke von zirka zehn Jahren geben. Ich vermisse eine detaillierte Analyse auf Spartenebene."


 

 

DI Roland Sommer:

"Man muss sehr viel investieren, damit die Mitarbeiter die Verantwortung für diese neuen Jobs tragen können."

   

 

Komm.-Rat Veit Schmid-Schmidsfelden:

"Unsere Berufsbilder sind festgefahren. Da wird daran gearbeitet, aber aus meiner Sicht nicht schnell genug. Es benötigt neue Formen der Leadership. Methodenkompetenz, Verantwortung und Agilität werden wichtiger."


 

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Ao. Univ.-Prof. DI Dr. Kurt Matyas:

"Reproduzierbares Wissen zu generieren ist nicht mehr unsere Hauptaufgabe. Unsere Aufgabe ist es, den Studierenden beizubringen, die richtigen Fragen zu stellen! Methodenwissen ist ein wesentlicher Punkt. Interdisziplinarität gehört gefördert."

Bilder: WEKA/Peherstorfer  

Bildergalerie

Dritter Fachkongress "Industrie 4.0" - WEKA FACHMEDIEN ÖSTERREICH

Am 20. Oktober 2016 veranstaltete das Fachmagazin Technik Report den Fachkongress „Industrie 4.0 – Nutzenpotenziale für produzierende Unternehmen“ mit begleitender Ausstellung.