Standards

P. Bruder/pb,

Die Zukunft der Fertigung heißt Plug & Produce

Standards sorgen für mehr Flexibilität und Offenheit in der Produktion. Herstellerübergreifend standardisierte Schnittstellen für Steuerungs-, Rezept- und Produktdaten gibt es bereits, mit dem Konzept von Verwaltungsschale (Administration Shell) und Maschinenfähigkeiten (Skills) zeigt Lenze, wie die Zukunft aussehen kann.

In der flexiblen Produktion der Zukunft werden Maschinenmodule nicht nur automatisch gekoppelt – die Maschinen werden sich als Teil einer Produktionslinie unterhalten, im Produktionsprozess abstimmen und interagieren. © Lenze

Ein neuer Auftrag, ein neues Produkt, ein neues Format: Ein Wechsel bei Infeed und Pick & Place der Produktionslinie steht an, Packaging und Paletizer bleiben unangetastet, aber das Outfeed-Modul muss ebenfalls gewechselt werden. Das ist kompliziert, langwierig und arbeitsaufwendig – noch. Mit dem Konzept Plug & Produce könnte bald sichergestellt werden, dass die Produktionslinie schnell wieder einsatzfähig ist – ohne hohen manuellen Aufwand bei Konfiguration und Programmierung.

Stärkere Individualisierung von Produkten bedeutet immer kleinere Losgrößen – und damit häufigeres Umrüsten von Fertigungslinien. Nicht nur die mechatronischen Module einer Maschine oder Anlage sind dann auszutauschen. Die Programmierung der Steuerung, das Einbinden in das HMI, Diagnose und Inbetriebnahme sind weitere notwendige Arbeitsschritte bis zur Wiederaufnahme der Fertigung. Das bedeutet Zeit- und Personalaufwand beim Enduser. Aber auch der OEM muss viel investieren, beispielsweise um die benötigten Anschluss-Optionen zu realisieren, unterschiedliche Daten oder Datenformate bereitzustellen und sich mit Lieferanten anderer Module abzustimmen.

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Dass es auch anders geht, zeigt Lenze, Spezialist für die Maschinenautomatisierung, anhand eines vollfunktionsfähigen Showcases. Dieser simuliert die Verpackung verschiedener Produkte mit unterschiedlichen Modulen in der Fertigungslinie. Die Umrüstung der Produktionslinie folgt dem Konzept „Plug & Produce“ – einfach einstecken und loslegen. Das Geheimnis liegt in der Kommunikation: offene, herstellerübergreifende Standards ermöglichen es den beteiligten Modulen, automatisiert die Produktionslinie zu konfigurieren und untereinander Daten auszutauschen, bis hin zur vollständigen Interaktion im Zuge des Produktionsauftrages. Die Produktionslinie muss deshalb nicht mehr programmiert werden.

Vorhandene Standards nutzen
Zu den Grundlagen der standardisierten Kommunikation gehört OPC UA und dessen Companion Specification PackML. Als eines der ersten Unternehmen nutzte Lenze die Verwaltungsschale, um hierüber Daten zur Beschreibung der Maschinenfähigkeiten („Skills“) bereitzustellen. Auf dieser Basis können sich die Module automatisiert koppeln und das Zusammenspiel im Produktionsprozess organisieren. Der Plug-&-Produce-Showcase ist ein Beispiel für die Leistungsfähigkeit der Lenze-Automationsplattform aus Hard- und Software in Bezug auf Offenheit, Skalierbarkeit, Modularität und Vernetzung.

Ziel des Herstellers ist es, dass für diese Anwendung ebenfalls herstellerübergreifende Standards geschaffen werden. Dafür sucht er Mitstreiter in der Industrie und unter den OEMs und engagiert sich in den Normungsgremien der Verbände. Nur so seien die Ziele für ein echtes Plug & Produce zu erreichen: Offenheit sowohl bei der Auswahl von Maschinenlieferanten, bei der Anpassung von Produktionslinien und bei Produktwechseln bedeutet auch Offenheit in der Automatisierungsplattform.

Vorteile für OEMs …
Der Maschinenbau profitiert vom Plug-&-Produce-Konzept, denn einheitliche Schnittstellen und Standards vereinfachen die Modularisierung von Maschinen und Anlagen. Zugleich wird das geistige Eigentum des OEM geschützt, denn es muss kein Kern-Know-how gegenüber Dritten offengelegt werden, um eine reibungslose Kommunikation und Vernetzung sicherzustellen. Der Integrations- und Programmieraufwand sinkt, auch die Integration von Visualisierungssystemen wird vereinfacht – das reduziert mögliche Fehlerquellen, liefert mehr Freiräume zur Entwicklung von Innovationen. Bessere Funktionalität bei kürzerer Time-to-Market und effektiverem Personaleinsatz stärkt die Wettbewerbsfähigkeit.

… und Enduser
Für Anwender macht sich Plug & Produce bereits bei der Konzeption einer neuen Fertigungslinie bezahlt: höhere Flexibilität und Anpassungsfähigkeit, mehr Offenheit bei der Auswahl von Maschinen und Lieferanten und eine einfachere Wiederverwendbarkeit von Maschinenmodulen. Eine Fertigung kann schneller an sich ändernde Markt- und Kundenbedürfnisse angepasst werden – bei geringerem Integrationsaufwand und Personaleinsatz. Die durchgängige Kommunikation ermöglicht eine Vereinheitlichung des Diagnose- und Alarm-Managements. In der laufenden Produktion erlaubt Plug & Produce häufigere Produktwechsel durch einfachere, schnellere Umrüstung und eine höhere Anlagenverfügbarkeit.

P. Bruder/p

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