Handlungsfelder

Industrie 4.0 – Handlungsfelder

In hohem Maße selbstständig und adaptiv – das sind wichtige Eigenschaften der intelligenten Produktion von morgen.

Wie sieht die intelligente Produktion von morgen aus? Wir stellen sie vor – und mit ihr Produkte, die bereits heute die Möglichkeit bieten, den Weg Richtung Industrie 4.0 zu gehen.

Basierend auf unserer Erfahrung in der Verbindungs- und Automatisierungstechnik überführen wir die manchmal abstrakten Vorteile von Industrie 4.0 in praxisorientierte Handlungsfelder. Dabei stehen die Vorteile der Digitalisierung hinsichtlich Qualität, Flexibilität, Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit im Vordergrund.

Digitalisierung verbessert Prozesse im Werkzeugbau

Digitale Prozesse im Werkzeugbau  

Digitale Boards liefern die Informationsgrundlage für anstehende Entscheidungen

Digitalisierung ist die Basis für Industrie 4.0. Produkte und Prozesse entstehen zunächst virtuell und sind vollständig transparent.

Über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts werden alle Prozessphasen innerhalb des Wertschöpfungsnetzwerks mit einer einheitlichen digitalen Beschreibung unterstützt, z. B. das Engineering, die Installation oder die Produktion. Alle Betriebszustände sind jederzeit bekannt, deren Visualisierung vereinfacht Planung, Analyse sowie den Betrieb.

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Industrie 4.0-Beispiel: Vorteile digitaler Daten heute nutzen

Die komplexen Spritzgießwerkzeuge dienen der Herstellung von filigranen Kunststoffteilen, die wegen der zunehmend individuelleren Endprodukte in immer kürzerer Zeit zur Verfügung stehen müssen.

Daten werden durchgängig genutzt, um Prozesse zu optimieren. Dafür ordnet man dem physikalischen Produkt die digitalen Daten eindeutig zu. So entsteht ein Baustein von Industrie 4.0, das cyber­physische System. Durch diese Verbindung zu übergeordneten Systemen sind Informationen projektbezogen verfügbar, z. B. Kosten oder Materialart. Digitale Boards liefern die Informationsgrundlage für anstehende Entscheidungen. Zudem hilft Augmented Reality, die computergestützte Erweiterung der Realität, die Koordinaten für die Positionierung von Auswerfern für Spritzgießwerkzeuge festzulegen.

Um in Zukunft vollautomatisiert zu fertigen und damit Zeit und Kosten zu sparen, werden Werkzeuge und Prozesse vollständig digital beschrieben.

Sichere Kommunikation bei der Produktion von I/O-Modulen

Produktion von I/O-Modulen  

I/O-Module werden bei Phoenix Contact vollautomatisch in Losgröße Eins hergestellt

Über Netzwerkinfrastrukturen kommunizieren intelligente mechatronische Systeme standort­- und firmenübergreifend. Dabei werden ausschließlich standardisierte und offene Schnittstellen genutzt.

Diese Kommunikation auf Basis von Ethernet und Internet vernetzt dezentrale Strukturen und ist die Grundlage für flexible, sich selbst optimierende Produktionsprozesse. Voraussetzung ist der zuverlässige Schutz vor unautorisierten Fremdzugriffen und elektrischen Störungen.

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Industrie 4.0-Beispiel: Sichere Kommunikation in der Produktion

Bei ständig steigender Variantenzahl und geringen Losgrößen müssen Axioline­ I/O­-Module wirtschaftlich zu fertigen sein.

Sobald das Material sich auf dem Werkstückträger befindet, existiert über einen RFID­-Tag die Verbindung zu dem übergeordneten System. Der beliebig erweiterbare Umlauf ermöglicht die flexible Vernetzung aller denkbaren Produktionsressourcen zu einem Fertigungssystem. Die für den Herstellungsprozess notwendigen Arbeitsplätze, Montagemaschinen und Prüfzellen werden einfach angekoppelt. Zu diesem Zweck sind einheitliche Schnittstellen sowie die selbständige Steuerung der Grundabläufe erforderlich. Das Konzept erlaubt die gleichzeitige Produktion unterschiedlicher Varianten.

Komplexe Fertigungsprozesse setzen intelligente Kommunikationsstrukturen voraus. Die hohe Komplexität der Anlage wird durch die Kommunikation zwischen Produkt und Steuerung für den Menschen beherrschbar gemacht.

Automatisieren mit maximaler Effizienz

Individuelle Produktion von Trennverstärkern  

Warenträger stellen die Verbindung zum Produktionssystem via RFID-Tag her

Adaptives Verhalten macht die Produktion robust gegen Störgrößen jeder Art und flexibel für maximale Effizienz. Es gibt keine zentrale Steuerung, sondern ein intelligentes Miteinander. Dezentrale Steuerungen passen sich selbstständig an Prozesse, Betriebsmittel und Teilnehmer an.

Komplexe Abläufe und unerwartete Ereignisse sind einfacher zu führen und zu optimieren. So wird die Produktion der Losgröße eins zu den geringen Kosten der Massenproduktion Realität.

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Industrie 4.0-Beispiel: Losgröße eins wirtschaftlich fertigen

Die Individualisierung der Trennverstärker Mini Analog erfolgt im Web-Konfigurator, woraus sich ca. 1000 verschiedene Geräteversionen ergeben.

Die frei parametrierbaren Prozesszellen fertigen individuelle Trennverstärker nach Kundenwunsch. Die Anlage arbeitet sehr effizient aufgrund des durchgängigen Materialflusses in der Prozesskette und wegen minimaler Umrüstzeiten. Dafür werden die frei parametrierbaren Prozesszellen automatisch an-­ bzw. abgedockt. Die Anlage integriert diese Stationen selbstständig, eine aufwändige Installation ist nicht notwendig. Die Mitarbeiter verbinden die Module unkompliziert mit Strom, Druckluft und dem IT­-Netzwerk. Anpassungsfähig ist die Fertigung auch durch die variantenspezifische, grafische Konfiguration des Prozessablaufs.

Geringe Losgrößen lassen sich bereits jetzt zu den Kosten einer Massenfertigung herstellen. Das intelligente und selbständige Produktionssystem ist langfristig wirtschaftlich.

Technologisch führende Verbindungstechnik

Werkzeuglos verdrahten  

Mit Push-in-Anschlusstechnik können Roboter automatisch verdrahten

Die zunehmende Komplexität und Vernetzung in der Industrie erfordert sichere elektrische Verbindungen sowie dauerhafte und eindeutige Kennzeichnungen aller Komponenten.

Schnelles und fehlerfreies Verdrahten spart Zeit im Installationsprozess für Energie und Daten. Dazu trägt z. B. die Push-in-Anschlusstechnik bei, mit der sich dezentrale Teilnehmer und Schaltschränke deutlich schneller verdrahten lassen.

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Industrie 4.0-Beispiel: Push-in-Anschlusstechnik

Anpassungsfähige Fertigungskonzepte müssen Rüstaufwände in modularen Anlagen optimieren.

Bei Neuinstallationen oder Änderungen an einer Anlage verringern innovative Anschlusstechniken und steckbare Installationssysteme Kosten und Montagezeiten durch schnelles und fehlerfreies Verdrahten. Dafür ist die Push-in-Anschlusstechnik für den direkten Leiteranschluss entwickelt worden: starre oder mit Aderendhülse bestückte Leiter werden direkt und ohne Werkzeug kontaktiert. Die spezielle Federkontur erlaubt manuelles oder automatisiertes Stecken von Leitern mit Aderendhülse ab 0,34 mm². Das Öffnen der Feder geschieht mit dem Betätigungsdrücker, einfach und ohne direkten Kontakt zu stromführenden Teilen.

Mit dem zeitsparenden Leiteranschluss sind Verdrahtungen schnell und einfach umzusetzen. Niedrige Einsteckkräfte erleichtern die Verdrahtung.

Komplexe Prozesse bei der Produktion von Trennverstärkern handhaben

Einfache Bedienung  

Assistenzgeführte Bedienerunterstützung und visualisierte Lösungsszenarien

Bedienen und Entscheiden wird trotz steigender Komplexität durch die Lernfähigkeit des Systems einfacher.

Assistenzsysteme zeigen die Handlungsoptionen, die der Anwender in seiner aktuellen Situation benötigt.

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Industrie 4.0-Beispiel: Mensch-Maschine-Kommunikation

Komplexe Fertigungsprozesse setzen intelligente Kommunikationsstrukturen voraus, die dem Anwender die relevanten Informationen zur richtigen Zeit am richtigen Ort bereitstellen.

Der Anwender sieht ausschließlich die Daten und Optionen, die er in der aktuellen Situation benötigt. Seine Erfahrungen bei der Umsetzung der Aufgaben sowie der Behebung von Störungen werden zudem ausgewertet, um die zukünftige Bereitstellung relevanter Informationen weiter zu verbessern. Das Bedienen der Applikation sowie das Treffen von Entscheidungen werden somit einfachen einfacher und nicht schwieriger.

Bedienerunterstützung und visualisierte Lösungsszenarien zeigen nur die aktuell benötigten Informationen.

Digitalisierung der Gebäudetechnik

Energieverbrauch einer Anlage am Tablet prüfen  

Aktives Energiemanagement optimiert Versorgungsprozesse

Alle notwendigen Daten für ein intelligentes Management liegen vor, sodass der Einsatz von Energie und Material sich individuell und exakt anpassen lässt.

Gebäude-­ und Produktionsinfrastruktur sind vorausschauend geplant und im Betrieb leicht zu optimieren.

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Industrie 4.0-Beispiel: Effizient arbeiten und Ressourcen sparen

Derzeit findet ein Umbruch von der klassischen Automatisierung hin zur Digitalisierung der Gebäudetechnik statt.

Das IoT-basierte Ecosystem Emalytics verbindet die Gebäudeleittechnik mit dem Energiemanagement sowie Business-­Intelligence­-Services in einer Lösung. Smart Devices sowie Geräte, Sensoren und Aktoren der konventionellen Gebäudetechnik werden auf Basis standardisierter Protokolle und Schnittstellen direkt in die IoT-Managementebene integriert. Alle Daten, ungeachtet der Quelle der Information, stehen als Informationsobjekt zur Verfügung, um die Prozesse der Gebäudetechnik zu optimieren.

Für das Gebäude­- und Energiemanagement entstehen durchgängige Lösungen zum effizienten Betrieb bis hin zur Integration von Produktionsanlagen. So steigt die Energieeffizienz und Betriebskosten sinken.

PHOENIX CONTACT GmbH

Ada-Christen-Gasse 4
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(+43) 01 / 680 76

Service

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Die intelligente Produktion von morgen

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