Sichere Kommunikation als Grundlage für mehr Flexibilität und Effizienz

Übersicht

Industrie 4.0-Fertigung bei Phoenix Contact  

Industrie 4.0-Fertigung bei Phoenix Contact

  • Die Wettbewerbsfähigkeit von Produkten lässt sich steigern, indem komplexe Fertigungsprozesse optimal geplant und umgesetzt werden, sich schnell an geänderte Rahmenbedingungen anpassen sowie unterbrechungsfrei und ohne Ausschuss ablaufen.
  • Grundlage für Industrie 4.0 sind intelligente und sichere Kommunikationsstrukturen.

Anwendung

RFID-Tag verbindet Produkt und übergeordnetes System  

RFID-Tag verbindet Produkt und übergeordnetes System

Das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 legt dar, wie den wachsenden Ansprüchen hinsichtlich Flexibilität, Individualisierung und Effizienz begegnet werden kann.

Neben der durchgängigen Digitalisierung ist unter anderem eine sichere Datenübertragung erforderlich. Denn nur wenn alle an der Wertschöpfung beteiligten Instanzen vernetzt sind, können sie ihre Daten standort- und unternehmensübergreifend über öffentliche oder private Netzwerk-Infrastrukturen austauschen.

Lösung

Montageassistenzsysteme unterstützen Mitarbeiter  

Montageassistenzsysteme unterstützen Mitarbeiter

Die Kommunikation auf Basis von Ethernet und Internet sorgt für eine hohe Verfügbarkeit der Produktion. Gleichzeitig bildet sie die Grundlage für flexible, sich selbst optimierende Fertigungsprozesse. Deshalb muss die Datenübertragung in jedem Fall zuverlässig vor elektrischen Störungen und unautorisierten Zugriffen geschützt werden.

Wie eine solche Lösung aussehen kann, zeigt eine Produktionslinie am Phoenix Contact-Standort Bad Pyrmont, in der 98 verschiedene Trennverstärker-Varianten mit insgesamt mehr als 1.000 unterschiedlichen Modulversionen hergestellt werden. Damit auch kleine Chargen von fünf bis 480 Stück zu den Kosten einer Massenfertigung produziert werden können, müssen Mensch und Maschine schnell und wirtschaftlich arbeiten.

Nach dem Auftragen der Lötpaste und der SMD-Bestückung werden die einzelnen Leiterplatten geprüft und gelötet. Anschließend trennt eine Stanze die Leiterplatten aus, die dann auf einem Werkstückträger in den Umlauf der Anlage eingeschleust werden. Gleichzeitig beschriftet ein Laser das ebenfalls auf einem Werkstückträger befindliche Trennverstärker-Gehäuse und fräst die Aussparungen.

Im nächsten Schritt wird die Leiterplatte eingelegt und mit dem Gehäuse verlötet. Schließlich folgen das Programmieren der jeweiligen Firmware sowie ein High-Voltage- und ein elektrischer End-Test. Sobald sich das Produkt auf dem Werkstückträger befindet, stellt ein RFID-Tag die Verbindung zu den Informationen aus einem übergeordneten System her. Dazu gehören die Angabe, welche Prüfungen am Produkt durchzuführen sind sowie ob und welche Firmware implementiert werden muss.

Der Maschinenbediener kommt mit jedem Modul dreimal an seinem Arbeitsplatz in Kontakt, wobei er stets andere Aufgaben erledigen muss. Beispielsweise liest er den RFID-Chip aus, um das Druckbild des gefertigten Artikels mit den ihm an seinem Bildschirm angezeigten Vorgaben zu vergleichen. Oder er legt Platinen ein und verpackt die fertigen Module. Der Bearbeitungszustand der entsprechenden Produkte ist dem übergeordneten System über den RFID-Tag bekannt. Daher stellt der Bildschirm nur die Informationen oder Optionen dar, die der Mitarbeiter für die aktuelle Aufgabe benötigt. Die hohe Komplexität, die sich aus der Variantenvielfalt ergibt, wird somit durch die Kommunikation zwischen dem Artikel und der Anlagensteuerung für den Mitarbeiter beherrschbar gemacht. Er erhält eine Hilfestellung, weshalb er seine Arbeit fehlerfrei und schnell ausführen kann.

Fazit

Wie das Beispiel zeigt, sind Anlagen schon jetzt flexibel. Da Mensch und Maschine optimal zusammenarbeiten, lassen sich selbst geringe Stückzahlen wirtschaftlich produzieren. Zur Nutzung aller Vorteile der industriellen Fertigung von morgen muss der reale Artikel jedoch zwingend mit den auf digitalen Daten basierenden Prozessen kommunizieren.

Zu diesem Zweck sind die beteiligten Produkte ebenso durchgängig zu digitalisieren wie die einzelnen Arbeitsstationen, die es während seiner Herstellung durchläuft. Außerdem hat sowohl der Datenaustausch als auch die Ausgestaltung der kommunizierten Inhalte den Anforderungen der Produktionsanlagen zu genügen.

PHOENIX CONTACT
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