Bereit für Industrie 4.0

2008 brachte Schmalz einen Vakuum-Erzeuger mit IO-Link-Schnittstelle auf den Markt – lange bevor das Thema Industrie 4.0 bekannt war. Heute bietet der Vakuum-Spezialist zahlreiche Vakuum-Lösungen, die Produktionsprozesse produktiver, effizienter und flexibler machen, und leistet so einen wichtigen Beitrag zur intelligenten Fabrik. Das Unternehmen ist darüber hinaus der erste Hersteller, der Sensor- und Aktor-Funktionen in 4.0-fähigen Geräten vereint.

07. August 2015

Wie groß der Beitrag zur intelligenten Fabrik in der Praxis sein kann, lässt sich am Beispiel einer Greiferspinne für Faserverbundbauteile zeigen: Die Spinne ist mit 15 Nadelgreifern ausgestattet. Eine Produktionsumstellung bedeutet bei herkömmlichen Nadelgreifern rund zwölf Minuten Stillstand. In diese Zeit fallen Vorgänge wie die Maschine zu stoppen, die Komponenten neu zu parametrieren oder auch Tests, die nach der Umstellung nötig sind. Werden die Greifer einmal täglich gewechselt, ergeben sich geschätzte Ausfallkosten von 600 Euro pro Arbeitstag (je 50 Euro pro Minute). Läuft die Spinne an 300 Tagen im Jahr, führt das zu Ausfallkosten von jährlich 180.000 Euro bei herkömmlichen Greifern. Mit dem Nadelgreifer SNG-AE von Schmalz lassen sich Rüst- und Stillstandszeiten an dieser Spinne durch Fernparametrierung über IO-Link nahezu vermeiden.

Das Beispiel beschreibt ein wichtiges Merkmal von Industrie 4.0: Eine moderne Produktion wird durch eine intelligente Komponente flexibler, produktiver und effizienter. Auch eine bessere Beherrschbarkeit der steigenden Komplexität von Produkten – ein weiteres Merkmal – wird durch den Nadelgreifer SNG-AE möglich: Über fest definierbare Prozessprofile lässt sich der Nadelhub des Greifers frei einstellen. Die Profile sind in der Folge für jeden einzelnen Zyklus in beliebiger Reihenfolge abrufbar. Gleichzeitig kommuniziert der Greifer mit der übergeordneten Steuerung und stellt sämtliche Zustandsdaten zur Verfügung. Das erlaubt neben einer kontinuierlichen Hubüberwachung eine umfassende Prozesskontrolle. So ist eine ständige Optimierung des Prozesses möglich.

Außer den Nadelgreifern hat Schmalz verschiedene intelligente Vakuum-Erzeuger im Programm – erkennbar am „i“ in der Produktbezeichnung. Sie ermöglichen ebenfalls eine intelligente Prozesskommunikation und tragen damit zu einer stärkeren Vernetzung bei. Eine solche Vernetzung bedeutet gleichzeitig die schrittweise Auflösung der klassischen Automatisierungspyramide mit streng hierarchischer Informationsstruktur. Es entsteht eine Automatisierungscloud, in der intelligente Geräte und Dienste miteinander kommunizieren und sich selbst organisieren. Die Verfügbarkeit der relevanten Prozessdaten in Echtzeit ist die Basis für die Implementierung von Industrie 4.0. Die sogenannten „Smart Field Devices“ von Schmalz wie der Kompaktejektor X-Pump sammeln solche Daten, interpretieren sie und kommunizieren sie bis in die Leitebene. Dazu nutzen sie IO-Link als Schnittstelle zur Kommunikation in alle gängigen Feldbussysteme. Ihre Diagnose- und Prognosefunktionen leiten Informationen über den Zustand der Anlage ab, zum Beispiel Verschleiß oder Verschmutzung, und erkennen schleichende Veränderungen und drohende Ausfälle. So lassen sich ungeplante Maschinenstillstände vermeiden und die Anlagenverfügbarkeit erhöhen.