Ausgabe zur EMO 2017

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6 DIGITALE TRANSFORMATION
TEXT:
VEREIN DEUTSCHER
WERKZEUGMASCHINENFABRIKEN E.V. (VDW),
CORNELIUSSTRASSE 4
60325 FRANKFURTWäre Industrie 4.0 nur
der Oberbegriff für
eine neue Foto- oder
TV-Anwendung, laute-
te der Werbeslogan der EMO Han-
nover 2017 vielleicht "So muss
Industrie 4.0" oder "Industrial
Internet of things – ich bin doch
nicht blöd". Das Leitthema der
Messe Connecting systems for in-
telligent production ist komplexer,
wird aber trotzdem gut angenom-
men. Das zeigt eine Umfrage un-
ter EMO-Ausstellern zur digitalen
Transformation.
"Die wichtigste Aufgabenstellung
für Hersteller und Anwender von
Werkzeugmaschinen ergibt sich aus
der Digitalisierung", erklärt EMO-Ge-
neralkommissar und VDMA-Präsident
Carl Martin Welcker. "Exakt dieses
Thema adressiert die diesjährige EMO
Hannover." Die Messe trägt für ihn
dazu bei, Hürden auf dem Weg zur
digitalen Transformation zu nehmen.
Er bezeichnet Industrie 4.0 zudem
als Mindset: Diese Denkweise sollte
die Mitarbeiter auf Ideen bringen,
wie sie Industrie 4.0 in die Tat um-
setzen können. Auch sein Unterneh-
men, die Alfred H. Schütte GmbH &
Co. KG aus Köln, ist in Sachen di-
gitale Transformation aktiv. Mit dem
Thema Industrie 4.0 starteten die
Kölner bereits vor über zwei Jah-
ren. Auf einem eigens eingerichteten
EMO-Stand demonstriert das Unter-
nehmen, wie sich Automaten dank
ihrer offenen Schnittstellen nach
dem Standard OPC-UA vernetzen las-
sen. "Wir führen zum Beispiel vor,
wie sich Maschinendaten ins Netz
schieben lassen, um sie dann aus der
Ferne mittels einer App abzufragen",
erläutert Schütte-Geschäftsführer
Welcker. "Das bietet unseren Kunden
die Möglichkeit, Zustände zu visuali-
sieren und zu überwachen sowie Be-
triebsdaten zu analysieren, auf deren
Basis sich zum Beispiel Wartungs-
maßnahmen einleiten lassen."
Ein ständiger Entwicklungsprozess
"In Sachen Industrie 4.0 befinden
wir uns kontinuierlich in der Wei-
terentwicklung" konstatiert Klaus
Eberts, Abteilungsleiter Key Account
bei der Grob-Werke GmbH & Co. KG,
Mindelheim. "Einen Großteil der Ent-
wicklung übernimmt die interne In-
dustrie 4.0-Abteilung." Bereits ent-
wickelte Produkte wie Grob4Analyze
oder Grob4Pilot dienen zur Produk-
tions- und zur Verfügbarkeitsstei-
gerung. Die nächsten Projekte, die
sich mit machine learning, virtuellen
Welten sowie Energieeffizienz und
Ressourcenschonung beschäftigen
werden, sind bereits in Planung.
Das Unternehmen hat nicht nur für
sich, sondern auch für Kunden und
weitere Partner eine eigene Software
namens Grob-Net4Industry mit zehn
einzelnen Modulen entwickelt, die
Produktionsanlagen digitalisiert und
vernetzt. Doch nicht nur die Tech-
nik, sondern auch die Ergonomie
spielt bei Industrie 4.0 eine immer
wichtigere Rolle. Grob stellt dazu
das besondere HMI-Bedienkonzept
"Grob4Pilot" (HMI: human machine
interface) vor. Eine multifunktionale
Bedieneroberfläche und die Unter-
stützung spezifischer Applikationen
ermöglichen eine papierlose Produk-
tion sowie eine ergonomische und in-
tuitive Maschinenbedienung. "Durch
revolutionäre Eingabegeräte wird der
Maschinenbediener bei Benutzerfüh-
rung und Steuerung eine neue Ebene
wahrnehmen", sagt Markus Frank,
Abteilungsleiter Grob-Net4Industry.
"Das neuartige Produkt Grob4Pilot
wurde in Kooperationen mit Anwen-
dungstechnikern, Werkern, Designern
und Softwareingenieuren gemeinsam
entwickelt. Die Entwicklung stand
unter dem Motto usability meets ef-
ficiency."
Trendscouting zu E-Mobilität,
Leichtbau und Industrie 4.0
Die Gebr. Heller Maschinenfabrik
GmbH aus Nürtingen geht Industrie
4.0 bereits seit 2010 an – also lan-
ge bevor der heute allgegenwärtige
Begriff geprägt wurde. Das Unter-
nehmen hat hierzu einen separaten
Entwicklungsbereich mit dem Namen
Development New Business & Tech-
nologies eingerichtet. Der Vorteil ei-
ner derartigen speziellen Abteilung:
Sie nimmt neue Technologien unter
die Lupe, um daraus zukünftige Ge-
schäftsfelder zu entwickeln. Im Mit-
telpunkt steht seit sieben Jahren das
gezielte Trendscouting zu den The-
men Kohlendioxid- und Verbrauchsre-
duzierung bei Verbrennungsmotoren,
E-Mobilität, Leichtbau und Industrie
4.0. Kernaspekte der Digitalisierung
sind ergänzende Maschinenfunk-
tionalitäten, Dienstleistungen on
demand und erweiterte Servicemög-
lichkeiten.
Ziel ist Steigerung
der Produktivität
Den Ansatz erklärt Bernd Zapf,
Bereichsleiter von Development New
Business & Technologies: "Unter
dem Dach Heller4Industry bündeln
wir alle Aktivitäten, die im Zusam-
menhang mit Industrie 4.0 und der
Digitalisierung der Prozesskette ste-
hen. Ein Ziel in der Zerspanung ist
es, die Produktivität weiter zu stei-
gern und damit einen Mehrwert für
Kunden zu schaffen. Die Steigerung
der overall equipment effectiveness
(OEE) – für uns das Produkt aus den
Größen Verfügbarkeit, Produktivität
und Qualität – gelingt dann, wenn
die Maschine in Einklang mit den
Randbedingungen steht."
Industrie 4.0 heißt für die Schwa-
ben aber auch Verbesserung der
Bedienung: Dazu entstand eine ein-
fache, neue bedienerorientierte Be-
nutzeroberfläche, die dem Werker
Touch-Funktionen anbietet, die sonst
typisch für Smart Phones oder Tab-
letts sind. Ein anderer I4.0-Baustein
ist das Heller Services Interface, das
Fertigungs- und Instandhaltungspro-
zesse transparent macht. Das Modul
bildet die Basis für Auswertungen
und Statistiken und unterstützt den
Anwender dabei, Maschinenausfall-
zeiten zu senken. Dem Instandhal-
ter hilft die Visualisierung, gezielte
Informationen über den Zustand von
Achsen, Spindeln und anderen Bau-
gruppen zu erhalten: Er ermittelt per
predictive maintenance den aktuel-
len Verschleißzustand, um dann prä-
ventive Maßnahmen zur Vermeidung
ungeplanter Stillstände zu starten.
Das Modul Heller4Performance soll
Prozesse und Leistung steigern. Es
koppelt dazu zeitsynchron Echtzeit-
daten ins Intranet, die dann extern
in einer Cloud-Plattform ausgewertet
und visualisiert werden. So liefert es
einen Einstieg in Industrie 4.0.
Das Werkzeug und sein
digitaler Zwilling
"Der Weg in Richtung Industrie
4.0 wird ohne die Daten der Ferti-
gungshilfsmittel ins Leere führen",
konstatiert Dr.-Ing. Götz Marczin-
ski, Geschäftsführer der Cimsource
GmbH aus Aachen. "Die Fähigkeit,
diese Daten zu liefern und mit ihnen
umzugehen, wird in Zukunft wettbe-
werbsnotwendig sein."
Eines der wichtigsten Fertigungs-
hilfsmittel ist beim Zerspanen zwei-
fellos das Werkzeug. Mit Blick auf
die Datentransparenz steht und fällt
Industrie 4.0 jedoch mit dem digi-
talen Abbild des realen Werkzeugs.
Dieser so genannte digitale Zwilling
mit allen relevanten Daten hilft bei
der Simulation der Zerspanung, dem
"Bestücken" einer virtuellen Werk-
zeugmaschine oder beim Digitalisie-
ren der Wertschöpfungskette in der
Fabrik (Supply Chain).
Inspiriert wurde der Maschinen-
bauingenieur und Absolvent der
RWTH Aachen vom dortigen Konzept
des internet of production und der
damit einhergehenden Idee von einer
einheitlichen, durchgängigen Daten-
struktur (Stichwort: single source of
truth). Als eine Art Machining-Goog-
le entstand die Plattform ToolsUni-
ted, deren neueste Funktionen das
Unternehmen auf der EMO Hannover
vorstellt. Dazu zählt beispielsweise
die Möglichkeit für Werkzeugherstel-
ler, ein eigenes Portal zu betreiben,
über das sie mit ihren Lieferanten
direkt kommunizieren.
"Wir verstehen uns als Händler
des internet of production, der den
Werkzeugherstellern bei der Daten-
aufbereitung und dem Erstellen der
digitalen Zwillinge hilft, die wir
dann zu einem Standardformat zu-
sammenführen", sagt Marczinski.
"Der Endabnehmer erhält auf diese
Weise eine single source." Nutzer
von ToolsUnited finden mit Hilfe der
Datenbank den passenden Webshop
und dort ihre regionalen Lieferanten.
Weil ToolsUnited jedoch keine Han-
delsplattform ist, läuft der Kauf über
die jeweiligen Web-Shops.
Doch Cimsource will beim digitalen
Zwilling noch einen Schritt weiter
gehen. So wollen die Aachener zu-
sammen mit dem Fraunhofer-Institut
für Mikroelektronische Schaltungen
und Systeme (IMS) aus Duisburg und
dem Heinz-Nixdorf Institut Pader-
born die Kennwerte der Zerspanungs-
prozesse zuverlässiger erfassen. "Die
Daten aus der Maschinensteuerung
werden eingegeben und lassen sich
über eine Identifikationsnummer
dem jeweiligen Werkzeug zuordnen",
erklärt der Geschäftsführer. Diese Da-
ten müssen allerdings immer direkt
in Verbindung mit dem Werkzeug
verfügbar sein, also auch nach dem
Wiederaufbereiten des Werkzeugs,
etwa dem Nachschliff. Dazu wieder-
um dürfen die Daten nicht im Werk-
zeug gespeichert werden, vielmehr
müsste eine Referenz auf eine ent-
sprechende Lebenszyklusakte in der
Cloud eingerichtet werden.
Die Aachener entwickeln nun eine
neue Technologie, die auf hochfre-
quenter Funkidentifikation (RFID: ra-
dio frequency identification) basiert.
Gedacht ist an einen winzigen Chip
mit Funkantenne, die Einsatz- und
Werkzeugdaten sendet und empfängt.
Die Lösung steht und fällt mit einer
Technologie, die den Chip während
der Herstellung so in das Werkzeug
integriert, dass er auch nach der
Wiederaufbereitung noch funktio-
niert. "Auf diese Weise ließe sich ein
Schwarm Daten sammelnder Werk-
zeuge verwirklichen, die Big Data
für die Plattform ToolsUnited erzeu-
gen, in der dann mit Hilfe von Data-
Mining-Algorithmen Lösungen für
Zerspanungsaufgaben entstehen",
meint Marczinski. "Doch noch suchen
wir vorrangig nach einer Methode,
maschinenlesbare Identnummern auf
die Werkzeuge zu bringen."
Digitale Messtechnik macht die
Arbeit komfortabler
Doch Industrie 4.0 bedeutet auch
smart factory, in der automatisches,
schnelles und bedienerfreundliches
Messen oberste Priorität besitzt:
Die Bandbreite reicht von der Hand-
messtechnik mit Funkübertragung
bis zur automatisierten elektronisch
geregelten Messmaschine mit Ro-
boterbeladung. "Unsere digitalen
Bügelmessschrauben, Messschieber
und -uhren machen die tägliche Ar-
beit in der Qualitätssicherung von
Fertigungsbetrieben deutlich kom-
fortabler", sagt Utz Wolters, Leiter
des Branchen- und Applikations-
marketing bei der Mahr GmbH, Göt-
tingen. "Diese Messgeräte verfügen
über das bedienerfreundliche Funk-
system integrated wireless, das die
Bewegungsfreiheit des Anwenders
erhöht." Beim Messen an Bearbei-
tungsmaschinen oder an größeren
Werkstücken entfalle daher beispiels-
weise das störende Arbeiten mit Da-
tenkabeln. Für den integrierten Funk
besitzt Mahr das europäische Patent.
Die Möglichkeit der Datenübertra-
gung per Funk vereinfache zudem die
Erfassung und Dokumentation von
Messdaten. Die Daten lassen sich
passend zur Messaufgabe per Knopf-
druck an den Messgeräten oder über
Fernsteuerbefehle an einen Funk-
empfänger am Computer senden. Wie
Fertigungsmesstechnik im Zusam-
menspiel mit Industrie 4.0 funktio-
niert, führen die Göttinger auf der
EMO Hannover unter anderem bei
der Weltpremiere ihrer neuen leis-
tungsstärksten, "funkenden Bügel-
messschraube" vor. Mehr über diese
und andere Innovationen rund um
die digitale Transformation erfahren
Besucher auch bei den zahlreichen
Vorträgen – zum Beispiel auf dem
VDMA-Forum Innovative Lösungen
für Industrie 4.0 (Halle 4, Stand
D44) oder dem Forum im Rahmen der
Sonderschau industrie 4.0 area (Hal-
le 25, Stand B60).
VDMA-Forum auf der EMO 2017: In-
novative Lösungen für Industrie 4.0
Vom 19. bis 21. September stel-
len VDMA-Mitgliedsunternehmen und
Partner aus der Forschung auf der
EMO Hannover in 30 kurzen Vorträ-
gen auf dem VDMA-Stand innovative
Ideen und Produkte zu Industrie 4.0
vor. Im Mittelpunkt stehen Vorträge
zu konkreten technischen Umsetzun-
gen aus den Bereichen Präzisions-
werkzeuge, Mess- und Prüftechnik,
Forschung und Werkzeugdatenaus-
tausch. Besucher erfahren, wie intel-
ligente Spannsysteme arbeiten und
wie sich durch Vernetzung von Werk-
zeugen und Software Fertigungspro-
zesse simulieren, Werkzeuglebenszy-
klen überwachen und Kosten senken
lassen.
Der rote EMO-Faden ist digital
Die EMO Hannover 2017 präsentiert Trendsetter der digitalen Transformation