Hannover Messe: Die drei Probleme im deutschen Maschinenbau

In Hannover feiern sich ab dem 24. April die erfolgreichen Maschinenbauer wieder selbst. Doch es droht ein kollektiver Kater: Denn die deutschen Maschinenbauer stehen vor drei gewaltigen Problemen.

Noch sind China, Amerika und Großbritannien die sicherste Bank für deutsche Ingenieure. Das könnte sich in Zukunft allerdings ändern.

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Zum ersten Mal seit der Finanzkrise braut sich wieder etwas zusammen. Ausgerechnet jetzt. Fast zehn Jahre hat die Branche gebraucht, um sich davon zu erholen. Erst 2016 investierten sie in ihn ihre eigenen Maschinen und Bauten wieder so viel Geld wie vor der Krise.

Hat sich das gelohnt? Der Branchenreport der IKB Deutsche Industriebank liefert gerade die Zahlen zur Lage der Branche: 2015 sank die deutsche Maschinenbauproduktion um 0,2 Prozent, 2016 wuchs sie gerade mal um 0,4 Prozent. „Seit vier Jahren tritt die Produktion effektiv auf der Stelle“, warnt Klaus Bauknecht, der Chefvolkswirt der IKB. Auch für 2017/18 rechnet er mit keinem Wachstumsschub durch steigende Order aus der EU oder den Schwellenländern. Wirtschaftspolitische Risiken durch den wachsenden Türkeikonflikt und täglich neue verheerende Nachrichten aus Syrien sind dabei noch gar nicht einberechnet. 

Das sind die drei großen Baustellen im deutschen Maschinen- und Anlagenbau:

- China, Amerika, Großbritannien – ausgerechnet in den drei wichtigsten Absatzmärkten braut sich zeitgleich der perfekte Sturm zusammen.

- Mehrere Länder greifen die technische Vorherrschaft der Deutschen erfolgreich an.

- Allen Warnungen zum Trotz ist die disruptive Seite der Digitalisierung in vielen Unternehmen noch immer nicht Chefsache. In manchen ist sie nicht mal ein Tagesordnungspunkt.

Die größten deutschen Maschinen- und Anlagenbauunternehmen nach Umsatz

Platz 10

Dürr
Umsatz*: 3,77 Milliarden Euro

Quelle: Statista; *Die Zahlen beziehen sich auf das Geschäftsjahr 2015

Platz 9

Man Power Engineering
Umsatz: 3,78 Milliarden Euro

Platz 8

CLAAS
Umsatz: 3,84 Milliarden Euro

Platz 7

Voith
Umsatz: 4,3 Milliarden Euro

Platz 6

GEA
Umsatz: 4,6 Milliarden Euro

Platz 5

Enercon
Umsatz (2014): 3,84 Milliarden Euro

Platz 4

KION
Umsatz: 5,1 Milliarden Euro

Platz 3

ThyssenKrupp
Umsatz: 5,91 Milliarden Euro

Platz 2

Bosch (Bosch Rexroth & Packaging Technology)
Umsatz: 6,6 Milliarden Euro

Platz 1

Siemens
Umsatz: 38,7 Milliarden Euro

Erst im März warnte darum EU-Kommissar Günther Oettinger die Teilnehmer einer Fachkonferenz in Salzburg: „Sie müssen die europäischen Kräfte bündeln, um im Wettbewerb mit den USA und Asien bestehen zu können!“ Tun sie aber nicht.

Der perfekte Sturm

2016 verkauften die Deutschen weltweit für 262 Milliarden Euro. Viel Geld. Und trotzdem kaum mehr als ein Viertel des chinesischen Umsatzes von 964 Milliarden Euro. 

China, Amerika und Großbritannien waren bisher die sicherste Bank für deutsche Ingenieure. Keiner orderte seit Jahrzehnten so zuverlässig deutsche Maschinen und Anlagen wie die Top 3 der Absatzmärkte. Zusammen machen sie 26 Prozent des weltweiten Maschinen- und Anlagenbauexports aus. Noch.   

Diese Unternehmen sind für den „Oscar der Ingenieure“ nominiert

Es ist einer der höchstdotierten Technologie-Preise der Welt: der Hermes Award.

Seit 2004 wird der „Oscar der Ingenieure“, wie Wolfgang Wahlster, Geschäftsführer des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) und Jury-Vorsitzender des Hermes Awards, sagt, auf der Hannover Messe verliehen. Zu den Gewinnern gehören unter anderem Firmen wie Bayer, Phoenix Contact und Bosch-Rexroth. „Einer der Trends bei den Einreichungen in diesem Jahr war, bei Industrie 4.0 den Menschen in der Smart Factory klar in den Mittelpunkt zu stellen – durch vereinfachte Bedienkonzepte, verbesserten Arbeitskomfort und sichere Mensch-Roboter-Kollaboration“, begründet Wahlster die Auswahl.

„In diesem Jahr sind erstmals drei internationale Unternehmen unter den Nominierten, das belegt den hohen Stellenwert des Hermes Award als Innovationspreis“, sagt Messe-Vorstand Jochen Köckler. Die fünf Besten werden am 23. April in Anwesenheit von Bundeskanzlerin Angela Merkel geehrt. Ein Blick auf die Nominierten.

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AGS-Verfahrenstechnik GmbH, Stade

In Zeiten der Energiewende sind Erdkabel in vielen (vornehmlich süddeutschen) Landkreisen ein Reizthema. Die Hochspannungsleitungen an Strommasten verschandeln nach Ansicht vieler die Landschaft. Sie sind aber notwendig, um den Windstrom aus dem Norden zu den Industrieanalgen im Süden zu transportieren. Und Erdkabel sind meist zu teuer.

Die Firma AGS hat jetzt eine innovative Kabelverlegetechnik für Schmaltrassen bis zu zwei Kilometern Länge entwickelt, bei der ein Kabeltransportrohr mit innen liegendem Kabel zugbelastungsfrei über Rollen in ein wassergefülltes Leerrohrsystem eingeführt wird. Dadurch werden weniger Kabelverbindungsmuffen benötigt, gleichzeitig sinkt der Aufwand für Erdarbeiten. Ein Austausch des Kabels ist jederzeit ohne zusätzliche Bauarbeiten möglich. Die Wasserkühlung des stromführenden Kabels ermöglicht ultraschmale Kabeltrassen, damit reduziert sich der Aufwand für Erd- und Landschaftsbau.

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Augumenta, Oulu, Finnland

Moderne Produktionsmaschinen erzeugen nicht nur hochwertige Bauteile, sondern auch jede Menge Daten. Doch nicht jeder Arbeiter muss alle Daten sehen – sondern nur jene, die für ihn wichtig sind. Hier setzt das nominierte Smart Panel von Augumenta an: Auf dem Panel selbst wird nichts angezeigt. Die Informationen erscheinen nur in der Datenbrille, die der Arbeiter trägt. Auf dem so entstandenen virtuellen Bildschirm können die Nutzer personalisierte Daten sehen, die für sich wichtig sind. Das Prinzip des Smart Panels lässt sich auch außerhalb von Werkhallen anwenden – etwa bei Entertainment-Bildschirmen im Flugzeug oder bei dem Display eines Geldautomaten.

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Linz Center of Mechatronics, Linz, Österreich

In der modernen Produktion werden nicht mehr tausende gleiche Teile in Reihe produziert, sondern nach Möglichkeit individuell angepasst – Stichwort Losgröße 1.

In der Praxis stellt das die Unternehmen vor große Herausforderungen, wenn individualisierte Teile ohne Ausschuss gefertigt werden sollen – etwa bei einem Materialwechsel. Das nominierte Produkt ist ein vollautomatisierter Blech-Biegeautomat von Salvagnini, der Material automatisch erkennt. Die Entwickler aus Österreich haben für die verschiedenen Bleche die Gesetzmäßigkeiten und deren mechanischen Eigenschaften ermittelt und durch ein komplexes Simulationsmodell in eine effiziente Software eingebunden. Sensoren an den Antrieben des Biegeautomaten messen binnen Millisekunden, wie das jeweilige Werkstück auf Druck reagiert und ermitteln so die aktuellen Materialeigenschaften. Auf unterschiedliche Materialqualitäten reagiert das Produkt selbstständig.

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Noonee AG, Zürich

Der Chairless Chair ist eine am Körper tragbare Haltungsunterstützung für Mitarbeiter in der Produktion. Mit dem Gerät, das weniger als vier Kilo wiegt, haben die Mitarbeiter die Möglichkeit, überall ohne Sitz zu sitzen. Der Chairless Chair wird auch beim Gehen getragen und kann durch Knopfdruck in eine gewünschte Sitzposition gebracht werden. Das Gerät ist einfach zu handhaben und ermöglicht einen schnellen Wechsel zwischen Stehen, Sitzen und Gehen. Er ist hydraulisch auf die Figur des Trägers und die gewünschte Sitzposition einstellbar. Damit trägt der Chairless Chair zur Verbesserung der Arbeitsplätze bei, unterstützt die Körperhaltung und steigert die Produktivität der Mitarbeiter. Audi führt derzeit einen Feldversuch mit der innovativen Sitzhilfe durch.

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SCHUNK GmbH & Co. KG, Lauffen/Neckar

Die direkte Zusammenarbeit von Mensch und Roboter ohne Sicherheitskäfig setzt sich in immer mehr Fabriken durch. Die neue Entwicklung: Nicht nur der Roboterarm selbst, sondern auch der Greifer wird intelligent. Schunk spricht von einer „Sicherheitsaura“, die den Greifer umgibt. In der Praxis bedeutet das: Zwei Kamerasysteme zeigen das Umfeld im 3D-Format und unterstützen die Greifteildetektion. Der Zwei-Finger-Greifer kann so nicht nur beliebige Bauteile flexibel erkennen und selbst bestimmen, wie er dieses Bauteil am besten greift. Er erkennt mit dem System auch die Hände des Arbeiters. Das erhöht die Sicherheit der Mensch-Roboter-Kollaboration deutlich.

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Sieger 2016

2016 gewann die Firma Harting aus Espelkamp den begehrten Hermes Award. Das prämierte Produkt Mica ist eine offene und modulare Plattform als zentraler Baustein aus eingebetteter Hardware und Software für Industrie 4.0. Mit dem kleinen Gerät können existierende Produktionsmaschinen vernetzt und so bestehende Fabriken zu Smart Factories aufgerüstet werden. Damit wird vielen mittelständischen Unternehmen der Eintritt in die Industrie-4.0-Welt ermöglicht.

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„China will in Zukunft mehr über die Binnenkonjunktur wachsen“, sagt Volkswirt Bauknecht. Das klingt harmlos, bedeutet aber, dass der Riesenmarkt mit 1,3 Milliarden Menschen seine gewaltigen Investitionen künftig verstärkt auf einheimische Produzenten umlenkt. Und es heißt auch, dass die chinesische Regierung ihren Fokus verstärkt auf Konsumgüter statt auf langlebige deutsche Industriegüter legen wird. Er warnt: „Wenn die chinesische Nachfrage langfristig signifikant sinkt, können das nicht mal Amerika und die EU zusammen auffangen.“  

Amerika ist der zweitgrößte Exporteur. Umgekehrt sind US-Maschinen bei uns entschieden seltener begehrt. Ein Handelsungleichgewicht, auf das der neue US-Präsident Donald Trump bekanntlich höchst allergisch reagiert. Dessen Strafzollandrohungen nimmt Bauknecht aber weitaus gelassener als der Branchenverband der Maschinenbauer, der VDMA. Bauknecht glaubt: „Trump sorgt womöglich für mehr Inlandsnachfrage in Amerika, wovon auch deutsche Anbieter profitieren könnten. Ich mache mir viel mehr Sorgen, dass das geplante Freihandelsabkommen TTIP als weiterer Standard für Eigentumsrechte platzt“.

Was die Besucher auf der Industrie-Messe erwartet

Digitale Umspannwerke werden eine Schlüsselkomponente des Stromnetzes der Zukunft sein – davon ist man bei ABB überzeugt. Erneuerbare Energien unterliegen von Natur aus Schwankungen, zudem wird der traditionelle Leistungsfluss in nur eine Richtung zunehmend durch multidirektionale Stromflüsse abgelöst. Das stellt neue Anforderungen an die Umspannwerke. ABB will mit dem Konzept eines "digitalen Umspannwerks", in dem bereits zahlreiche existierende Produkte und Lösungen eingebaut sind, den Messebesuchern eine Vision für das Stromnetz der Zukunft präsentieren.

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Im Umfeld der Industrie 4.0 stehen Ingenieure oft vor ganz neuen Herausforderungen bei der Entwicklung von Produkte: Sie müssen eine komplexe Mechatronik, Sensoren, Aktuatoren und eine intelligente Steuerung vereinen. Die Altair Engineering GmbH stellt daher auf der Hannover Messe Lösungen und Methoden für simulationsgetriebene Innovation vor und zeigt anhand von Technologiedemonstratoren und Kundenbeispielen, wie diese erfolgreich in der Entwicklung innovativer Produkte eingesetzt werden können.

Die Systemsimulation für einen kollaborativen Roboter (Cobot) dient zudem der Lastermittlung für die Topologieoptimierung, mit der sich Leichtbaustrukturen durch organische Formgebung realisieren lassen. Diese leichten Strukturen sind letztlich Voraussetzung für die geforderte Effizienz bei gleichzeitig hoher Präzision und Arbeitssicherheit.

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Bis auf wenige Ausnahmen verfügen alle Landtiere über Beine. Und so wundert es wenig, dass Entwickler von Robotern diesem Vorbild nacheifern und alles daran setzen, für ihre Schöpfungen möglichst vergleichbare Bewegungsapparate zu entwerfen. Besonders begabt darin ist offensichtlich Marco Hutter, Professor am Institut für Robotik und Intelligente Systeme der ETH Zürich. ANYmal verfügt über Gelenke, die in ihrer Dynamik tatsächlich an ein tierisches Äquivalent erinnern. So kann ANYmal nicht nur gehen oder laufen, sondern auch Treppen steigen, kriechen, tanzen, klettern und springen – und die Sprünge dann weich abfedern. Mit lediglich 30 Kilogramm Gesamtgewicht ist ANYmal handlich genug, um sich zur Not auch mal tragen zu lassen.

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Die aus der TU Darmstadt hervorgegangene Danto Invention GmbH hat sich auf innovative Leichtbau-Konzepte für Faser-Kunststoff-Verbund-Teile spezialisiert und präsentiert auf der Hannover Messe jetzt erstmals die unmittelbar vor dem Markteintritt stehende Danto-Feder. Ein Vorteil dieser Feder ist natürlich das Gewicht – Danto spricht von einer Ersparnis von mehr als 70 Prozent im Vergleich zu einer Stahlfeder. Wesentlicher noch sei aber die hohe Formflexibilität, die Konstrukteuren aus unterschiedlichen Bereichen bisher ungeahnte Gestaltungsmöglichkeiten bieten soll. Die Feder ist zudem rostfrei und weist ein sehr hohes Maß an Dämpfung auf. Durch diese und zahlreiche weitere Vorteile eröffnet sich diesem Konzept ein sehr breiter Bereich an interessanten Anwendungen, zum Beispiel in der Robotik, im Schiffsbau, in der Luft- und Raumfahrt oder im Maschinenbau – um nur einige zu nennen.

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In Zeiten, in denen die Hannover Messe fast ausschließlich im Zeichen der Digitalisierung steht, gelten Vertreter der guten alten Schwerindustrie schon fast als Exoten. Doch auch dort tut sich einiges, wie Die Firma Meuselwitz Guss zeigt. Im Fokus stehen Themen wie Ressourcenschonung und Kosteneffizienz. Zu den aktuellsten Produktentwicklungen zählen zum Beispiel mischkristallverfestigte Konstruktionswerkstoffe mit Kugelgraphit, die sich durch ihre gute Bearbeitbarkeit auszeichnen und Leichtbaukonstruktionen hochbelastbarer Bauteile ermöglichen, wie sie beispielsweise in Windenergieanlagen benötigt werden.

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Als Supraleiter bezeichnet man Materialien mit ganz besonderen Eigenschaften: Kühlt man sie unter ihre spezifische "Sprungtemperatur" hinaus ab, fällt nicht nur ihr elektrischer Widerstand schlagartig auf null, sie können zudem das Feld eines Permanentmagneten in einem definierten Abstand einfrieren – sodass entweder sie selbst oder der Magnet in einen Schwebezustand gelangen. Diese Eigenschaften verleihen Supraleitern ein großes Potenzial für die zukünftige industrielle Anwendung. Sie ermöglichen es, Objekte ganz ohne Regelungstechnik zu lagern, oder mit nur geringem Energieaufwand berührungslos zu bewegen – selbst durch Wände hindurch. Dabei ist ihr staub- und abriebfreies Arbeiten perfekt geeignet, um Objekte schwebend in sehr reinen Umgebungen geschützt zu transportieren. Festo widmet sich schon seit längerem der Erforschung und Entwicklung von geeigneten Supraleiter-Anwendungen und präsentiert den aktuellen Stand der Dinge jetzt auf der Messe in Hannover.

Eine dieser möglichen Anwendungen ist die kontaktfreie Reinigung eines Exponats im fluiden Umfeld in der so genannten SupraTube. Diese ist eine geschlossene, senkrecht stehende und mit Flüssigkeit gefüllte Glasröhre. In ihr wird ein Magnetpuck von einem ersten Kryostaten mit Supraleitern in einem Abstand von rund fünf Millimeter im Schwebezustand gehalten. Durch einen Impuls in Drehbewegung versetzt und dann vom oberen Kryostaten entkoppelt, sinkt die Magnetscheibe in Kreiselbewegungen in der Röhre hinab, bis sie am unteren Ende von dem Supraleiter im anderen Kryostaten wieder eingefangen und berührungslos zentriert wird.

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Auch wenn viele ehemals kabelgebundene Techniken inzwischen drahtlosen Alternativen gewichen sind – die Energieübertragung findet auch in Zeiten der industriellen Automatisierung und Digitalisierung meist noch immer über Steckverbindungen statt. Dies gilt insbesondere für Anwendungen mit häufigen Steckzyklen, wie bei den in immer mehr Produktions- und Lagerhallen eingesetzten automatischen Transportsystemen. Um das zu beheben präsentiert Weidmüller Interface mit dem FreeCon Contactless eine gleichermaßen elegante, effiziente und technisch ausgereifte Lösung.

Wie der Name schon erahnen lässt, ist FreeCon Contactless für eine kontaktlose und wartungsfreie Energieübertragung ausgelegt. Ein Einsatzgebiet ist das automatisierte Aufladen mobiler Systeme, zum Beispiel bei Akku-Ladestationen führerloser Gabelstapler, aber auch für andere Transportsysteme und Roboter ist FreeCon Contactless geeignet. Mittels induktiver Resonanzkopplung kann das innovative FreeCon Contactless eine Leistung von 240 Watt – 24 Volt DC / 10 Ampere – über einen bis zu fünf Millimeter breiten Luftspalt kontaktlos übertragen – und das mit einem Wirkungsgrad von bis zu 90 Prozent.

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Denn das schadete den deutschen Maschinenbauern wirklich. Allein fünf bis 20 Prozent Kostenersparnis erhoffte sich der VDMA durch gemeinsame technische Standards, die teures Umrüsten auf US-Vorgaben überflüssig gemacht hätten.