Digitalisierung und Industrie 4.0: Deutsche Firmen liegen vor den USA
Festo – Wo die Natur Antworten liefert
Jedes Jahr stellt Festo auf der Hannover Messe ein neues Bionik-Konzept vor. Auf dem Messestand des Industrieautomatisierers aus Esslingen werden Ameisen zu sehen sein – kybernetische natürlich. Die BionicANTs – „ANT“ (das englische Wort für Ameise) steht dabei sowohl für das natürliche Vorbild als auch für „Autonomous Networking Technologies“ – imitieren das Staatenverhalten der Ameisen. Erstmals wird damit das kooperative Verhalten von Tieren mittels komplexer Regelalgorithmen in die Welt der Technik übertragen.
Foto: PRTU Wien – Alu in Pulverform
Bei Stahl und Titan ist das Sintern als Produktionsverfahren bekannt und erprobt. Forscher der TU Wien wollen das Spritzgussverfahren jetzt auch auf Aluminium-Legierungen übertragen.
Wer heute ein kompliziertes Metallteil herstellen will, greift meist auf das Sintern genannte Metallpulver-Spritzgussverfahren zurück, bei dem Metallpulver mit Kunststoff versetzt, in Form gepresst und bei hohen Temperaturen zu einem soliden Metallwerkstück zusammengebacken wird. Bislang funktionierte diese Technik jedoch nicht mit Aluminium.
Das neue pulvermetallurgische Verfahren soll es erlauben, komplizierte Formen herzustellen, die auf andere Weise gar nicht oder nur mit großem Aufwand realisierbar wären. Da das pulverförmige Ausgangsmaterial relativ preiswert ist, können bei überschaubaren Kosten auch relativ große Bauteile produziert werden, sodass in der Massenproduktion im Vergleich zur konventionellen Fertigung Material- und Gewichtseinsparungen von mehr als 50 Prozent möglich sind.
Foto: PRWeippert – Das Gewicht herunterschrauben
In nahezu jeder Maschine stecken unzählige Schrauben in den unterschiedlichsten Größen – sie halten die Produktionsanlagen quasi zusammen. Hier Gewicht zu sparen, kann sich positiv auf die gesamte Maschine auswirken. Die Firma Weippert stellt auf der Hannover Messe neue WT-Kunststoffschrauben vor, die – bei Beachtung der technischen Anforderungen – im Vergleich zu Alu- und Edelstahlschrauben bis zu 70 Prozent leichter sein sollen.
Die Ingenieure von Weippert stellen einen ganz einfachen Vergleich an: Während ihre WT-Kunststoffschraube M6x40 aus PA6 GF30 lediglich 1,6 Gramm wiegt und aus PA6 GF50 gerade einmal 1,8 Gramm, bringt die gleiche Metallschraube aus A2 satte 9,3 Gramm auf die Waage. Dass Kunststoffschrauben nicht die gleiche Festigkeit wie Stahlschrauben aufweisen, sei dabei nicht immer ein Problem. Denn mit einer individuellen Konstruktionsanpassung unter Berücksichtigung der mechanischen Eigenschaften könnten meist auch Kunststoffschrauben statt Stahlschrauben verwendet werden, so Weippert.
Selbst wenn die Kunststoffschraube eine Nummer größer dimensioniert wird als die Stahlschraube, wenn also beispielsweise statt einer M4 eine M6 zum Einsatz kommt, ist die Gewichtseinsparung immer noch deutlich.
Foto: PRSonotec – Vorbeugen statt heilen
Eines der großen Themen der Industrie 4.0 ist die Predictive Maintenance, also die vorbeugende Instandhaltung. Der Ultraschallspezialist Sonotec stellt mit dem Sonaphone auf der Hannover Messe ein neues Gerät vor, dass die Wartung einfacher machen soll.
Die möglichst genaue Vorhersage eines optimalen Wartungszeitpunktes gewinnt in der Wertschöpfungskette zunehmend an Bedeutung. Die mobilen Ultraschallmessgeräte, die zur Grundausstattung vieler Instandhalter gehören, tragen damit maßgeblich zu einer erhöhten Anlagensicherheit und -verfügbarkeit bei. Auf der Sonderausstellung Predictive Maintenance 4.0 will Sonotec zeigen, wie Unternehmen Energie einsparen und die Effizienz der gesamten Produktion mit Ultraschallmessgeräten verbessern können.
Foto: PRBionic Robotics – Arm mit Charme
Bionic Robotics präsentiert auf der Hannover Messe einen Leichtbauroboter, dessen Bewegungsablauf und Größe sich an einem außerordentlich erfolgreichen Vorbild orientiert – dem menschlichen Arm. Die Bionic Robotics GmbH, 2010 als Spin-Off der TU Darmstadt gegründet, setzt als innovationsgetriebenes Unternehmen vor allem auf die Entwicklung und Produktion von extrem leichten Roboterarmen. Vergleichbar elastisch und mit seinen vier bis fünf Gelenken besonders flexibel im Aufbau, sorgen die in die Basis des BioRob verlegten Antriebe zudem für eine geringe bewegte Masse im Roboterarm. Damit ist der BioRob prädestiniert für den Einsatz in der industriellen Automation, wo er Transport-, Pick & Place-, Palettier- oder wechselnde Handhabungsaufgaben mit kleinen und mittleren Losgrößen übernehmen kann.
Laut dem Unternehmen ist BioRob der einzige kollaborative Roboter – er darf also ohne Schutzkäfig direkt mit Menschen zusammenarbeiten –, der ohne aufwändige Sensortechnologie und Steuerungstechnik auskommt. Selbst bei hohen Bewegungsgeschwindigkeiten würden die Kräfte im Falle eines ungewollten Kontaktes mit menschlichen Arbeitskollegen bauartbedingt so weit reduziert, dass keinerlei Verletzungsgefahr besteht – die besonders leichte und nachgiebige Struktur des BioRob macht es möglich.
Foto: PRFluid Dynamix – Der unbewegte Beweger
Das Berliner Start-up FDX Fluid Dynamix feiert auf der Hannover Messe die Premiere seiner einzigartigen OcsiJet-Düse, mit der es dank eines fluidischen Oszillators erstmals möglich ist, einen bewegten Strahl ganz ohne bewegliche Teile zu erzeugen.
Um für eine gute Durchmischung von Gasen und Flüssigkeiten zu sorgen, kommen die dafür verwendeten Komponenten so gut wie nie ohne bewegliche Bauteile aus, woraus beinah schon zwangsläufig eine gewisse Reparaturanfälligkeit und ein erhöhter Wartungsbedarf resultieren. Die neue Düse von FDX erzeugt den schwingenden Fluidstrahl jedoch ohne bewegliche Teile. Mit einem schnell, effizient und genau anpassbaren Frequenzspektrum, welches von wenigen Schwingungen pro Sekunde bis fast in den Ultraschallbereich reicht, liefert die OsciJet-Düse für beinah jeden Prozess den notwendigen Frequenzbereich – ob Kraftstoff-Luft-Mischungen in Motoren oder der Wasserstrahl in Geschirrspülmaschinen.
Foto: PRMediGlove – Heilende Handschuhe
Auf dem Stand der Hochschule Anhalt zeigen die Designer Thomas Kores und Philipp Rösler aus Dessau erstmalig einen vollen interaktiven Prototyp eines medizinischen Diagnostik-Handschuhs, der die Funktionen von Stethoskop, Thermometer und Pulsmesser vereint.
Mit MediGlove sollen nicht nur die Untersuchungen intuitiver „von der Hand gehen“, sondern über natürliche Gesten auch hochauflösende Messwerte ermittelt und automatisch in eine digitale Krankenakte eingepflegt werden können, um sie so längerfristig und ganzheitlich nachvollziehbar zu machen. Der als Design-Projekt der Hochschule Anhalt konzipierte MediGlove ist bereits mit zwei Sonderpreisen ausgezeichnet worden.
Foto: PRABB – Produktivität steigern
Der Schweizer Mischkonzern ABB hat seine eigene Definition des Internets der Dinge: Das IoT wird zum „Internet of Things, Services and People“ erweitert – und soll so Chancen bieten, Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit zu steigern. „Wir verbinden Komponenten – also Things – der Industrieautomation und Energieversorgung mit dem Internet und fördern durch fortschrittliche Softwarelösungen deren perfekte Zusammenarbeit“, sagt ABB-Chef Ulrich Spiesshofer. „Das führt zu neuen Serviceangeboten und verschafft unseren Kunden einen klaren Wettbewerbsvorsprung.“
Eine der Neuheiten an dem 1700 Quadratmeter großen Messestand ist ein neuer Sensor, mit dem bestehende Motoren mit der Smart Factory angebunden werden können. Der Sensor – in etwa so groß wie eine Zigarettenschachtel – wird an dem vorhandenen Elektromotor befestigt, misst Zustandsdaten wie Temperatur, Vibration oder Magnetfeld und sendet sie an einen Server. Aus diesen kontinuierlich erhobenen Daten können genaue Analysen über den Zustand des Motors erstellt werden. Produktivität und Verfügbarkeit lassen sich so verbessern und Produktionsunterbrechungen durch vorausschauende Wartung vermeiden.
Foto: PRFraunhofer IWU – Die Miniaturfabrik
Das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) präsentiert auf der Messe mit seinem Forschungsprojekt „Presswerk 4.0“ erstmals ein Miniaturfabrikmodell, das Messebesucher dank Augmented Reality bei einem virtuellen Rundgang erkunden können.
Den einzelnen Produktionsschritten folgend, wird den Besuchern dort anhand der Fertigung von Beispielbauteilen interaktiv und gut nachvollziehbar die intelligente Vernetzung von Prozess, Maschine, Anlage und Mensch vermittelt. Zudem wird deutlich, wie diese Vernetzung hilft, Zeit, Energie und Material zu sparen und die Produktion schneller und flexibler auf Marktveränderungen reagieren zu lassen.
Foto: PRInstitut für Integrierte Produktion Hannover – „Heb mich hoch, Scottie!“
Autonome Fahrzeuge sind nicht nur in der Autoindustrie ein Thema. In modernen Produktionsstätten und Lagerhallen werden sich die Mitarbeiter nicht mehr selbst ans Steuer eines Gabelstaplers setzen, sondern ihre Arbeitsaufträge an intelligente fahrerlose Transportfahrzeuge übergeben. Was zur Kommunikation zwischen Mensch und Stapler nötig ist, zeigt das Institut für Integrierte Produktion Hannover: Die gemeinsam mit Jungheinrich und weiteren Partnern entwickelten fahrerlosen Schubmaststapler, die menschliche Sprache verstehen und Gesten deuten können, dürfen von den Messebesuchern auf dem niedersächsischen Gemeinschaftsstand in Halle 2 sogar selbst ausprobiert werden.
Mithilfe von 3D-Kameras erfassen sie ihre Umgebung und orientieren sich ähnlich wie ein Mensch, indem sie sich markante Punkte im Raum merken. Bei räumlichen Veränderungen – zum Beispiel, weil ein Regal zur Seite gerückt wurde oder eine Palette den sonst üblichen Weg versperrt – wird sich das Fahrzeug daran anpassen, ganz im Sinne der Industrie 4.0. Im Gegensatz zu bisherigen fahrerlosen Transportsystemen benötigt es keinerlei vorgegebene Wege, etwa in Form von Magnetsensoren oder Führungslinien auf dem Boden, sondern kann sich frei bewegen. Durch den Wegfall von Investitionen für Leitsysteme kann sich die neue Technologie auch für kleine und mittlere Unternehmen lohnen.
Foto: PRPilz – Sichere Automation
Pilz aus dem schwäbischen Ostfildern hat sich für die Hannover Messe ein eigenes Motto gesetzt: „Wir automatisieren. Sicher.“ Auf dem Messestand demonstriert Pilz den Besuchern, wie Mensch und Roboter künftig sicher eng zusammenarbeiten können. Der Roboter arbeitet ohne Trennwände mit dem Menschen zusammen – ein Trend, der sich über die gesamte Hannover Messe zieht.
Foto: PRHarting – Kleine Box mit heißem Inhalt
Der Höhepunkt der diesjährigen Hannover Messe könnte für die ostwestfälische Harting Technologiegruppe bereits vor Messestart stattfinden: Mit Mica gehört das Unternehmen zu den fünf Nominierten für den Hermes Award, der am Vorabend der Messe in Anwesenheit von US-Präsident Barack Obama und Bundeskanzlerin Angela Merkel verliehen wird.
Mica steht für „Modular Industry Computing Architecture“. Das System ermöglicht, Daten im direkten Umfeld von bereits existierenden Maschinen auszuwerten und mit dem IT-System eines Betriebes zu vernetzen. Sprich: Auch bestehende Maschinenparks können an die Smart Factory angebunden werden.
Foto: PRRethink Robotics – Kollege Cobot!
„Cobots“ (Collaborative Robots) stehen für ein neues Konzept in der Produktion: Ein Roboter soll den Mensch nicht ersetzen, sondern mit ihm produktiv zusammenarbeiten. Ein wesentlicher Aspekt in seiner Entwicklung war daher von Anfang an die sichere und bedenkenlose Zusammenarbeit von Mensch und Maschine – und zwar ohne trennende Schutzeinrichtungen.
Für diese neue Arbeitswelt stellt das US-Unternehmen Rethink Robotics mit seinen deutschen Partnern Hahn und Freise Automation in Hannover „Sawyer“ vor. Laut dem Unternehmen setzen der Grad an Intelligenz und Einfühlungsvermögen neue Maßstäbe in der Robotik. Am Ende soll diese neue Technologie für eine Win-Win-Situationen sorgen: Entlastete Mitarbeiter widmen sich komplexeren Aufgaben und steigern damit nachhaltig die Wertschöpfung des gesamten Unternehmens.
Foto: PRSchaeffler –Werkzeugmaschine 4.0
Auf der Industriemesse präsentiert Schaeffler ein Gemeinschaftsprojekt mit dem Werkzeugmaschinenhersteller DMG Mori: die Werkzeugmaschine 4.0. Die voll vernetzte Maschine stellt, ausgehend von sensorisierten Schaeffler-Komponenten sowie einer Cloud-basierten Software und Auswerteeinheit, einen konkreten Schritt in Richtung digitalisierte Produktion dar - lassen sich doch die Erfahrungen aus diesem Projekt auch auf andere Maschinen und Anlagen übertragen.
Auf der Sonderschau Predictive Maintenance 4.0 demonstriert Schaeffler mit dem Antriebsstrang 4.0 in Live-Vorführungen, welchen Mehrwert aus Unternehmenssicht die Cloud-basierten Services bieten können.
Foto: PRSiemens – Die Würfel sind gefallen
In vier „Highlight-Cubes“ präsentiert Siemens seine Neuheiten in Hannover – die Würfel sollen die Themenschwerpunkte auf der 3500 Quadratmeter großen Ausstellungsfläche auch optisch gliedern. Überschrieben sind diese vier Bereiche mit den Schwerpunktthemen „Nachhaltige Energie für digitale Unternehmen“, „Neue Chancen für die Fiber Industry durch Digitalisierung“, „Auf dem Weg zur individualisierten Massenproduktion“ sowie „Automobilhersteller: Mit Digitalisierung auf der Überholspur“.
Im Kern aller Schwerpunkte steht die Verschmelzung der realen und virtuellen Welt.
Foto: PRDeutsche Firmen sehen sich für die sogenannte Industrie 4.0 besser aufgestellt als US-Unternehmen. Zu dem Ergebnis kommt die Strategieberatung Boston Consulting Group (BCG) in einer Studie, die am Dienstag veröffentlicht wurde. „Es gibt Leuchttürme in den USA, die investieren mächtig“, sagte BCG-Berater Markus Lorenz der Deutschen Presse-Agentur. „Aber in der Fläche ist der deutsche Mittelstand experimentierfreudiger.“
Der Untersuchung zufolge haben rund 20 Prozent der Firmen in Deutschland und 16 Prozent der Unternehmen in den USA erste Maßnahmen oder Konzepte für Industrie 4.0 umgesetzt. Fast die Hälfte der deutschen Firmen hat zumindest schon Konzepte entwickelt, und 80 Prozent sehen sich vorbereitet. Unter den US-Firmen fehlt 70 Prozent noch eine Vorstellung, wie sie die Möglichkeiten der Digitalisierung in der Produktion einsetzen wollen.
Der Grund dafür ist laut Lorenz der starke deutsche Mittelstand. „Die kleineren Firmen hier haben eine bessere Kapitalausstattung“, sagte er. „Die hohen Lohnkosten und der statische Arbeitsmarkt haben sie aber auch schon viel früher dazu gebracht, über Automatisierung nachzudenken. Da gibt es geringe Berührungsängste.“ Firmen in beiden Ländern schätzen die Kosten für notwendige Erstinvestitionen auf sieben bis neun Prozent ihres Umsatzes.
Ein Problem könnte allerdings die Qualifizierung der Mitarbeiter werden. „Die Deutschen haben einen Startvorteil, aber die Qualifizierung ist ein Flaschenhals“, sagt Lorenz. Das deutsche System sei da zu schwerfällig. „Die USA machen sich das einfacher. Hier klammert man sich nicht so sehr an Studiengänge und Abschlüsse“, sagte Lorenz. Karrieren könnten viel flexibler verlaufen, und Quereinsteiger seien in allen Bereich die Regel.
Unter Industrie 4.0 versteht man in Deutschland die Digitalisierung der industriellen Fertigung. Indem Produktionsteile mit Sensoren und Chips ausgestattet werden, können sie Informationen an Maschinen oder Zulieferer schicken. Auf diese Weise soll die Produktivität gesteigert werden.