Technologienetzwerk “Smart Engineering and Production 4.0” realisiert die komplette vertikale Integration von Daten

Interview mit Olaf Graeser, Phoenix Contact GmbH & Co. KG über durchgängig virtuelles Engineering als Basis für Industrie 4.0: Phoenix Contact,  Eplan und Rittal haben gemeinsam die komplette vertikale Integration von Daten im Engineering- und Produktionsprozess realisiert, die Fertigungspläne überflüssig macht.

Olaf Graeser ist Mitarbeiter im Technology Development Industrial Automation des Geschäftsbereichs Manufacturing Solutions bei der Phoenix Contact GmbH & Co. KG in Blomberg. Dort beschäftigt er sich insbesondere mit den Themen durchgängiges Engineering und intelligente Fertigung.

Connected Industry: Was war die Motivation für dieses Projekt?

Die Motivation war zunächst, ein durchgängiges Engineering unserer eigenen Artikel bis zum Schaltschrank zu schaffen. Bei der Entwicklung entstehen vielfältige Daten, die das Produkt beschreiben. Das eigentliche Engineering startet jedoch erst dann, sobald die Produkte in einem anderen Tool weiterverwendet werden sollen. Der Schaltschrankbauer, der unsere Produkte nutzt, kann nun einen digitalisierten Artikel erhalten, quasi den digitalen Zwilling. Diesen kann man dann in gängige Software-Tools, bspw. Eplan, integrieren. Am Ende entsteht der Schaltschrank als digitaler Prototyp, der bis in die Fertigung weitergereicht werden kann – das ist das Kernstück des Projekts.
Zunächst können wir damit bei der Industrie 3.0 Fertigung anknüpfen: Mit dieser digitalen Produktbeschreibung, die in einer Kombination der Datenformate AutomationML und eCl@ss vorliegt, lassen sich auch Bestandsanlagen betreiben. Noch viel besser eignet sich die digitale Produktbeschreibung jedoch für Industrie 4.0 Anlagen: Hier haben wir mit einem intelligenten Fertigungsleitsystem gearbeitet. Das Fertigungsleitsystem bezieht auf Basis der digitalen Produktbeschreibung die relevanten Fertigungszellen für den einzelnen Artikel mit den jeweiligen Verwaltungsschalen ein. Zunächst startet das Leitsystem damit, die Produktbeschreibung einzulesen und zu analysieren. Aus dieser hierarchischen Beschreibung werden dann die Fertigungsschritte abgeleitet. Das Werkstück wird durch einen RFID-Tag erkannt und die Fertigungsschritte parametriert. Die Fertigungszelle bekommt dann über das ERP-System einen Fertigungsauftrag in Losgröße 1 anhand der digitalen Produktbeschreibung, die sämtliche Informationen für die Fertigungsprozesse enthält. Die Vollständigkeit der Daten führt dabei zu einer reibungslosen Umsetzung aller Bearbeitungsinformationen. Die Besonderheit ist, dass man hier keinen Fertigungsplan und keine feste Produktionsreihenfolge mehr braucht. Die digitale Produktbeschreibung kann zudem bis in die Anlagenwartung entlang des gesamten Produktlebenszyklus weiter genutzt werden. Ferner sind zusätzliche automatisierte Prozesse in der Schaltschrankfertigung möglich. So ist bspw. die Visualisierung für eine manuelle Bestückung und Verdrahtung ein relevanter Entwicklungstrend.

Connected Industry: Wie entstand die Idee für dieses Projekt und wie lange hat es bis zur Umsetzung gedauert?

Rund ein Jahr. Die Idee entstand auf der Hannover Messe 2014, die Demonstration erfolgte bereits im Folgejahr auf der Hannover Messe, wobei die Partner schon umfangreiche Vorarbeiten eingebracht haben.

Connected Industry: Welche Aufgabenbereiche hatten die Projektpartner?

Die digitale Beschreibung von Komponenten sowie die Fertigung haben wir gemeinsam mit Rittal übernommen. Eplan war schwerpunktmäßig für das Engineering zuständig.

Connected Industry: Wo liegt für Sie der größte Mehrwert in der Umsetzung?

Primär, um Produkte in Losgröße 1 wirtschaftlich fertigen zu können. Die heutige Produktion ist Massenherstellung mit klassischen Fertigungsverfahren. Erforderlich ist jedoch immer mehr Customizing, z. B. für die spezifische Bedruckung oder spezielle Farbe. Das ist mit der heutigen Fertigungstechnik nur schwierig abbildbar. Mit dem Projekt haben wir die optimalen Voraussetzungen für das Customizing geschaffen, was insbesondere bei kundenspezifischen Konfigurationen im Webshop wichtig ist.

Connected Industry: In welche Richtungen möchten Sie das Projekt weiterentwickeln?

Die Frage ist hier generell, was auf Basis digitaler Modelle realisiert werden kann? Möglich ist eine Verwendung digitaler Modelle im Bereich Simulationen, Fertigungsplanung über verschiedene Werke hinweg bis hin zur Angebotserstellung.