A A A
| Sitemap | Kontakt | Impressum | Datenschutz
ETZ Logo VDE Verlag Logo

Wertschöpfungskette komplett digitalisiert

01  Am Arbeitsplatz werden dem Mitarbeiter die Informationen ­bereitgestellt, die zur Durchführung des aktuellen Arbeitsschritts ­notwendig sind

01  Am Arbeitsplatz werden dem Mitarbeiter die Informationen ­bereitgestellt, die zur Durchführung des aktuellen Arbeitsschritts ­notwendig sind

02  Der Konfigurator unterstützt bei der Einstellung des ­individuellen Netzteils

02  Der Konfigurator unterstützt bei der Einstellung des ­individuellen Netzteils

03  Mit der App für Mini Analog Pro ist ein smartes Konfigurieren und Beobachten möglich

03  Mit der App für Mini Analog Pro ist ein smartes Konfigurieren und Beobachten möglich

04  Die IO-Module der Produktfamilie Axioline können am Standort Bad Pyrmont in Losgröße 1 gefertigt werden

04  Die IO-Module der Produktfamilie Axioline können am Standort Bad Pyrmont in Losgröße 1 gefertigt werden

Das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 zeigt, wie auch in Hochlohnländern individuelle und flexible Produkte zu wettbewerbsfähigen Preisen entwickelt und gefertigt werden können. Der Leitgedanke umfasst Ideen und Technologien, die bereits heute einen deutlichen Nutzen für Hersteller und Anwender bieten – wie einige Komponenten aus dem Portfolio von Phoenix Contact belegen.

Um auf den internationalen Märkten bestehen zu können, müssen produzierende Unternehmen ihre Effizienz und Anpassungsfähigkeit kontinuierlich steigern. Initiativen wie Industrie 4.0 in Deutschland oder das Industrial Internet Consortium (IIC) in den USA verdeutlichen, wie dieses Ziel durch die Digitalisierung industrieller Prozesse erreicht werden kann. Die Grundlage dafür bilden die Verfügbarkeit aller relevanten Informationen in maschinell lesbarer Form sowie die Vernetzung sämtlicher an der Wertschöpfung beteiligter Instanzen. Aus den digitalen Daten leitet sich dann die zu jedem Zeitpunkt optimale Wertschöpfung ab. Dabei lassen sich unterschiedliche Kriterien verbessern, beispielsweise Kosten, Qualität, Flexibilität oder Ressourceneffizienz. Phoenix Contact setzt schon jetzt entsprechende Anlagen in der eigenen Fertigung ein, deren Ablauf nahezu beliebig an den jeweiligen Bedarf adaptiert werden kann. Aber auch Anwender profitieren davon, dass ihr Produkt gemäß den Gesichtspunkten von Industrie 4.0 produziert wurde.

Vorteile über den gesamten Lebenszyklus
In reifen Märkten, auf denen viele Hersteller homogene Produkte anbieten, kommt der Kundenbindung über den konkreten Mehrwert eine große Bedeutung zu. Dazu gehören einerseits technische Innovationen, qualitativ hochwertige oder maßgeschneiderte Ware sowie ein umfassender Service. Darüber hinaus erweist es sich als sinnvoll, dem Anwender Vorteile zur Verfügung zu stellen, die sich über den gesamten Lebenszyklus des erworbenen Artikels oder der Lösung erstrecken. Die Bandbreite reicht hier von der Auswahl und dem Engineering über die Konfiguration, In­stallation und Inbetriebnahme bis zum Betrieb, dem Service und der Wartung. Ein solch umfassender Nutzen bedingt durchdachte Konzepte, die unter anderem ein übersichtliches Leistungsspektrum sowie – je nach Sinnhaftigkeit – eine hohe Flexibilität des Endprodukts bieten. Um diese Strukturen schon heute so weit wie möglich umzusetzen, greift Phoenix Contact auf die vielfältigen Erfahrungen aus seiner hohen Fertigungstiefe, das tief greifende Wissen des eigenen Maschinenbaus sowie das Know-how der Produkt- und Branchen­experten zurück.

Optimierung des Prozessablaufs
Nicht nur im Privatbereich, sondern auch in der Industrie nimmt der Wunsch nach individuellen Produkten zu. Denn je nach Anwendung kann eine in ihren Eigenschaften angepasste Komponente zu höherer Qualität und/oder geringeren Kosten beitragen, indem sie sich optimal in die Gesamtlösung einfügt. Allerdings sind die Anwender selten bereit, für einen solchen Artikel einen deutlich höheren Preis zu zahlen. Vor diesem Hintergrund hat Phoenix Contact am Standort Bad Pyrmont eine Produktionslinie aufgebaut, in der 6 mm schmale Trennverstärker für die störungsfreie ­Signalübertragung hergestellt werden. Sie zeichnet sich durch einen verbesserten Prozessablauf hinsichtlich der Kommunikation zwischen Produkt, Mitarbeiter und Maschine aus (Bild 1).
Die Produktionslinie arbeitet besonders effizient. Dies wird durch einen durchgängigen Materialfluss in der Prozesskette sowie geringe Umrüstzeiten bei der Fertigung der 98 unterschiedlichen Produktvarianten erreicht. Da die Kunden im Internet über einen Konfigurator die Eigenschaften der Trennverstärker – beispielsweise die Art der Ein- und Ausgangssignale – individuell auswählen können, ergeben sich weit mehr als 1 000 verschiedene Versionen. Um bei einer derart großen Varianz auch kleine Chargen ab fünf Stück schnell und ohne Aufpreis produzieren zu können, ist die Anlage flexibel konzipiert und auf eine optimale Zusammenarbeit von Mensch und Maschine ausgerichtet.

Anlieferung mit der passenden Konfiguration
Das Beispiel der Stromversorgung Quint Power verdeutlicht zwei Anwendervorteile eines Produkts, das einerseits vorkonfiguriert in Losgröße 1 bestellt werden kann und andererseits eine hohe Flexibilität über den gesamten Lebenszyklus aufweist. Fertigungslinien für derartige Netzteile sind in der Regel auf Masse ausgelegt. Aus den häufigsten Kundenanforderungen resultieren hier die Komponenten, die als Katalogware zur Verfügung stehen. Nur so ist eine kosteneffiziente Herstellung mit einem großen Automationsanteil in Hochlohnländern möglich. Im Bereich der Stromversorgungen werden beispielsweise meist 12-V-, 24-V- oder 48-V-Netzteile mit Leistungen bis 960 W geordert.
Doch nicht immer passt die Ausgangsspannung optimal zur Applikation des Anwenders. So wird sie bei langen Leitungswegen aufgrund von Spannungsabfällen zum Beispiel auf 27 V erhöht. Diesen Wert kann der Anwender zwar direkt am Gerät manuell einstellen. Als zeitsparender erweist es sich jedoch, wenn das Netzteil gleich mit der passenden Ausgangsspannung angeliefert wird. Ein individuell adaptierbarer Wert macht auch beim Ausgangsverhalten oder der Signalisierung Sinn, sofern der Anwender das 24-V-­Versorgungskonzept speziell für seine Applikation optimieren möchte (Bild 2).

Vergabe einer eindeutig zugeordneten Nummer
Die Forderung nach flexiblen Stromversorgungen mit kurzen Lieferzeiten zu wettbewerbsfähigen Preisen entspricht dem Digitalisierungstrend. Vor diesem Hintergrund bietet Phoenix Contact immer mehr Produktkonfiguratoren an. Nach einer kurzen Erläuterung nimmt der Anwender mit diesen Tools sinnvolle Geräteeinstellungen vor. Die ausgewählten Funktionen des Standard-Netzteils werden über eine NFC-Schnittstelle (Near Field Communication) individuell im Werk festgelegt. Um die anwenderspezifische Stromversorgung produzieren, ausliefern und für eine eventuelle Nachbestellung vorhalten zu können, vergibt das System eine eindeutig zugeordnete Nummer. Mit dieser Kombination aus Artikelnummer und Text-String lässt sich das Gerät jederzeit im „eShop“ aufrufen. Die Information ist ebenfalls im NFC-Chip und im QR-Code des Netzteils hinterlegt. So kann der Anwender das vorkonfigurierte Gerät ohne Unterlagen schnell nachbestellen.

Übertragung neuer Werte per NFC
Bei veränderten Rahmenbedingungen, zum Beispiel wenn die Anlage erweitert wird, sind die individuell eingestellten Werte der Stromversorgung oft nicht mehr optimal. Zur Sicherstellung einer hohen Effizienz über den gesamten Produktlebenszyklus muss das Gerät deshalb flexibel an neue Anforderungen angepasst werden können. Dies ist ein Grund, weshalb die Quint-Netzteile mit einer NFC-Schnittstelle ausgerüstet sind. Die neuen Werte werden einfach über eine App oder am Rechner definiert und via NFC an das Gerät übertragen. Auf diese Weise kann die Stromversorgung über viele Jahre stets die bestmögliche Leistung erbringen. Die gleiche Technik wird bei den Trennverstärkern von Phoenix Contact verwendet. Hier lassen sich die Ein- und Ausgänge oder Signale der Mini-Analog-Pro-Geräte via NFC direkt im Schaltschrank konfigurieren (Bild 3).
Mit diesem Vorgehen vereinfacht sich für den Anwender die Produktauswahl und seine Lagerkosten sinken. Beispielsweise kann ein Maschinenbauer das 24-V-Netzteil einlagern und den Schwellwert der Signalisierung je nach Wunsch seines Kunden ändern. Oder ein Signalausgang wird von digital auf analog umgestellt, um die Auslastung des an ­einem entfernten Standort befindlichen Moduls über den analogen Eingang der Steuerung zu überwachen. In Summe stehen für die Quint-Stromversorgung über 40 Parameter zur Verfügung, die sich individualisieren lassen.

Normungsvorschläge auf der Grundlage von Rami 4.0
Damit Produkte in Losgröße 1 zu wettbewerbsfähigen Preisen hergestellt und über Lebenszyklus flexibel an geänderte Rahmenbedingungen adaptiert werden können, bedarf es neuer Auswahl- und Bestellungskonzepte. Gleiches gilt für die Produktionsprozesse, die eine anwenderspezifische Fertigung des Artikels ermöglichen müssen (Bild 4). Das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 zeigt entsprechende Lösungsansätze auf, die allerdings eine umfassende Digitalisierung der gesamten Wertschöpfungskette voraussetzen. Dazu sind sowohl der Datenaustausch als auch die kommunizierten Inhalte auf Basis von Standards und Leitlinien so offen zu gestalten, dass sie sich wandelnde Anforderungen und neue Geschäftsmodelle abdecken können.
Derzeit entwickeln verschiedene Arbeitskreise Modelle, die die Interaktion zukünftiger Systeme beschreiben. Phoenix Contact engagiert sich in der Plattform Industrie 4.0, einem Gemeinschaftsprojekt der Wirtschaftsverbände Bitkom, VDMA und ZVEI. Mittlerweile arbeiten dort mehr als 7 000 Unternehmen aus 80 Organisationen zusammen, was die Plattform zu einem der international größten Netzwerke macht. Aktuell entstehen Vorschläge für Standards und Normen auf der Grundlage des Referenz-Architektur-Modells Industrie 4.0 (Rami 4.0). Um das Internet der Dinge, Dienste und Menschen als Kernkomponente werden somit Voraussetzungen zur flexiblen Beschreibung und Umsetzung von Lösungen geschaffen. (no)

„openAAS“ als offene Entwicklungs- und Testumgebung

Als Branchenverband der Elektroindustrie gestaltet der ZVEI maßgeblich die Normung, Standardisierung und konzeptionelle Modelle innerhalb der Plattform Industrie 4.0. Dazu gehört auch die Industrie-4.0-Komponente, unter der alle vernetzten Produkte, Baugruppen, Maschinen oder ganze Fabriken verstanden werden können. Dem physikalischen Objekt wird hier eine Verwaltungsschale, also ein virtuelles Abbild zugeordnet. Die Verwaltungsschale umfasst die Funktionen des Objekts sowie die Daten, die sich dort über den gesamten Lebenszyklus sammeln.
Das Rahmenwerk des ZVEI dient der praktischen Umsetzung von Industrie 4.0. Aktuell werden die Modelle in die Praxis überführt. So startete 2016 gemeinsam mit der RWTH Aachen das Projekt „openAAS“ (open Asset Administration Shell). Dabei handelt es sich um eine offene Entwicklungs- und Testumgebung für Unternehmen der Elektroindustrie sowie deren Kunden aus dem Maschinenbau. „openAAS“ zielt darauf ab, die Inhalte der Verwaltungsschale festzulegen und damit eine Referenzlösung zu schaffen, die eine Kommunikation vom Sensor bis in das Internet ermöglicht.

Dipl.-Ing. Anja Moldehn, Marketing Communications, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont. amoldehn@phoenixcontact.com

Dipl.-Ing. Anja Moldehn, Marketing Communications, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont. amoldehn@phoenixcontact.com