Virtuelle Maschine spart Prototypenschleifen ein Dr. Olaf Rathjen zu Strategie und Perspektiven von A&D Motion Control Systems

Der Geschäftsgebietsleiter Motion Control Systems von Siemens A&D Dr. Olaf Rathjen sieht in einer vertrauensvollen Beziehung zwischen Automatisierer, Maschinenbauer und Anwender die Möglichkeit, neue Ideen schnell in Systemen und Lösungen umzusetzen.

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Das Geschäftsgebiet „Motion Control Systems“ von Siemens A&D ist Systemanbieter für die Automatisierung von Werkzeugmaschinen, von Produktionsmaschinen unterschiedlicher Branchen sowie von Hafen- und Industriekranen. Im Vergleich zum Geschäftsjahr 2006 ist dieses Angebot deutlich gewachsen. Der bisherige Geschäftsverlauf im laufenden Geschäftsjahr stimmt den Geschäftsgebietsleiter Dr. Olaf Rathjen optimistisch. Er schätzt den Weltmarkt für Werkzeugmaschinenausrüstungen auf ein Volumen von rd. 5,1 Mrd. €. Etwa 40% davon entfallen auf Westeuropa, rd. 49% auf den pazifischen Raum sowie rd. 11% auf Amerika. Im Jahr 2006 erreichte Siemens einen Marktanteil weltweit von gut einem Viertel (auf Volumenbasis). In Europa sieht sich dieser Geschäftsbereich für die Automatisierung von Werkzeugmaschinen als klare Nummer 1, also als Marktführer. Weltweit liefert man sich weiterhin ein Kopf-an-Kopf-Rennen mit dem Hauptwettbewerber Fanuc. Den Nachteil der ungünstigen Wechselkursrelationen zum Dollar und Yen versucht Siemens durch ein erhöhtes Engagement weltweit und durch ein überzeugendes Systemangebot – das den gesamten Lifecycle der Maschine umfasst – zu kompensieren.

Herr Dr. Rathjen, wie sehen Sie die Entwicklung der kommenden Jahre?

Bei den Ausrüstungen für Werkzeugmaschinen rechnen wir für die nächsten Jahre mit einem durchschnittlichen, realen Marktwachstum von etwa 2% im Jahr. Wir streben an, stärker zu wachsen als der Markt, und zwar durch konsequenten Ausbau unserer Stärken: Innovationsführerschaft, Kundenorientierung und weltweite Präsenz. So werden wir unsere Chance für ein profitables Wachstum auch in der Zukunft wahren. Wesentliche Maßnahme zur Sicherung unserer internationalen Wettbewerbsfähigkeit sind die Joint Ventures in Japan mit Yaskawa sowie unsere Entwicklung und Fertigung in China. Zusätzlich bauen wir verstärkt Lösungskompetenz in wichtigen Regionen der Welt auf. Neben dem System- und Lösungsangebot und dem weiteren Engagement bei Simulationswerkzeugen trägt das Technologie- und Applikationscenter am Standort Erlangen wesentlich dazu bei, die Position von Siemens als Weltmarktführer bei Motion-Control-Lösungen zu festigen und weiter auszubauen.

Mit welchen Trends muss sich der Maschinenbauer in den kommenden Jahren auseinandersetzen?

Der Maschinenbau hat sich in den zurückliegenden Jahren erheblich weiterentwickelt, was sowohl Produktivitätspotenziale beim Maschinenbauer als auch beim Maschinenbetreiber erschließt. Dem Maschinenbauer erlaubt der höhere Grad an Modularisierung in mechatronischen Komponenten, einen neuen Maschinentyp in verkürzter Entwicklungszeit und mit hoher Variantenvielfalt marktreif zu machen. Die bisher erreichten und künftig erreichbaren Fortschritte sind geprägt durch neue mechatronische Konzepte, Mikroelektronik und Softwaretechnologie.

In der Fertigungsumgebung werden durchgängige Verfahrensketten, schnelle Diagnose und Vernetzung gefordert. Um die Produktivität der Maschine zu steigern, gelten weiterhin die klassischen technischen Hebel: schnell drehende Hauptspindeln, hohe Achsgeschwindigkeiten und Achsbeschleunigungen, aber auch schnelle Datenübertragung. Zum Optimieren des Bearbeitungsergebnisses sind höhere Oberflächengüte, kürzere Bearbeitungszeiten und Prozesssicherheit erforderlich.

Aus diesen Anforderungen des Marktes und den technischen Möglichkeiten leiten sich Trends ab – Trends, die sowohl den Maschinenbauer als auch uns als Automatisierer betreffen. Für den Maschinenbau nenne ich hier beispielhaft die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung sowie die Komplett- und Trockenbearbeitung – für Siemens sind dies Themen wie Dezentralisierung von Intelligenz, horizontale und vertikale Vernetzung, neue Formen der Mensch-Maschine-Kommunikation, Direktantriebstechnik sowie Simulation von Maschinen und Prozessen. Diese Trends rechtzeitig zu erkennen, richtig zu bewerten und in marktgerechte Produkte, Lösungen und Dienstleistungen umzusetzen, bedeutet für uns Innovationsführerschaft.

Ziel dabei ist die Optimierung des gesamten Lifecycle einer Maschine, d.h. von der Maschinenidee über den Produktiveinsatz bis hin zum Retrofit (Total Cost of Ownership), sowie der Verfahrenskette in der Produktion, d.h. vom Werkstückdesign bis zum Endprodukt und der datentechnischen Integration der Maschine in die Fertigungsumgebung, d.h. von der NC-Programmversorgung bis zum Werkzeugmanagement oder webbasierten Instandhaltungsmanagement.

Verkürzen der Time-to-Market, Verkürzen der Prototypenphase, das sind die Stichworte für eine innovative Ausrichtung der Branche. Hierzu bieten wir mit unseren bereits etablierten Tools zur Simulation, aber auch mit den Tools für die digitale Fabrik die geeigneten Lösungen an.

Ist die Simulation von Maschinen mehr als nur Spielerei? Oder anders gefragt: Wo liegt der Nutzen?

Zum Absichern neuer Konzepte spielt die Simulation eine entscheidende Rolle. Beispielsweise werden hydraulische oder gar konventionelle mechanische Antriebe durch hochperformante Servoantriebe mit intelligentem Motion Control ersetzt. Wir haben in zahlreichen Projekten unsere Kunden durch umfangreiche mechatronische Maschinensimulationen unterstützt und konnten somit bereits an der virtuellen Maschine die kritischen Aspekte identifizieren und optimieren. Oftmals konnten dadurch die geforderte Produktivität bei der ersten realen Maschine übertroffen und nachweislich eine oder mehrere Prototypenschleifen eingespart werden.

Über die Simulations-Tools hatten wir bisher den Lifecycle der Maschine im Fokus. Mit maschinennahen MES-Lösungen, unserem Manufacturing IT, bieten wir sowohl Systeme für einzelne Maschinen als auch Lösungen für einen ganzen Fertigungsverbund für die Werkstattebene, den Job-Floor. Das sind Lösungen zur Prozessoptimierung, Planung und Prozessanalyse. Über Simatic IT wurde die Einbindung in die MES erreicht. Mit der Akquisition von UGS haben wir nun die letzte Lücke hin zum Product-Lifecycle-Management (PLM) geschlossen. Wir sind überzeugt, mit der Philosophie: Innovation zur Steigerung des Kundennutzens – unsere Position als führender Anbieter von Automatisierungstechnik weiter auszubauen.

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