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Durchgängig automatisierte Produktion: So wird Industrie 4.0 Realität

| Redakteur: Ines Stotz

Die digitale Industrie ist vielerorts noch Zukunftsmusik. Ein Grund: die nötigen Produktdaten liegen den Maschinen- und Anlagenbauern genauso wie den Softwareentwicklern meist als heterogene Quellen vor. Wie es dennoch geht, zeigt ein gutes Beispiel.

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Roboter-gestützter Schaltschrankbau: Mangelberger produziert seine Schaltanlagen durchgehend automatisiert.
Roboter-gestützter Schaltschrankbau: Mangelberger produziert seine Schaltanlagen durchgehend automatisiert.
(Bild: Mangelberger)

Was vor einigen Jahren noch wie Science-Fiction klang, ist heute bereits in der Realität möglich: Positions- und Produktdaten versetzen Roboter in die Lage, selbstständig Produktionsschritte auszuführen und so noch effizienter zu arbeiten, als es jede menschliche Fachkraft könnte. Da erstaunt es, dass der bekannte und eher kritisch gemeinte Spruch „Was technisch möglich ist, wird auch gemacht”, gerade hier nicht greift. Denn: In den meisten Betrieben ist ein durchgehend automatisierter Fertigungsprozess noch immer Utopie. Die Mangelberger Elektrotechnik GmbH hingegen hat genau dies in der Wirklichkeit umgesetzt.

Mangelberger begleitet weltweit namhafte Kunden wie McDonald‘s, Starbucks und Aldi bei der Expansion ihrer Filialnetze. Des Weiteren gehören die Elektrotechnik mit dem Schwerpunkt Energiemanagement und der Schaltanlagenbau mit Maschinen- und Anlagensteuerung zum Geschäftsfeld. Das in den 1950er-Jahren gegründete Unternehmen begann einst als kleiner Elektronikbetrieb. Den Aufschwung hat die im Fränkischen Roth ansässige Firma der konsequenten Digitalisierung ganz im Sinne der eigentlichen Idee von Industrie 4.0 zu verdanken: Mangelberger produziert seine Schaltanlagen durchgehend automatisiert. „Durch die durchgehend automatisierte Produktion realisieren wir signifikante Mehrwerte, indem wir sowohl den Engineering-Prozess als auch den Warenaustausch mit Zulieferern nahtlos in unseren Workflow einbinden“, erklärt Geschäftsführer Jürgen Mangelberger.

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Auf die Wahl der CAE-Software kommt es an

Neben moderner Robotik spielt vor allem der Einsatz der passenden Planungssoftware eine entscheidende Rolle für Mangelbergers Erfolg. Der Schaltanlagen-Spezialist vertraut auf die Computer Aided Engineering (CAE) Software ProPlan der Amperesoft GmbH. Die Lösung des Bonner Unternehmens bietet alle gängigen Funktionen klassischer CAE-Systeme. Hinzu kommen jedoch weitere Features wie etwa Module zur automatisierten Berechnung der Wärmeentwicklung einer Schaltanlage oder auch zur komfortablen Berechnung von Angeboten und Ausschreibungen.

Für Industrie 4.0 hält Amperesoft mit dem Modul MatClass zudem die entscheidende Komponente bereit. „Ohne standardisierte Produktdaten wäre eine durchgängig automatisierte Produktion nicht möglich“, erklärt Amperesoft-Geschäftsführer Stefan Mülhens. Dafür nutzt das Bonner Unternehmen mit MatClass den offenen und branchenübergreifenden Standard ecl@ss Advanced. Mit diesem können herstellerunabhängig alle relevanten Produktmerkmale wie etwa Größe, Chargennummer, Lage der Kabelanschlüsse oder die Position im Schaltplan und damit in der späteren Anlage standardisiert verzeichnet und verfügbar gemacht werden. Die Tools von Amperesoft nutzen offene Schnittstellen, die jeder Kunde individuell konfigurieren kann, um auf alle vorhandenen Daten zurückzugreifen.

Auf Knopfdruck Schaltschrank

Die Elektroingenieure von Mangelberger entwerfen zunächst mit ProPlan die zugrunde liegenden Schaltpläne des späteren Produkts. Anschließend exportieren sie diese mit nur einem Klick in die automatisierte Fertigung. Nun zeigt sich das gesamte Potenzial von Industrie 4.0.

Die modernen Fertigungsvorrichtungen fahren bei Mangelberger über Schienensysteme und können dort autark alle benötigten Komponenten aus verschiedenen Magazinschränken beziehen, die entlang der Führungsschienen positioniert sind. Das Dazutun menschlicher Mitarbeiter ist nicht nötig. Dank der standardisierten Produktdaten weiß der Roboter bei der nun folgenden Bestückung der Profilschiene, die als Gerüst der Schaltanlage dient, exakt, welche Komponenten wie viel Platz benötigen und wie diese kombiniert werden müssen. Somit entstehen vollständig automatisiert Schaltanlagen ab Losgröße 1.

Dank der Verwendung von ecl@ss-Advanced-Daten mit den CAE-Lösungen von Amperesoft können auch alle folgenden Produktionsschritte automatisiert abgewickelt werden. Die final mit Klemmen und Schaltkomponenten bestückten Hutschienen werden nun per Laser beschriftet. Auch hierbei spielen standardisierte und herstellerunabhängige Produktdaten eine essentielle Rolle. Sie geben nicht nur Auskunft über Abmessung und Lage der Komponenten, sondern auch über deren materielle Beschaffenheit. Das ist in diesem Fall besonders wichtig, da die Oberflächenstruktur für eine angemessene Laserbeschriftung berücksichtigt werden muss. Selbst der abschließende Rahmenbau für die Schaltanlagen lässt sich somit automatisiert abwickeln.

Plädoyer für offene Standards

„Wir sind sehr stolz, wenn wir sehen, wie unsere Lösungen einen Beitrag zur Etablierung von Industrie 4.0 leisten“, sagt Stefan Mülhens. Insbesondere die Mangelberger Elektroniktechnik leiste hierbei Pionierarbeit. Dennoch scheuen sowohl Softwarehersteller als auch die Produzenten der Produktkomponenten bisher davor zurück, die Entwicklung und Etablierung offener Standards wie ecl@ss Advanced weiter voranzutreiben. Die Softwarehersteller argumentieren, es sei vergebens, die Lösungen anzupassen, da die Produzenten die nötigen Daten nicht bereitstellen. Die Produzenten halten entgegen, dass es nichts bringe, die Produktdaten bereitzustellen, da die Softwarehersteller nicht die nötige Technologie bieten, damit diese verarbeitet werden können. Fakt ist, dass beide Seiten sich nicht auf den Versäumnissen der anderen Partei ausruhen dürfen. Wenn Softwarehersteller und Produzenten gleichermaßen bereit sind, Standards wie ecl@ss Advanced aktiv mitzugestalten und ihre Etablierung im Markt zu fördern, wird Industrie 4.0 rasant weitere Erfolge feiern.

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