Expertenmeinung /Teil 1 Was eigentlich ist der Kern der Automatisierung?

Von Karin Pfeiffer und Ines Stotz, Dipl. -Ing. Ines Stotz, Karin Pfeiffer

Klar gibt‘s eine DIN-Norm, trotzdem scheint industrielle Automatisierung nicht wirklich per Definition greifbar. Oder doch? Wir haben 22 erklärte Automatisierer nach dem Kern, dem Wesen der Automatisierung gefragt – und weit mehr Perspektiven gewonnen.

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Nicht nur eine Frage der Komponenten: Auf ein fein abgestimmtes Zusammenspiel kommt es an.
Nicht nur eine Frage der Komponenten: Auf ein fein abgestimmtes Zusammenspiel kommt es an.
(Bild: VectorMine - stock.adobe.com)

Omron, Lenze und Sick sind es, Google, IBM und Accenture zum Beispiel aber auch: Was macht eigentlich Unternehmen, die aus so sehr verschiedenen Domänen kommen, heute alle zu Automatisierungsspezialisten für die Industrie? Das hätten sich etliche von uns vor ein paar Jahren vermutlich noch nicht gefragt. Da haben wir allerdings auch eher noch in Sparten gedacht und das Thema ließ sich inhaltlich etwa über die Automatisierungspyramide ganz gut organisieren. Auch für uns in der Redaktion.

Inzwischen haben sich Konzepte und Technologien zu immer komplexeren Systemen angereichert, mit höchst flexiblen Strukturen und Synapsen für Zukunftsthemen. Da könnten Antriebs- und Steuerungstechnik samt Software mehr sein als die eigenständige, rechte Hand des Menschen. Eine Querschnittsaufgabe, die Energie- und Lieferkettenprobleme lösen hilft? Mehr und mehr Produktivität? Ein Weg, um Silos aufzubrechen und Technologien zu demokratisieren? Was aber ist dann der Kern, das Wesen der Automatisierung? Das haben wir zusammen mit unserem Schwestertitel Elektrotechnik Automatisierung Experten aus verschiedenen Domänen gefragt. Aber lesen Sie selbst!

Accenture

Jan Daske ist Automatisierungsexperte im Bereich Industry X bei Accenture.
Jan Daske ist Automatisierungsexperte im Bereich Industry X bei Accenture.
(Bild: Accenture)

Industrielle Automatisierung ist für mich in erster Linie die Gestaltung von effizienten Prozessen und dann erst – und nicht notwendigerweise – die sinnvolle Integration von Robotik und Automatik in den Prozessablauf. Das fängt bei der Lagerung mit der Einführung von Warehouse-Managementsystemen an und geht über die Automatisierung und Digitalisierung in der Produktentwicklung bis zur KI-gestützten Modellierung einer Supply Chain.

Die Einführung von Automatisierung muss also nicht gleichbedeutend mit der Einführung von Robotik oder sonstiger autonomer oder teilautonomer Technologie sein. Entscheidend ist, welcher Grad der Automatisierung in den IT-Systemen abgebildet werden soll und welche Systeme dazu benötigt werden. So schafft beispielsweise die Anschaffung eines automatischen Kleinteile-Lagers allein noch keine Effektivität, sondern in einem ersten Schritt Kosten. Für den gewünschten Effekt von Effizienz- und Geschwindigkeitssteigerung muss das System erst prozessual und funktional eingebunden sein.

Aus meiner Perspektive liegt vor Automatisierung erst einmal Digitalisierung. Das schafft die Basis für eine sinnvolle Integration von technisch-maschinellen Automatik-Komponenten.

Baumüller

Markus Jaksch ist Leiter technischer Vertrieb bei Baumüller.
Markus Jaksch ist Leiter technischer Vertrieb bei Baumüller.
(Bild: Baumüller)

Automatisierung bedeutet routinemäßige Aufgaben zu erledigen. Nach Definition auch selbständiges Handeln eines Systems zur Erreichung festgesetzter Ziele. Stellen Sie sich die Abfüllung von Gummibärchen in Tüten vor. Eine Maschine sorgt für die korrekte Füllmenge, das Verschweißen der Tüten und den Schnitt an der richtigen Stelle. Und dies alles bei hoher Produktivität und Wirtschaftlichkeit bei konstanter Produktqualität, prozesssicher und prozessgenau.

Für den Fertigungsprozess werden typischerweise Steuerungen und Aktoren zur Bewegungsführung benötigt. Die Intelligenz liegt im Steuerungsprogramm, welches auf die richtige Füllmenge achtet, die Tüte exakt positioniert, an der richtigen Stelle verschweißt und den Schnitt positionsgenau platziert und das kontinuierlich.

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Bosch Rexroth

Steffen Winkler ist Vertriebsleiter der Business Unit Automation & Electrification Solutions bei der Bosch Rexroth AG.
Steffen Winkler ist Vertriebsleiter der Business Unit Automation & Electrification Solutions bei der Bosch Rexroth AG.
(Bild: Bosch Rexroth)

Industrielle Automatisierung umfasst aus funktionaler Sicht beispielsweise das Steuern, Regeln, Messen, Antreiben und Überwachen und dient dazu, Anwender zu entlasten, die Effizienz von Prozessen zu steigern sowie neue Geschäftsmodelle möglich zu machen. Dadurch können zum Beispiel Ressourcen wie Energie und Rohstoffe effektiver genutzt werden und die menschliche Arbeitsbelastung kann reduziert werden.

In Kombination mit entsprechenden Software-Lösungen – zum Beispiel in Form von Apps, wie wir sie über unser Ökosystem von CTRLX Automation bieten – lassen sich typische Automatisierungsaufgaben, aber auch Anforderungen an Zukunftstechnologien wie KI, 5G und Simulationslösungen einfach umsetzen.

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Die von uns sowie von Drittanbietern bereitgestellten Apps unterstützen die Aufgabenstellungen der Automatisierung in Industrieunternehmen, die heute geprägt sind von zunehmender Digitalisierung, Flexibilisierung und Nachhaltigkeitsaspekten. Gleichzeitig können Anwenderinnen und Anwender ihre eigenen Apps entwickeln. Die Unterstützung nahezu aller gängigen Programmiersprachen und die entsprechenden Engineering-Tools ermöglichen die Entwicklung von Automatisierungslösungen ohne Bindung an anbieterspezifische beziehungsweise proprietäre Systeme.

Gleichzeitig bringt CTRLX Automation eine Vielzahl von fertigen Standard-Bausteinen mit, zum Beispiel für PLC, Motion, Safety, Kommunikation oder die sichere Anbindung an IT-Systeme. Mit der App-basierten Architektur können diese flexibel mit eigenen Softwarebausteinen und/oder Lösungen von Drittanbietern kombiniert werden.

Wir interpretieren industrielle Automatisierung also als rechte Hand des Menschen sowie als Motor, um Prozesse zu beschleunigen und Software-basierende Technologien – die zum Beispiel digitale Wertschöpfung versprechen – in Maschinen und Anlagen zu bringen.

Faulhaber

Dr. Andreas Wagener ist Leiter System Engineering bei der Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG.
Dr. Andreas Wagener ist Leiter System Engineering bei der Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG.
(Bild: Faulhaber)

In diesem Zusammenhang fällt mir immer die Rechenmaschine von Konrad Ernst Otto Zuse ein. Eine davon steht in München im Deutschen Museum. Anlass für diese Erfindung war, dass Zuse sich wiederkehrende und damit monotone Berechnungen ersparen wollte und sie deshalb automatisiert hat. Pointiert formuliert wäre der Kern der Automatisierung damit die systematisierte menschliche Faulheit.

Das gilt auch für die Industrie. Automatisierung ersetzt hier monotone, unbeliebte oder gefährliche Handarbeit. Dank Automatisierung muss heute niemand mehr am Fließband stehen und Lackierdämpfe einatmen. Lackierroboter nehmen uns diese Arbeit ab.

Gleichzeitig bedeutet Automatisierung auch technischen Fortschritt. Vergleicht man die grobschlächtigen Maschinen der Vergangenheit mit den heutigen Anlagen, die beispielsweise in der Halbleitertechnik mit Wiederholgenauigkeiten von unter einem Mikrometer arbeiten, erkennt jeder, dass dies ohne Automatisierung nicht möglich wäre.

Google

Dominik Wee ist Managing Director Manufacturing and Industrial bei Google.
Dominik Wee ist Managing Director Manufacturing and Industrial bei Google.
(Bild: Google)

In der Tat ist das Thema sehr komplex und letztlich ist es eine Domäne hochspezialisierter Experten mit Jahrzehnten an Erfahrung in diesem Bereich.

Was wir sehen, ist die konstant steigende Bedeutung von Automatisierung – der allgegenwärtige Fachkräftemangel und Supply Chain-Krisen, wie sie gerade in der Pandemiezeit spürbar wurden, sind besonders drängende Gründe dafür.

Dazu besteht die Notwendigkeit, Silos aufzubrechen: Ein Autohersteller möchte zum Beispiel wissen, wenn ein Auto im Betrieb ein Problem hat, woran es liegt und wie das Problem durch die eigene Wertschöpfung und über Wertschöpfungsstufen hinweg analysiert werden kann.

Darüber hinaus gibt es immer mehr technische Möglichkeiten, die aber auch immer schwieriger durch die Mitarbeitenden zu beherrschen sind. Wir müssen die Technologie folglich demokratisieren, sie also so aufsetzen, dass sie einfach zu verwenden ist, und das Personal auf den Shopfloor mitnehmen.

IBM Automation

Marius Merkel ist Senior Sales Manager bei IBM Automation.
Marius Merkel ist Senior Sales Manager bei IBM Automation.
(Bild: IBM)

Industrielle Automatisierung ist für mich der Ansatz, bei dem Maschinen, Computer und Technik für industrielle Zwecke eingesetzt werden. Für einige Vordenker ist die Automatisierung nicht nur der Ursprung der Dritten Industriellen Revolution, sondern auch eine grundlegende Komponente für die Entwicklung der sogenannten Vierten Industriellen Revolution, bei der die Automatisierung mit künstlicher Intelligenz und vollständiger Vernetzung vorangetrieben wird. Auch ich bin überzeugt, dass die Automatisierung der Business-Prozesse sowie der IT, der nächste logische Schritt der industriellen Automatisierung ist, weil die Automatisierung im Unternehmen immer End-2-End betrachtet werden muss.

Automatisierung ist ein komplexes Thema, jedoch lässt sich dieses greifen. Die erzielten Mehrwerte hinsichtlich Kosten, gesteigerte Effizienz und Flexibilisierung lassen sich deutlich messen. Für uns ist dabei die bereits erwähnte End-2-End Betrachtung zwischen den Fachbereichen und der IT entscheidend.

Jeder Fach- und Geschäftsbereich eines Unternehmens greift heute auf digitale Anwendungen und Daten zurück oder besitzt sogar direkte Abhängigkeiten zu diesen Anwendungen beziehungsweise Daten – wie man so schön sagt: Daten sind das neue Gold.

Ich stelle immer die Frage, welchen Mehrwert bringt ein vollautomatisierter Business-Prozess, der in Korrelation zu ein oder mehreren Anwendungen des Unternehmens steht, wenn diese Anwendungen auf einmal ausfallen oder nicht mehr die Daten liefern können, die das Business braucht?

Wenn diese Anwendungen dann auch noch länger nicht bereitstehen, da man sich mit manuellem Aufwand auf Fehlersuche begibt oder manuell etwas in der Kern-Architektur anpassen muss, um das Problem zu beheben, dann können auch automatisierte Prozesse in der Produktion nicht mehr laufen. Dies kann einen enormen Schaden für den Fachbereich mit sich bringen – auch bereits bei wenigen Minuten des Ausfalls!

Andersrum lässt sich diese Frage auch stellen, welchen Mehrwerte als Unternehmen habe ich, wenn ich einen vollautomatisierten IT-Bereich habe, binnen Sekunden Fehler beheben und IT-Ressourcen bereitstellen kann, wenn ich manuelle und schlecht aufgesetzte Business Prozesse besitze?

Was ich damit sagen möchte – Unternehmen, die dies verinnerlichen und die unterschiedlichen Bereiche vom Business bis zur IT zusammenagieren lassen, werden bei weitem erfolgreicher sein als diejenigen, die weiterhin eine harte Trennung vornehmen. Was ist hierbei wichtig? Die Grenzen zwischen den Bereichen verschwimmen stetig und dies gilt es konzeptionell und technologisch aufzufangen.

Lenze

Frank Maier ist CTO bei Lenze SE.
Frank Maier ist CTO bei Lenze SE.
(Bild: Lenze)

Der Begriff ‚Automatisierung‘ kommt aus dem altgriechischen ‚αὐτόματος, automatos‘ und das bedeutet ‚sich selbst bewegend‘. Das Deutsche Institut für Normung definiert in der DIN V 19233 Automatisierung als ‚Das Ausrüsten einer Einrichtung, sodass sie ganz oder teilweise ohne Mitwirkung des Menschen bestimmungsgemäß arbeitet.‘ Übersetzt heißt das: Automatisierung beinhaltet eine Bewegungsfunktion und eine Intelligenzfunktion, die in der Kombination Handlungen des Menschen ersetzen. Technisch ausgedrückt ist das ein Antrieb und eine Steuerung mit der zugehörigen Software. Bis hierhin ist dieser Begriff in seiner Bewertung neutral, es steckt nicht darin, ob die Mitwirkung des Menschen gleichwertig, besser oder schlechter ersetzt wird.

Das ändert sich mit dem Begriff „Industrie“, der auf das lateinische ‚industrius‘ zurückgeht, was ‚fleißig, regsam, beharrlich‘ bedeutet. Industrielle Automatisierung beinhaltet also ein Leistungsmerkmal in Bezug auf Menge (fleißig) und Wiederholbarkeit (beharrlich).

Die Etymologie beschreibt also aus meiner Sicht das Wesen der industriellen Automatisierung sehr schön. Industrielle Automatisierung hat den Anspruch, die Leistungsfähigkeit des Menschen, also die ‚Manufaktur‘ (wieder aus dem lateinischen von manu facere = von Hand zu tun), zu übertreffen – mehr Stück pro Zeit, höhere Präzision. Sie tut dies eingebettet in eine Maschine (altgriechisch ‚μηχανή, mēchanḗ‘, das Werkzeug, die Vorrichtung, kann interessanterweise aber auch Kunstgriff oder List bedeuten).

Das ist natürlich ein Kontinuum. Wir arbeiten seit Jahrzehnten konsequent und erfolgreich daran, den Abstand der Leistungsfähigkeit zwischen automatisierten (maschinellen) und manuellen (menschlichen) Lösungen zu vergrößern.

Leuze

Dr. Henning Grönzin, CTO und technischer Geschäftsführer der Leuze-Electronic Gruppe
Dr. Henning Grönzin, CTO und technischer Geschäftsführer der Leuze-Electronic Gruppe
(Bild: Leuze)

Wie das Wort schon sagt, ist Kern der industriellen Automatisierung, dass Abläufe automatisch – also ohne menschliches Zutun, ablaufen. Die Herausforderung dabei ist die Zuverlässigkeit. Das heißt, etwas so zu automatisieren, dass bei jedem kleinen Problem der Mensch nachhelfen muss – das ist nicht im Sinne einer wirklichen Automatisierung. Erst wenn die Automatisierung sicher im Sinne der Anlagensicherheit und zuverlässig im Sinne einer durchgehenden Verfügbarkeit arbeitet, kann man von einer wirklichen industriellen Automatisierung sprechen.

In diesem Punkt unterscheiden sich beispielsweise Assistenzsysteme im Automobilbereich von den selbstfahrenden Transportsystemen in der industriellen Automation. Bei Ersteren fordern die Systeme immer wieder die Mithilfe des Fahrers an. Letztere laufen rund um die Uhr, 365 Tage im Jahr ohne menschlichen Eingriff – von Wartungsintervallen abgesehen. Demzufolge müssen wir unsere Sensoren so entwickeln, dass sie diesen harten Anforderungen genügen.

Mitsubishi Electric

Jan-Philipp Liersch ist Marketing Manager bei Mitsubishi Electric.
Jan-Philipp Liersch ist Marketing Manager bei Mitsubishi Electric.
(Bild: Mitsubishi Electric)

Unser Ziel ist, die Automatisierung für jeden zugänglich zu machen. Es soll gerade nicht komplex erscheinen und möglichst greifbar sein. Somit ist eine Herausforderung, dass sich die Automatisierungslösung als übersichtlich und gar selbstlernend an neue Rahmenparameter anpassen kann.

Dazu haben wir mit Maisart, der konzerneigenen KI-Technologie, einen weiteren Schritt unternommen, um künstliche Intelligenz bereits in unsere Produkte zu implementieren. Das ermöglicht und erleichtert die Umsetzung und Optimierung von Automatisierungsanforderungen. Durch die Integration von KI in unsere Produkte erhalten wir somit eine Skalierbarkeit zur Digitalisierung von kleinen Roboter-Anwendungen bis hin zu verteilten Produktionsanlagen.

Omron

Sven Kollbach ist Product Specialist Motion & Drives bei der Omron Electronics GmbH.
Sven Kollbach ist Product Specialist Motion & Drives bei der Omron Electronics GmbH.
(Bild: Omron)

Dazu passt ein Zitat von Kazuma Tateisi, dem Unternehmensgründer von Omron: „Der Maschine gib die Arbeit einer Maschine, dem Menschen die Freude kreativen Schaffens.“ Es geht also nicht darum, den Menschen durch die Maschine zu ersetzen. Wir wollen dazu beitragen das Leben von Menschen zu verbessern und einen positiven Beitrag zur Gesellschaft zu leisten. Arbeiter werden von repetitiven und anstrengenden Tätigkeiten entlastet und die wertvolle Ressource Mensch wird so für andere Aufgaben frei.

Mit unserem Konzept i-Automation verbinden wir Technologie mit diesen sozialen Bedürfnissen. Drei Kernprinzipien helfen unseren Kunden dabei, ihre Fertigung zu digitalisieren und neu zu organisieren, damit sie erfolgreich auf den Markt reagieren.

Intelligente Lösungen ermöglichen es mittels Datenerfassung in Echtzeit, Fehler und Verluste einfacher zu identifizieren. Integrierte Lösungen sorgen für eine höhere Stabilität, Verfügbarkeit und Leistung in Kombination mit mehr Flexibilität, sodass die Losgröße 1 effizient erreicht werden kann. Und Interaktive Lösungen helfen dabei, Umgebungen zu kreieren, in denen Menschen, Maschinen und Roboter harmonisch und sicher zusammenarbeiten können. Die Kombination dieser drei Prinzipien ermöglicht es uns, gemeinsam mit unseren Kunden, innovative Lösungen zu entwickeln.

SEW-Eurodrive

Hans-Joachim Müller ist Marktmanager bei SEW-Eurodrive.
Hans-Joachim Müller ist Marktmanager bei SEW-Eurodrive.
(Bild: SEW-Eurodrive)

Industrielle Automatisierung und Steuerungstechnik verändert kontinuierlich die Herstellung von Produkten. Was gestern vielleicht durch eine Mechanik gelöst wurde, kann heute über Steuerungen und Feldbusverbindungen schneller, effizienter und wesentlich flexibler realisiert werden. Durch die Automatisierung und digitale Verknüpfung von Prozessen lassen sich Arbeitsabläufe mit hoher Effizienz und höherer Genauigkeit erledigen. Damit einher gehen eine verbesserte Qualität und Haltbarkeit der Produkte. So lassen sich Themen wie Losgröße 1 oder die Individualisierung von Produkten überhaupt erst angehen.

Darüber hinaus gibt es viele weitere Zukunftsthemen, die mit der Automatisierung unmittelbar verbunden sind und an denen wir arbeiten. Dazu gehören die Kollaboration zwischen Maschinen oder Mensch und Maschine, die Energieeinsparung durch vernetzte Anlagen oder die Anbindung an Cloud-Netzwerke zur Überwachung oder gar Steuerung von ganzen Fabrikanlagen.

TE Connectivity

Daniel Walldorf ist Senior Strategy and Business Development Manager bei TE Connectivity. Als Teil der Business Unit Industrial ist Daniel verantwortlich für die strategische Geschäftsfeldentwicklung der Applikationsbereiche Halbleitermaschinen, Lagerautomation und Sensorik.
Daniel Walldorf ist Senior Strategy and Business Development Manager bei TE Connectivity. Als Teil der Business Unit Industrial ist Daniel verantwortlich für die strategische Geschäftsfeldentwicklung der Applikationsbereiche Halbleitermaschinen, Lagerautomation und Sensorik.
(Bild: TE Connectivity)

Das Rückgrat der Automatisierungstechnik sind zum einen die Steuerungselektronik und -software, die Sensoren, die Aktuatoren sowie die Infrastrukturkomponenten zur Verteilung von Energie und Daten. Diese ermöglichen es, Prozesse automatisiert zu steuern und dadurch Produktivität, Qualität und Sicherheit zur verbessern. In den letzten Jahrzehnten haben sich die Steuerungen, Sensoren und Aktuatoren natürlich stark weiterentwickelt.

Wo man früher ein zentrale, einfache Ablaufsteuerung hatte, sind heute alle Komponenten leistungsfähige kleine Computer geworden. Software ermöglicht flexible Parametrierung. Steuerungs- und Regelungsalgorithmen werden komplexer und zum Teil dezentral direkt auf einem Sensor oder Aktuator aufgewertet. Als logische Konsequenz haben sich die Datennetzwerke und damit auch unsere Komponenten in der Konnektivität stark verändert.

Trumpf

Patrick Bauer ist Mitarbeiter in der Geschäftsentwicklung von Smart Factory Lösungen bei Trumpf.
Patrick Bauer ist Mitarbeiter in der Geschäftsentwicklung von Smart Factory Lösungen bei Trumpf.
(Bild: Trumpf)

Viele Menschen denken beim Thema Automatisierung an eine vollautomatische Smart Factory ganz ohne Mitarbeiter. Dabei ist es gar nicht unsere Absicht, Menschen aus den Fertigungshallen zu verbannen. Im Gegenteil – bei vielen Tätigkeiten sind die Menschen den Maschinen überlegen. Deshalb geht es uns vielmehr darum, einfache Tätigkeiten zu automatisieren und die Mitarbeiter dort einzusetzen, wo Wertschöpfung entsteht.

Auf fachlicher Ebene unterscheiden wir bei Trumpf zwischen der Automatisierung des Material- und der Digitalisierung des Informationsflusses. Beide Bereiche sind wichtig, um die Produktivität zu steigern und die Kosten zu senken. Bei vielen Anwendern steht der Materialfluss im Vordergrund, da man hier schneller Erfolge erzielt, etwa durch bessere Auslastung der Maschinen, sprich geringere Bauteilkosten.

T-Systems

Andreas Wentz ist fachlich und technisch verantwortlich für Software-Robotik in der T-Systems. Andreas Wentz ist auch Telekom Botschafter.
Andreas Wentz ist fachlich und technisch verantwortlich für Software-Robotik in der T-Systems. Andreas Wentz ist auch Telekom Botschafter.
(Bild: Telekom)

Ich verstehe unter industrieller Automatisierung die strategische, professionelle Planung, Organisation und Umsetzung der Automation im großen Stil, beispielsweise die Automation von Ende-zu-Ende-Prozessen mit ihren Kommunikationskanälen oder der umfassenden Unterstützung ganzer Organisationseinheiten wie zum Beispiel der First-Level-Support. Vor allem die Langfristigkeit und Skalierbarkeit, sowohl technisch als auch organisatorisch, spielen hierbei eine große Rolle; beispielsweise die Berücksichtigung von Low Code-Optionen für ‚Citizen Developer‘ oder Hard Code-Optionen für IT und Expertenteams.

Der Kern der Automation ist, dass sie uns Menschen dabei unterstützt, Arbeit und Informationen zu bewältigen, die jenseits unserer oft organisatorisch eingeschränkten Möglichkeiten liegen. Organisatorisch von großer Bedeutung sind das ‚Automation Mindset‘ aller Beteiligten sowie Automatisierbarkeit und Automatisierung als ständige Begleiter im Lebenszyklus – also bei Planung und Anforderungsdefinition, Budgetierung, Konzeption, Implementierung, Betrieb und kontinuierlicher Verbesserung.

Keba

Christian Gabriel ist Vice President Automation bei Keba.
Christian Gabriel ist Vice President Automation bei Keba.
(Bild: Keba)

Industrielle Automatisierung ist das Herzstück einer jeden Maschine in jeder industriellen Fertigung – das Vehikel, das die Maschinen zuverlässig 24/7 365 Tage produzieren lässt. Jedoch muss hinzugefügt, werden dass sich die Anforderungen aus der Vergangenheit wesentlich geändert haben. Neue Technologien aus dem Bereich IT geben den Automatisierern mehr Flexibilität welche dann 1:1 an den Maschinen oder Anlagenbauer weitergegeben werden kann, zum Beispiel: continouos integration und continouos deployment, also Steigerung der Geschwindigkeit bei der Software-Auslieferung.

Durch diese Möglichkeit können jetzt neue Modelle gedacht werden, Basis dazu sind die notwendigen Daten, die von den Sensoren oder von den einzelnen Komponenten in der Maschine ausgelesen werden können. Nach Vorverarbeitung und Bewertung können Rückschlüsse sowie Optimierung der Zuverlässigkeit gemacht werden.

Pepperl+Fuchs

Dr. Gunther Kegel ist CEO der Pepperl+Fuchs SE.
Dr. Gunther Kegel ist CEO der Pepperl+Fuchs SE.
(Bild: Pepperl+Fuchs)

Automatisierung war zunächst der mechanisierte Ablauf von Prozessen, die bisher nur manuell erfolgen konnte und ihre Anfänge reichen bis in das 19. Jahrhundert und in die industrielle Revolution zurück. Es ging also in erster Linie um die Erhöhung der Produktion durch den Ersatz des Menschen durch Maschinen im Produktionsablauf. Der erste automatische Webstuhl ist ein Beispiel dieser frühen Epoche. Durch die Entdeckung der Elektrotechnik und der zweiten industriellen Revolution bekam die Automatisierung weitere Aufgaben zugeordnet. Sicherheit und Ressourcenoptimierung wurden ebenfalls Aufgabe der Automation. Nach der dritten industriellen Revolution, der Erfindung der Halbleiter, wurden weitere Aspekte zum Beispiel Miniaturisierung, Umweltschutz in das Aufgabenspektrum der Automatisierung eingefügt. Ein modernes Smartphone lässt sich nicht mehr manuell – unabhängig von den Kosten – herstellen. Die Miniaturisierung erfordert Herstellungsautomaten, die weit über die Fähigkeiten des Menschen hinausgehen.

Heute wird die Automatisierung durch einen weiteren technologischen Megatrend beschleunigt: die Digitalisierung. Mit den modernen Internet-Technologien wird die Automatisierung weitere wichtige Aufgaben übernehmen.

Die Menschheitsaufgabe Klimaschutz/Dekarbonisierung wird ohne Automatisierung nicht gelingen. Erst die Automatisierung macht die Anlagen zur Gewinnung erneuerbarer Energien wirklich effizient. Ohne Automatisierung wird es keinen grünen Wasserstoff oder synthetische Treibstoffe geben.

Die wichtigste Aufgabe der Automatisierung innerhalb der Energiewende ist allerdings die massive Steigerung der Energieeffizienz. Heute gehen 70 Prozent der Energien bei ihrer Erzeugung, Verteilung und Nutzung verloren. Durch Automatisierung können diese Effizienzverluste zu einem erheblichen Teil verhindert werden. Wir werden durch automatisierte Energieeffizienz mehr Energie einsparen, als wir umgekehrt als erneuerbare Energie überhaupt herstellen müssen.

Phoenix Contact

Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Koch, Executive Vice President Industry Management and Automation, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont
Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Koch, Executive Vice President Industry Management and Automation, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont
(Bild: Phoenix Contact)

Heute liegt der Kern der Automatisierung im hierarchieunabhängigen Austausch von Daten, deren Verarbeitung die Grundlage für ein optimales Systemverhalten bildet. Die Zeit der klassischen Informationspyramide ist endgültig vorbei. Ein Sensor kommuniziert nicht nur mit der Steuerung, sondern sendet darüber hinaus nützliche Informationen parallel an andere Empfänger, beispielsweise eine Cloudplattform. Letztere wertet die Daten aus und kann somit wieder über die Steuerung Einfluss auf den Prozess nehmen.

Diese Vielzahl an Kommunikationsbeziehungen macht die aktuelle Automation aus, die nicht wie früher starr programmiert ist, sondern sich selbstlernend und effizient an sich verändernde Bedingungen anpasst.

Pilz

Martin Frey ist Product Requirement Manager bei der Pilz GmbH & Co. KG.
Martin Frey ist Product Requirement Manager bei der Pilz GmbH & Co. KG.
(Bild: Pilz)

Die Automatisierung ersetzt bekanntlich die menschliche Hand, die meist eine einfache und wiederholbare oder auch schwere Tätigkeit ausführt. Die Hand wird sozusagen frei für Bedienung, Wartung und Reparatur dieser Automaten. Diese Mensch Maschine Schnittstelle ist heute immer noch notwendig, auch wenn Maschinen meist automatisch funktionieren.

Den Menschen vor der Maschine zu schützen oder auch die Maschine vor Fehlbedienung, Manipulation, den Betreiber vor rechtlichen Folgen zu bewahren ist eine Querschnittsaufgabe. In Produktionen gibt es meist unterschiedliche Maschinenarten von diversen Herstellern aus einigen Jahrzehnten was das Baujahr betrifft. Diese komplexe Ausgangssituation bedarf einfacher, nachrüstbarer Komponenten, die auch bestehende, vielfältige Automatisierungstechnik zum System im Sinne der Anforderungen der Safety, Security und Compliance erweitert.

Schneider Electric

Michael Krausnick ist Sales Director Endusers & System Integrators bei Schneider Electric.
Michael Krausnick ist Sales Director Endusers & System Integrators bei Schneider Electric.
(Bild: Schneider Electric)

Ich persönlich war schon immer von den erstaunlichen Möglichkeiten der Automatisierungstechnik fasziniert. Wer kennt das nicht. Maschinen und Roboter, die mit höchster Fingerfertigkeit filigranste Bewegungsabläufe ausführen, besitzen nicht nur in Kinderaugen eine ganz eigene Anziehungskraft. Und möglicherweise sind wir damit auch schon bei einer ersten Definition von Automatisierung angelangt: Es geht um einen bemerkenswerten Vorgang, bei dem viele einzelne technische Komponenten und deren charakteristische Funktionen so aufeinander abgestimmt werden, dass ein vom Menschen weitestgehend autonomes System entsteht, das eigenständig dazu in der Lage ist, ein bestimmtes Endergebnis zu produzieren – egal, ob es sich bei diesem Ergebnis um die automatisierte Temperaturregelung in einem Gebäude oder um die automatisierte Anfertigung eines Sicherheitsrelais handelt.

Gleichzeitig bezieht sich der Begriff Automatisierung aber auch auf die Tätigkeit des Automatisierens. Und hier wird es interessant. Denn wenn wir über den Kern der Automatisierung sprechen, dann reicht es nicht aus, zu beschreiben, was Automatisierung eigentlich ist (autonome Prozesse), sondern es geht auch darum, zu fragen: Wie werden die einzelnen technischen Komponenten orchestriert?

Hierbei geht es also weniger um innovative Technologien wie Digital Twin oder KI an sich, sondern vielmehr um die Art und Weise, wie sich das Beste aus diesen Technologien herausholen lässt. Also um die Bedingungen für deren optimale Nutzung.

Eine Frage, mit der wir uns bei Schneider Electric sehr intensiv beschäftigen. Beim Vergleich der beiden IEC Normen 61131 und IEC 61499 kommt man etwa schnell zu dem Schluss, dass es die eine Automatisierung eigentlich nicht gibt. Zu unterschiedlich sind die beiden darin definierten Herangehensweisen etwa hinsichtlich der Verteilung von Intelligenz, der Portierbarkeit von Softwareobjekten oder des Engineering-Prozesses.

Sick

Markus Scaglioso ist Senior Vice President Global Industry Center Factory Automation bei der Sick AG.
Markus Scaglioso ist Senior Vice President Global Industry Center Factory Automation bei der Sick AG.
(Bild: Sick AG)

Unser Umfeld entwickelt sich zunehmend dynamisch. Die Globalisierung, Digitale Transformation, der demographische Wandel und eine spürbare Verknappung von Ressourcen steigern den Druck auf (industrielle) Unternehmen. Um produktiv zu bleiben und weiter am Markt bestehen zu können, müssen Betriebe ihre Produktionsprozesse flexibel und effizient gestalten.

Vor allem bei sich wiederholenden, ermüdenden Aufgaben oder potenziell gefährlichen Konstellationen (Safety) reduzieren (industrielle) Automatisierungslösungen die Notwendigkeit von menschlichem Eingreifen in den Betrieb von Anlagen. Die Mitarbeitenden können ihre freigewordenen Kompetenzen für komplexere Aufgaben nutzen, die direkt Mehrwert generieren und nicht von Technologien, Maschinen etc. übernommen werden können.

Turck

Dirk Wunder ist Leiter Corporate Marketing bei Turck.
Dirk Wunder ist Leiter Corporate Marketing bei Turck.
(Bild: Turck)

Automatisierung ermöglicht es, Maschinen und Anlagen, aber auch Logistikprozesse schneller, effizienter und auch nachhaltiger, also ressourcenschonender, zu machen. Verschiedenste Technologien eröffnen immer mehr Möglichkeiten zur Optimierung und Individualisierung. Eine zukunftsweisende Veränderung zum Beispiel ist das Zusammenwachsen der OT (Operational Technologie) und der IT (Information Technologie). Automatisierung kommt in derartig vielen Bereichen zum Einsatz, dass durch diese Zulieferrolle zwar Schwankungen entstehen, aber eine echte Krise in der Automatisierung nicht vorliegt. So wird beispielsweise gerade jetzt in einigen Branchen immer mehr automatisiert, wie etwa in den Bereichen Pharma, Biotech oder Logistik.

Weidmüller

Dr. Thomas Bürger ist Leiter der Division Automation Products & Solutions (APS) des Elektrotechnikunternehmens Weidmüller sowie Geschäftsführung der Weidmüller GTI Software.
Dr. Thomas Bürger ist Leiter der Division Automation Products & Solutions (APS) des Elektrotechnikunternehmens Weidmüller sowie Geschäftsführung der Weidmüller GTI Software.
(Bild: Weidmüller)

Dr. Thomas Bürger, Leitung der Division Automation Products & Solutions (APS) bei Weidmüller und Geschäftsführung der Weidmüller GTI Software

Was wir mit Einzug des Industrial IoT in die Automatisierung erleben, ist die konsequente Nutzung von neuen Technologien für eine bessere und effizientere Automatisierungstechnik. Diese Kompetenz, Technologien aus anderen Industrien intelligent in Automatisierungsprodukten und -lösungen so zu nutzen, dass sie für möglichst viele unterschiedliche industrielle Anwendungen (vom Maschinenbau über Prozessindustrie bis hin zu Anwendungen auf Schiffen oder in Infrastrukturprojekten) eingesetzt werden können, ist Grundlage der Automatisierungstechnik. Gute Beispiele aus der Vergangenheit sind hier sicher PC-Technologie oder auch das Ethernet.

Dies muss selbstverständlich kombiniert sein mit einer hohen Lösungskompetenz in der Anwendung. Das heißt, mit einem perfekten Verständnis der Anforderungen bei den Kunden und einer idealen Umsetzung dieser Anforderungen in Automatisierungslösungen. Neu ist sicherlich die Art des Zusammenarbeitens – sowohl bei der Produktentwicklung als auch bei der Erstellung von Automationslösungen. Hier geht, ganz klar, der Trend hin zu mehr Offenheit und mehr partnerschaftlichen Zusammenarbeit in offenen Ökosystemen. Über den gesamten Lebenszyklus von Automatisierungsprodukten, von der Entwicklung bis zur Anwendung, wird zum Beispiel über digitale Plattformen zusammengearbeitet. Zwischen Lieferanten und Kunden aber auch mit weiteren Komponentenlieferanten, Systemintegratoren oder auch Freelancern.

* Karin Pfeiffer, Wirtschafts- und Fachjournalistin, redaktion.kpfeiffer@gmail.com; Ines Stotz, Redakteurin, Vogel Communications Group

(ID:48286130)