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NEUE AUTOMATIONSINDUSTRIE MIT FOKUS AUF DIGITALISIERUNG UND INTELLIGENTE VERNETZUNG
NR 4 | NOVEMBER 2016 NEUE-WIRTSCHAFT.COM
„Deutschland muss jetzt zum Sprung in die GigabitGesellschaft ansetzen, sonst droht der Industriestandort abgehängt zu werden.“ BDI-Präsident Ulrich Grillo sieht dabei vor allem Chancen für mittelständische Unternehmen. Jedes dritte setze bereits auf Digitalisierung. Investitionsbereitschaft sei auf jeden Fall da. Seite 8
„Industrie 4.0: Digitalisierung beginnt im Kopf.“ Lesen Sie das Vorwort mit Rainer Glatz, dem Geschäftsführer der VDMA-Fachverbände Informatik, Software und Elektrische Automation. Seite 2
TREND
Sensorik und Messtechnik boomen
Künftig wird beim Connected Driving als auch beim autonomen Fahren viel mehr Sensorik und Messtechnik benötigt wie bisher.
Seite 9
AKTUELLES
MARTIN HÄGELE
LEITER DER ABTEILUNG ROBOTER- UND ASSISTENZSYSTEME VOM FRAUNHOFER IPA
Messen haben Automatisierung im Fokus
Vernetzung, Digitalisierung und Automationen – das sind die Schlüsselbegriffe für den Erfolg dieses Industriezweiges in Deutschland. Zwei der wichtigsten sind die Hannover Messe im kommenden Jahr und die Nürnberger SPS IPC Drives im Herbst diesen Jahres. Seite 10
„Roboter ziehen immer mehr in unser persönliches Lebensumfeld ein“ Lesen Sie mehr auf Seite 6
Sonderpublikation in Die Welt am 08. November 2016
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VORWORT – NEUE-WIRTSCHAFT.COM
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„Digitalisierungs- und Vernetzungstechnologien sind die Basis für innovative und zukunftsfähige Produkte und Services.“
Rainer Glatz
Geschäftsführer der VDMA-Fachverbände Informatik, Software und Elektrische Automation
INDUSTRIE 4.0: DIGITALISIERUNG BEGINNT IM KOPF
I
ndustrie 4.0, Internet of Things, Smart Factories oder Integrated Industries zielen im Kern auf das Verknüpfen der realen Welt der Produktion mit der virtuellen Welt der IT. Die verschiedenen Begriffe weisen allenfalls darauf hin, aus welcher Sicht die zukünftigen Entwicklungen, Potenziale und Herausforderungen betrachtet werden. Dabei sind die Denk- und Lösungsansätze von Maschinenbauern, Automatisierern und Informatikern oftmals unterschiedlich, auch wenn vermeintlich über ein Thema gesprochen wird. Unbestritten ist, dass neue Digitalisierungs- und Vernetzungstechnologien die Basis für innovative und zukunftsfähige Produkte und Services sind. Das Spektrum an verfügbaren Technologien reicht von intelligenten Sensoren, autonomen Systemen und Cobots bis hin zu Cloud-Computing, Big Data oder Apps. Entscheidend sind hierbei weniger die einzelnen Technologien, sondern vielmehr deren industrielle Adaption und die intelligente Vernetzung. Dass es hierbei bereits viel Dynamik gibt, zeigen die zunehmenden Anwendungsbeispiele aus der Industrie.
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Dieses Bild zeigt auch die im letzten Jahr vom VDMA veröffentlichte Impuls-Studie zur „Industrie 4.0-Readiness“. Demnach ist Industrie 4.0 im deutschen Maschinen- und Anlagenbau angekommen: 60 Prozent der Maschinenbauer beschäftigen sich mit der vernetzten Produktion, davon rund ein Drittel intensiv. Digitalisierungskompetenz ist dabei grundsätzlich ein entscheidendes Kriterium und Schlüsselkompetenzen in der Softwareentwicklung und Datenanalyse sowie in der Zusammenarbeit von Ingenieuren, Informatikern und Facharbeitern sind von entscheidender Bedeutung für den Produkt- und Unternehmenserfolg. Zusammengefasst bedeutet dies, dass nicht nur die Technologien, sondern auch die Köpfe und das Denken von Entwicklern und Nutzern miteinander vernetzt werden müssen. Zukünftig werden Kompetenzen in der interdisziplinären Zusammenarbeit und der interkulturellen Kommunikation, aber auch in der Nutzung agiler Entwicklungsmethoden und einer toleranten Fehlerkultur liegen. Die Aussage „Digitalisierung beginnt im Kopf “ bringt dies auf den Punkt.
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JESSICA EMPFIEHLT! Ich empfehle Ihnen die Titelstory auf Seite 6 und 7 mit Martin Hägele, dem Leiter der Abteilung Roboter- und Assistenzsysteme vom Fraunhofer IPA. Jessica Preine, Project Manager
INHALT 4
Visualisierung von Prozessen
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Karrierechancen durch Digitalisierung
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Titelstory – Martin Hägele
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Daten gleich Gewinn
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Auf 3.0 folgt 4.0
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Sensorik und Messtechnik
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Der Sprung zu 5.0
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Aktuelle Messen
NEUE AUTOMATIONSINDUSTRIE Project Manager: Jessica Preine jessica.preine@europeanmediapartner.com Geschäftsführer: Redaktionsleiter: Layout und Anzeigengestaltung: Lektorat: Distribution: Druck:
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EINBLICK – NEUE-WIRTSCHAFT.COM
VISUALISIERUNG VON PROZESSABLÄUFEN UNTERSTÜTZT AUTOMATISIERUNG Für Unternehmen werden durchgehende Prozesse in Produktionsabläufen immer wichtiger. Sichere und unabhängige Systeme spielen dabei in den automatisierten Abläufen eine große Rolle.
lässt sich die Anwendung sehr gut mit den Fingern bedienen. Intuitive Bedienung steht dabei im Vordergrund: Wie auf einem Mediaplayer, also einem Alltagsgerät, sind alle Bilder, Icons und Screens so reduziert und besitzen einen hohen Wiedererkennungswert. „Mischer starten“ oder „Mischer anhalten“ entsprechen etwa den Buttons,
Ein ganz entscheidendes Momen-
tum hat die Prozessvisualisierung, denn auch automatisierte Abläufe müssen überwacht werden. Diese Visualisierungen müssen an die jeweilige Anlage und die entsprechenden Prozesse angepasst werden. Auch wenn möglicherweise eine klassische Programmierung und die Kenntnisse einer entsprechenden Computersoftware mehr Flexibilität bieten würden, gehen die Anbieter von
„Ein entscheidendes Momentum hat die Prozessvisualisierung, denn auch automatisierte Abläufe müssen überwacht werden.“
„Eine einfache und intuitive Bedienung steht immer im Vordergrund.“ Die Buttons „Mischer starten“ oder „Mischer anhalten“ entsprechen den Icons, die man von „Start“/ „Play“ oder „Pause“ eines Medien-Players oder eines Mobiltelefons kennt.
Steuerungssoftware dazu über, ergonomische Bedienkonzepte zu entwickeln. Am Beispiel der Maschinenfabrik
Gustav Eirich aus dem Baden-Württembergischen Hardheim lässt sich das gut verdeutlichen. Das Familienunternehmen stellt Maschinen, Anlagen für das Mischen, Granulieren/Pelletieren, Trocknen und Feinmahlen her. Die Produkte werden vor allem bei Baustoffen wie Beton, Trockenmörtel, Putze, Baumarktprodukten, Kalksandsteinen und vielen anderen
eingesetzt. Bei den neusten Generationen der Maschinen, die das Unternehmen herstellt, geht es darum, möglichst anwenderfreundlich zu sein. Beim Anlegen neuer Rezeptu-
ren kann beispielsweise ein Produktentwickler durch die entsprechenden Eingabedialoge geführt werden, um Prozessabläufe, Rohstoffmengen und Details für die geplanten Versuche einzugeben. Anschließend ist ein Laborant dann in der Lage, diese Versuche durchzuführen, die automatisch registrierten
Prozesswerte mit Kommentaren zu ergänzen und anschließend alle Daten auf einen USB-Stick oder einen Dateiserver im Firmennetz zur Weiterverarbeitung zu übertragen. Ergonomische Bedienkonzepte
spielen bei den Neuentwicklungen der Maschinen aus dem Unternehmen deshalb eine große und wichtige Rolle. Die Software, die für dieses Bedienkonzept hinterlegt ist, macht eine Multi-Touch-Technologie möglich und mit den großflächigen Screen-Elementen
die man von „Start“/ „Play“ oder „Pause“ eines Medien-Players oder eines Mobiltelefons kennt. Ähnlich einfach ist die Farbgebung der dargestellten Icons: Grün steht für „Maschinenteil in Betrieb“ und die Farbe Rot für „Maschinenteil gestört“. Dieses kleine Beispiel zeigt, dass die automatisierte Software den unterschiedlichen Gewohnheiten und Anforderungen der Nutzer entgegenkommen muss, um Projektierungsarbeit schnell und fehlerarm zu machen. Text: Frank Tetzel ANZEIGE
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KARRIERECHANCEN DURCH DIE DIGITALISIERUNG Seit fast 100 Jahren werden unsere Autos und Fahrzeuge am Band gefertigt. Die Erfindung von Henry Ford haben die Deutschen Automobilhersteller nahezu perfektioniert. Sämtliche Wünsche nach Model und Ausstattung werden am Band realisiert und durch Menschen und Roboter gefertigt. Doch das Model der Bandfertigung findet in der neuen Industriewelt 4.0 keinen Platz mehr. Aus den neuen Chancen ergeben
sich ganz neue Möglichkeiten für die Arbeitsplätze der Zukunft. Experten schätzen, dass in der industriellen Fertigung bis zu 40 Prozent aller herkömmlichen Stellen wegfallen könnten. Dafür entstehen ganz neue Arbeitszweige und Jobs. 390.000 Arbeitsplätze könnten
zusätzlich in der deutschen Industrie entstehen, schätzt die Boston Consulting Group (BCG) in einer Studie aus dem
Foto: industrieblick - Fotolia
Jeder benutzt das Zauberwort „Industrie 4.0“, doch nur wenige machen sich wirklich Gedanken, was das für unsere Zukunft bedeutet. Es gibt eigentlich kaum Konzepte mit welchem Know-how die Arbeitnehmer in Zukunft ausgestattet sein sollten.
Der digitale Wandel wird die
Aufgabenbereiche von Menschen besonders in der Automobilindustrie ersetzen und verändern. Die Fahrzeuge werden an Stationen zusammengebaut, Roboter und Menschen fertigen gemeinsam, Teile und Zubehör werden durch Automated Guided Vehicles (AGV) angeliefert, das traditionelle Fließband wird es in der Autofabrik der Zukunft nicht mehr geben. Just in Time und Just in Location bestimmen dann die Produktion. Hier liegen die Chancen und
Experten schätzen, dass in der industriellen Fertigung bis zu 40 Prozent aller herkömmlichen Stellen wegfallen könnten. Dafür entstehen ganz neue Arbeitszweige und Jobs.
Jahr 2015. „Die menschenleere Fabrik wird es nicht geben”, sagt Studienautor Michael Rüßmann. „Es wird erstens weiter auch Arbeiter geben, die gemeinsam mit Robotern arbeiten. Zweitens werden Arbeitsplätze in der Fertigung IT-lastiger, das heißt, es entstehen andere Arten von Arbeitsplätzen.“ Besonders im Maschinenbau und der Automobilindustrie werden sich die Anforderungen an das Fachpersonal in Zukunft stark verändern. Den Grundstock dafür müssen die Ausbildungen
und Studiengänge an den Universitäten schaffen. Doch auch auf Seiten der Unternehmen ist ein Umdenken erforderlich. So fordert Dr. Thomas Siems, Leiter Sector Automotive der DMR, gemischte Teams aus IT und Arbeitern in den Unternehmen: „Es muss eine richtige Mischung sein, Fehler dürfen gemacht werden, es darf probiert werden und der Konzern muss seine Strategie vorgeben.“ Ein Innovationsmanagement mit
Freiräumen soll die Teams steuern. „Wir machen nicht das,
was wir schon immer gemacht haben, komplett neu, sondern anders und besser“ so der Experte Dr. Thomas Siems vom Detecom Management Report. Die Chancen für neue Kräfte
sind sehr gut. „Sie müssen sich spezialisieren und weiterbilden, egal in welchem Industriezweig sie arbeiten. Treiben sie aktiv die Digitalisierung in ihrem Bereich voran, sammeln sie wertvolles Wissen, kannibalisieren sie ihren Arbeitsplatz“, fordert Jens-Uwe Meyer in seinem Buch „Digitale Disruption“.
Möglichkeiten für die Firmen und Gewerkschaften, ganz neue Arten von Arbeiten und Jobs zu kreieren und zu entwickeln. Die Generation Tablet und Smartphone wird die Zukunft bestimmen. Jetzt müssen dazu die entsprechenden Ausbildungen und Studienzweige geschaffen werden. Text: Jörg Wernien
FAKTEN Die Welt wird sich verändern – mehr denn je. Die Digitalisierung unserer Industriebranchen wird Opfer fordern, aber auch sehr viele neue Lösungen und Möglichkeiten schaffen. Schon jetzt müssen dafür die Weichen gestellt werden. Deutschland hat in den Bereichen der Automobilindustrie weltweit eine führende Position. Sie sollte nicht verspielt werden. ANZEIGE
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TITELSTORY – NEUE-WIRTSCHAFT.COM
Foto: Fraunhofer IPA
DIE SERVICEROBOTIK IST EIN WACHSTUMSMARKT Foto: Fraunhofer IPA
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FARO Industrie 4.0 Intelligente Mess- und Auswertungssysteme sind ein wichtiger Schlüssel, um auf globale Megatrends wie Ressourceneffizienz, die Beherrschung neuer Prozesstechnologien, Flexibilisierung und Transparenz in der Produktionsindustrie reagieren zu können und damit auch künftig am Markt erfolgreich und wettbewerbsfähig zu sein. Bei der damit einhergehenden, voranschreitenden Digitalisierung und Vernetzung von Produktionsprozessen spielen gerade optische Verfahren und Komponenten eine große Rolle, denn sie liefern in kurzer Zeit und während des Bearbeitungsprozesses umfangreiche Informationen etwa über die Produktqualität. Mit der zunehmenden Automatisierung kann die Messtechnik immer stärker in den Produktionsablauf integriert werden. Durchgängige Messprozesse erhöhen die Transparenz in der Produktion, benötigen aber geeignete Software-Lösungen und kompatible Schnittstellen, die eine verlässliche Kommunikation zwischen den Systemen möglich macht. Eine intelligente Messtechnik, die sich einfach in die bestehende IT-Struktur implementieren lässt, kann ein wichtiger Wegbereiter in Richtung Industrie 4.0 sein. Optische Systeme punkten mit der geforderten Schnelligkeit und Präzision: Sie können mit durchdachten Schnittstellen quasi im „plug and play“-
Verfahren sowohl messen als auch die Daten für die Weiterverarbeitung aufbereitet zur Verfügung stellen. FARO verfügt über hochpräzise Instrumente sowohl für die taktile als auch optische Erfassung von Objekten – sei es mittels optischen Bildgebungsverfahren, taktilen Messarmen oder Laserscantechnologie. Dazu stehen vielfältige Software-Lösungen bereit, die sowohl eine Kommunikation sämtlicher Messsysteme untereinander ermöglichen als auch die Schnittstellen zu allen gängigen Softwareanwendungen bereitstellen. Messdaten werden schnell erfasst – bei Bedarf auch multisensorisch – und für die weitere Nutzung optimal aufbereitet. Damit entfallen komplexe Programmieraufgaben und Kosten für die Systemintegration. Diese Kompetenzbausteine nutzt FARO, um individualisierte und direkt auf die Anforderungen seiner Kunden ausgerichtete Lösungen zu entwickeln – von einzelnen Bausteinen bis hin zu Komplettlösungen. Der neu eingerichtete Geschäftsbereich 3D Solutions & Services ist darauf spezialisiert, gemeinsam mit den Kunden frei konfigurierbare, schnelle und kosteneffiziente Mess- und Automatisierungslösungen zu finden, die Unternehmen auf ihrem Weg
zu Industrie 4.0 unterstützen. Die systematische Weiterentwicklung von Anwendungslösungen sowie die interdisziplinäre Zusammenarbeit in einem Netzwerk aus Forschungseinrichtungen und Wirtschaft sorgen für intelligente und praxistaugliche Innovationen. „In der Qualitätssicherung gehört Messen zum Standard – für den Automatisierungsprozess ist es ein wichtiger Baustein“ erläutert Markus Grau, Director of Product Management 3D Solutions & Services. „Erst die intelligente Messtechnik macht einen reibungslosen Ablauf in der vollautomatisierten Prozesskette möglich. Der Schlüssel zum Erfolg liegt in der Kommunikation und Interaktion zwischen den Systemen“ so Grau. „Und auf diese Anforderungen haben wir die richtigen Antworten parat.“ www.faro.com
Der FARO Robo Imager zeigt ganz exemplarisch, welche Möglichkeiten etwa die Kombination von optischen Messsystemen und einem kollaborativen Roboterarm bieten.
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Über das Benehmen des weißen Kerls lässt sich nicht klagen: Er benimmt sich so, wie man es von einem Diener erwartet, stets dezent im Hintergrund, wenn er nicht gebraucht wird, und allzeit guter Dinge. Dabei wiederholt er sogar die Kommandos, die man ihm gibt. Der wohlerzogene Helfer heißt CareO-Bot, ist ein Serviceroboter und steht für die Vision eines Gentlemans, der künftig auch Alltagsaufgaben ausführen kann.
tik oder Medizinroboter in Chirurgie und Rehabilitation. Private Anwender nutzen die viel verbreiteten Rasenmäh- oder Staubsaugroboter, aber auch neue Entwicklungen für Unterhaltung oder Spiel. Während Serviceroboter für das gewerbliche Umfeld von eingewiesenem Personal bedient werden, adressieren Serviceroboter für die private Nutzung Anwender ohne Fachwissen, die diese Geräte intuitiv bedienen sollen.
„Serviceroboter sind keine Zukunftsmusik mehr, ganz im Gegenteil: In einigen Fluren von Krankenhäusern sind bereits zahlreiche Robokuriere unterwegs und liefern beispielsweise Krankenhausessen aus“, erläutert Robotik-Experte Martin Hägele vom Fraunhofer IPA. Die Servicerobotik hat für den Leiter der Abteilung Roboter- und Assistenzsysteme eine vielversprechende Zukunft: „Das liegt daran, dass sie unter anderem durch Fortschritte bei Rechnern und Sensoren mit dem Menschen immer besser kommunizieren und mit unbekannten Situationen klarkommen.“
Servicerobotik ist seit Jahren ein weltweit
Neben der aktuell steigenden Nachfrage nach Industrierobotern sieht Hägele ebenfalls einen Zuwachs bei Automatisierungslösungen in neuen Märkten wie der Landwirtschaft, der Logistik oder Gebäudereinigung. Die hier eingesetzten Serviceroboter verbessern die Wirtschaftlichkeit und die Arbeitsqualität, so Hägele und fährt fort: „Roboter ziehen aber auch immer mehr in unser persönliches Lebensumfeld ein.“ Serviceroboter werden dabei nach gewerbli-
chem oder privatem Gebrauch unterschieden. Zu ersteren zählen unter anderem Landwirtschafts- oder Reinigungsroboter, fahrerlose Transportsysteme in der Logis-
beachtlich wachsender Markt, der aktuell auch von einer ausgeprägten Startup-Kultur profitiert. „Wir haben ständig die aktuellen Entwicklungen, Technologien, Marktrends und Anbieter im Blick“, bemerkt Hägele. Das Wissen des Fraunhofer IPA fließt auch in die Zusammenarbeit mit der International Federation of Robotics (IFR), dem Verband der Roboterhersteller, ein, der jedes Jahr Marktanalysen publiziert und Roboterunternehmen weltweit zu Produkten, Umsatzzahlen und Prognosen befragt. Demnach stellen inzwischen über 620 Unternehmen unterschiedlichste Serviceroboter her, 28 Prozent davon gelten als Startups. Erst kürzlich sind die neuesten Zahlen für das Jahr 2015 erschienen, die den seit Jahren positiven Trend sowohl hinsichtlich verkaufter Einheiten als auch der Umsatzzahlen weiter bestätigen.
aber komplexe Funktionen, wie die sichere Bewegung in Alltagsumgebungen oder das Erkennen, Greifen und Handhaben von Gegenständen.“ Software ist der Schlüssel für die Robo-
tik. „Die Herausforderung ist, zahlreiche Komponenten zu einem unter allen Situationen verlässlich funktionierenden Ganzen zu integrieren. Außerdem werden Roboter zunehmend Funktionen nutzen, die wir der künstlichen Intelligenz zuschreiben. So werden sie besser die Aufgabenausführung planen, Umgebungen und Objekte auch unter schwierigen Lichtverhältnissen wahrnehmen und sogar lernen. Möglich wird dies, indem der Mensch die Maschine instruiert oder sie selbst eigene ‚Erfahrungen‘ auswertet“, so Hägele. Die Entwicklung von Systemen umfasst auch die Gestaltung von Robotern, die neben ihrer Leistung durch einfache Bedienung und ein ansprechendes Äußeres überzeugen müssen. Besonders stolz ist man am Fraunhofer IPA auf den Care-O-bot, die Verkörperung eines Assistenten für die Erledigung von Alltagsaufgaben wie Holund Bringdienste oder einfache Haushaltsaufgaben. Aktuell ist er im Einzelhandel im Einsatz und begrüßt und informiert Kunden als charmanter elektronischer Gentleman.
Text: Frank Tetzel
Hägele geht davon aus, dass sich die Ser-
vicerobotik künftig weiter verbreiten wird: „Zusammen mit der Industrie entwickeln wir Schlüsseltechnologien, die Serviceroboter noch leistungsfähiger machen; weiterhin gestalten wir ganze Systeme und innovative Praxisanwendungen. Bei den Schlüsseltechnologien geht es zum Beispiel um für uns Menschen einfache, für einen Roboter
FACHKONFERENZ: ROBOTER IN DER AUTOMOBILINDUSTRIE Foto: salman2 - Fotolia
„Die Herausforderung ist, zahlreiche Komponenten zu einem unter allen Situationen verlässlich funktionierenden Ganzen zu integrieren.“
FAKTEN Martin Hägele ist Abteilungsleiter für Roboterund Assistenzsysteme am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung, kurz Fraunhofer IPA genannt. Die Abteilung Roboter- und Assistenzsysteme entwickelt Schlüsseltechnologien und setzt diese in innovative Industrieroboter, Serviceroboter und intelligente Maschinen um.
Der Siegeszug der Roboter geht vor allem in der Automobilindustrie unaufhaltsam weiter. Beschleunigt wird diese Entwicklung zusätzlich durch den Megatrend Industrie 4.0. Aus diesem Grund treffen sich am 9. und 10. November 2016 in Ingolstadt zum zweiten Mal über 100 Experten und Entscheider aus der Roboter- und Automobilindustrie, um über aktuelle Trends und Herausforderungen zu sprechen. Unter anderem werden Themen wie Planung von Mensch-Roboter-Kollaborationen (MRK), intelligente Greifsysteme und intuitive Bedientechnik behandelt. Auf der zweitägigen Konferenz sind 20 Fachvorträge enthalten, eine Werksbesichtigung bei Audi, eine Abendveranstaltung und jede Menge Möglichkeiten, sich in entspannter Atmosphäre mit Kolleginnen und Kollegen aus der Fachwelt auszutauschen. Die Fachkonferenz bietet Herstellern, Systemintegratoren und Anwendern von Robotersystemen die ideale Plattform, um sich auf anspruchsvollem Niveau über aktuelle Themen auszutauschen, Netzwerke zu pflegen und über Trends und Perspektiven zu sprechen. ANZEIGE
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FOKUS – NEUE-WIRTSCHAFT.COM
DATEN GLEICH GEWINN „Sie müssen sich öffnen.“ So fasst Dr. Dagmar Dirzus vom Verein Deutscher Ingenieure (VDI) die Anforderungen an mittelständische Unternehmen zusammen, die infolge der Digitalen Transformation auf diese zukommen werden. Die Maschinenbau-Ingenieurin leitet beim VDI die Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) und ist Expertin für Digitale Transformation.
Die sieht sie als Chance für Firmen, neue Einnahmen mit Daten zu generieren, die von vernetzten Maschinen erhoben werden. Sei es in einem Stahlwerk, einem Kühlschrank, einer Bohrmaschine oder einem Auto. Der Wandel sei aber auch eine Gefahr für Unternehmen, die nicht oder zu langsam reagieren. Die Digitale Transformation komme schnell „und sie betrifft jeden, alle Branchen und alle Lebensbereiche. Sie macht nicht an der Tür eines Unternehmens halt.“
Eine Steigerung der Produktivität um bis zu 30 Prozent erwarten Experten durch die Digitalisierung in Fabriken und den Austausch von Daten zwischen Maschinen, Kunden und Zulieferern.
Produktion und Vertrieb sollen durch den steigenden Datenaustausch smarter werden. Diese Entwicklung wird vierte Industrielle Revolution genannt oder kürzer: Industrie 4.0. Sie soll dafür sorgen, dass Produktion und Logistik effizienter und flexibler werden. Die Einführung der Dampfmaschine,
rückblickend der Start der Industriellen Revolution, gilt heute als Industrie 1.0. Industrie 2.0 steht für die Einführung des Fließbandes. Industrie 3.0 für die Programmierung von Maschinen. Allein Europa könnte sie durch datengesteuerte Produktion und Logistik bis 2025 1,25 Billionen Euro zusätzliche industrielle Wertschöpfung erzielen, prognostiziert der Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI). Eine erfolgreiche Digita-
lisierung werde einen Wachstums- und Modernisierungsschub für die deutsche Wirtschaft auslösen. BDI-Präsident Ulrich Grillo sieht dabei vor allem Chancen für mittelständische Firmen. Jedes dritte Unternehmen setze bereits auf Digitalisierung. Investitionsbereitschaft sei da.
Wer jetzt nicht umschalte, laufe Gefahr, in Zukunft nur noch eine verlängerte Werkbank zu sein. Und Dirzus weiter: „Selbst wenn sie der King in ihrer Branche sind, zum Beispiel den besten Kunststoff von allen für die verschiedenen Märkte herstellen, droht Gefahr, wenn sich Plattformen entwickeln, auf denen andere Anbieter ihr Wissen teilen.“ Unternehmen müssen näher an die Endkunden ran. Bisher gab es meist Groß- und Zwischenhändler, die Teile des Gewinns machten und Kontakt zum Endkunden hatten. „In Zukunft geht es aber darum, selbst den Kundenkontakt zu halten. Man muss die Kunden verstehen, damit man die richtigen Produkt-Service-Kombinationen anbieten kann, bezogen auf Ort, Zeit und Leistung.“ Zum Beispiel könne man anhand der Daten, die eine verkaufte Maschine erzeugt, dem Kunden Vorschläge machen, wie er mit weniger Energie oder Rohstoffen schneller und kostengünstiger arbeitet. Also ihm einen Stromfresser benennen oder Produktionsausfall verhindern oder einen Punkt in der Produktion, an dem zu viel Verschleiß entstehe. Oder mit einem Service dem Kunden einen ungeliebten oder zeitraubenden Prozess abzunehmen. Dirzus: „Wenn sie nur die Maschine liefern, werden sie austauschbar.“ Text: Christian Litz
Foto: Christian Kruppa
AUF 3.0 FOLGT 4.0
Umfragen würden zeigen, inzwischen wüssten 40 Prozent der Firmenchefs, dass „die Kombination von Produkt und Dienstleistung, ermöglicht durch die Digitale Transformation, der Weg in die Zukunft ist“. Es gehe nicht mehr darum, eine möglichst perfekte Maschine zu verkaufen sondern mit Dienstleistungen rund um diese in der Folge Geld zu verdienen. Etwa fünf Prozent der Klein- und Mittelständischen Unternehmen (KMU), die in Deutschland das Rückgrat der Wirtschaft bilden, sieht Dirzus „als Vorreiter, die bereits digitale Möglichkeiten adaptiert haben“. Alter spiele dabei keine große Rolle. „Unter den Vorreitern sind
auch typische Hidden Champions aus dem Schwarzwald, mit Firmenchefs über 60 Jahren, die begonnen haben, Sensoren in ihre Messinstrumente einzubauen“, so Dirzus.
Allerdings würden sich kleinere Unterneh-
men noch zurückhalten. Es gebe noch Probleme, weil die digitalen Netze zu langsam ausgebaut würden. „Deutschland muss jetzt zum Sprung in die GigabitGesellschaft ansetzen, sonst droht der Industriestandort abgehängt zu werden“, so Grillo. Bei Tempo und Netzabdeckung rangiere Deutschland gerade einmal im Mittelfeld, abgeschlagen hinter führenden Industriestaaten. Zudem erfordere die höhere Innovationsgeschwindigkeit kürzere Abschreibungsmöglichkeiten für Software. Die habe sich in vielen Industriestaaten bewährt und müsse auch in Deutschland kommen. Text: Christian Litz ANZEIGE
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Foto: AMA / Pascale Taube
SENSORIK UND MESSTECHNIK BOOMEN Beim Rückwärtsfahren fängt es im Auto an zu piepsen, wenn sich das Fahrzeug einem Hindernis nähert. Ohne Sensorik wären diese Verkehrssicherheitssysteme nicht denkbar. Und künftig wird beim Connected Driving als auch beim autonomen Fahren noch viel mehr Sensorik und Messtechnik benötigt. Schon jetzt führen Assistenzsysteme mit
DER SPRUNG ZU 5.0 Ein Interview mit Detlef Zühlke, Professor, Ingenieur und Gründer der TechnologieInitiative SmartFactory KL e.V.. Wir befinden uns auf dem Sprung zur
Industrie 5.0. Was wird sich massiv ändern? Wir haben noch nicht einmal die Industrie 4.0 verdaut. Voraussagen über die fünfte Revolution zu treffen, wäre reine Spekulation. In unserer SmartFactory realisieren wir den Industrie 4.0-Transfer von der Forschung in die Praxis. Inwieweit verändern personalisierte Pro-
dukte die Märkte? Der Trend zur Personalisierung wächst gerade überall: von Sneakern über Möbel bis hin zu Autos. Das lässt sich nur umsetzen, wenn die Produktion aus weit
entfernten Ländern wie beispielsweise China und Bangladesch wieder ein Stück weit nach Deutschland geholt wird. Dabei wird uns die Industrie 4.0 helfen, denn sie befähigt uns, Anlagen schnell aufzubauen, den erforderlichen Produktionsmengen anzupassen und individuelle Kundenwünsche umzusetzen. Wie gut ist Deutschland auf diese neue
inländische Produktion vorbereitet? Viel besser als andere Länder, denn bei uns gibt es sowohl noch Produktion als auch das entsprechende Mitarbeiter-Knowhow. Wer seit 20 Jahren kaum mehr produziert, wie England oder die USA, der hat auch so gut wie niemanden mehr, der Maschinen bedienen kann. Text: Katja Deutsch
immer ausgeprägterer Eigenintelligenz zunehmend Steuerungsfunktionen für immer längere Zeiträume aus. Die Ultraschallsensoren beispielsweise, die schon seit über zwanzig Jahren die berühmten Parkrempler verhindern sollen, übernehmen inzwischen Funktionen, von denen die Ingenieure, die vor über zwanzig Jahren diese Technologie entwickelten, nur träumen konnten. Denn die sensorische Nahfeldüberwachung ist die Basis für ein vollautomatisches Einparken geworden, unabhängig ob ein Fahrer das Auto lenkt oder nicht. Waren diese Assistenzsysteme früher hauptsächlich der automobilen Oberklasse vorbehalten, haben ToteWinkel-Warner, Abstandsregeltempomaten und Kollisions-Frühwarn- und Vermeidungssysteme mit den entsprechenden Radarsensoren inzwischen auch in der Mittelklasse Einzug gehalten. Dies ist ein Beleg dafür, wie wichtig die Sensorik und Messtechnik für unseren Alltag geworden ist. Intelligente Sensoren kümmern sich in vielen Haushaltsgeräten für mehr Effizienz und Exaktheit
und steuern den Wasser- und/oder Energieverbrauch. Smart-Technologies nennt man das. Schon im kommenden Jahr werden weltweit fast eine Milliarde Haushaltsgeräte hergestellt und immer häufiger mit Mikrocontrollern ausgestattet sein. So findet man Sensoren sowohl in Haushaltsgeräten als auch in Heizungs-, Klima- und Lüftungsanlagen. Auch die Energiewende, also der Umstieg auf Erneuerbare Energien, wäre ohne Sensorik und Messtechnik nicht denkbar. So messen Sensoren beispielsweise dünne Eisschichten, die sich auf Rotorblättern bilden können, und verhindern damit gefährliche Unfälle mit herumfliegenden Eisbrocken. Ohne Sensor- und Messtechnik wäre
sowohl die Digitalisierung, als auch das Internet of Things nicht denkbar, sie bilden eine Schlüsseltechnologie, auch wenn damit die bisherigen Branchengrenzen im Fluss sind und die Wertschöpfungsketten und -prozesse verändern. In Deutschland gilt diese Branche übrigens als Weltmarktführer, hiesige Unternehmen decken rund ein Drittel der weltweiten Nachfrage nach Sensorund Messtechnik. Etwa 80 Prozent der Produktion wird ins Ausland exportiert, wobei dies auch in verbauten Produkten, wie beispielsweise Autos oder Haushaltsgeräten sein kann. Text: Frank Tetzel
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MESSEN HABEN AUTOMATISIERUNG IM FOKUS Foto: Mesago Pressebild / Thomas Geiger
Vernetzung, Digitalisierung und Automationen – das sind die Schlüsselbegriffe für den Erfolg dieses Industriezweiges in Deutschland. Da Deutschland in diesem Industriebereich eine Führungsrolle weltweit einnimmt, wundert es nicht, dass es eine ganze Reihe von Messen gibt, die sich mit den Themen rund um die Automation beschäftigen. Zwei der wichtigsten sind die Hannover Messe im kommenden Jahr und die Nürnberger SPS IPC Drives im Herbst diesen Jahres.
Auf der SPS IPC Drives können
Fachbesucher einen breiten Überblick über die einzelnen Komponenten sowie komplette Lösungen der elektrischen Automatisierung finden. Über 1.600
„Die kommende Hannover Messe steht ganz im Zeichen der integrierten Industrie.“ Aussteller, inklusive aller Key Player der Branche, nehmen vom 22. – 24.11.2016 an der SPS IPC
Auf der SPS IPC Drives können Fachbesucher einen breiten Überblick über die einzelnen Komponenten sowie komplette Lösungen der elektrischen Automatisierung finden.
Drives in Nürnberg teil, bei der natürlich auch Anwendungen der Industrie 4.0 nicht fehlen. So ist die gesamte Halle 3.a in Nürnberg in diesem Jahr dem Industrial Internet gewidmet. Keine Messe übrigens ohne Foren, so werden die beiden wichtigen Fachverbände, der ZVEI und der VDMA auf anwenderbezogene Themen eingehen.
Die kommende Hannover Messe,
die vom 24. bis 28. April 2017 stattfinden wird, steht ganz im Zeichen der integrierten Industrie. Deshalb auch das Leitmotto: „Integrated Industry – Creating Value“. Damit die Digitalisierung von Produktion und Energie flächendeckend voranschreitet, muss die Industrie die Nutzenargumentation noch deutlicher führen als bisher“, sagt Dr. Jochen
Köckler, Vorstand der Deutschen Messe AG. „Die Unternehmen aus Industrie und Energie müssen erkennen, welche direkten und langfristigen Vorteile sie aus der Digitalisierung ziehen können. Dabei entsteht die zusätzliche Wertschöpfung nicht nur an der Maschine in der Produktion. Neue Geschäftsmodelle und Effekte für den einzelnen Mitarbeiter werden zum zusätzlichen
Treiber für den Unternehmenserfolg.“ Und Köckler fährt fort: „Industrie 4.0 bedeutet nicht den abrupten Austausch aller Produktionsanlagen auf einen Schlag. Beispielsweise können neuartige Sensoren an bestehende Anlagen angedockt werden, um Daten zu erfassen, auszuwerten und daraus Verbesserungen im Produktionsprozess abzuleiten oder neue Geschäftsmodelle zu entwickeln.“ Digitalisierung und Automatisierung greife in viele Branchenbereiche ein. So werde die Digitalisierung beispielsweise auch die Energiebranche komplett verändern. Das Energiesystem der Zukunft wird über intelligente Kommunikationsnetze von der Produktion bis hin zum Verbrauch regel- und steuerbar sein. Erst die Digitalisierung ermögliche den fundamentalen Umbau von alten Kraftwerksstrukturen zu einer erneuerbaren, dezentralen und effizienten Energieerzeugung und leistet damit einen entscheidenden Beitrag zur Energiewende, erläutert Messechef Jochen Klöckner. „Auf der Messe werden vernetzte Lösungen entlang der gesamten energiewirtschaftlichen Wertschöpfungskette – von der Erzeugung, Übertragung, Verteilung und Speicherung bis hin zu alternativen Mobilitätslösungen präsentiert“, sagt Köckler.
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Sechsachs-Baureihe TX2 für alle Stufen der Mensch-Roboter-Kollaboration
Die weltweit schnellsten Safe-Robots Die neue Sechsachs-Baureihe TX2 von Stäubli sind echte Universalgenies. Sie beherrschen alle Stufen der Mensch-Roboter-Interaktion und setzen dabei Maßstäbe hinsichtlich Dynamik und Präzision. Die neue Robotergeneration liefert die perfekte Lösung für die immer zahlreicheren Aufgabenstellungen in der Produktion, die eine direkte Zusammenarbeit von Mensch und Roboter erfordern. Die TX2-Sechsachser können alle Aufgabenstellungen übernehmen, angefangen vom Einsatz ohne Schutzzaun bis hin zur höchsten Stufe der Mensch-Roboter-Kollaboration, bei der Roboter und Werker gemeinsam an einer Aufgabe arbeiten. Die Vorteile dieser intelligenten Lösung bringt Dipl.-Ing. Gerald Vogt, Geschäftsführer Stäubli Robotics und Group Division Manager Robotics auf den Punkt: „Unserer Entwicklungsmannschaft ist es gelungen, nicht nur ultraschnelle Sechsachser zu entwickeln, sondern diese gleichzeitig für die Mensch-Roboter-Kollaboration zu qualifizieren. Der Anwender bekommt den weltweit schnellsten Safe-Robot, den er bei Bedarf für alle Stufen der Mensch-Roboter-Interaktion einsetzen kann. Mehr Flexibilität geht nicht. Und: Die Investition in einen teuren Assistenzroboter wird mit dem TX2 für die meisten Einsatzfälle überflüssig.“
Je näher der Bediener dem Roboter kommt, umso mehr verlangsamt dieser seine Geschwindigkeit bis hin zum Safe Stop. Dabei bleiben alle “Vitalfunktionen” des Roboters erhalten, so dass er seine Arbeit sofort fortsetzt, sobald der Bediener die Distanz wieder vergrößert.
Sicherheit für MRK-Einsätze garantiert Um maximale Sicherheit bei der Zusammenarbeit von Mensch und Roboter zu gewährleisten, vertraut Stäubli nicht auf Komponenten aus dem Zulieferregal, sondern favorisiert eigenentwickelte, technologisch führende Safetylösungen. So verfügen die Sechsachser der TX2-Baureihe über einen eigenen digitalen Sicherheitsencoder pro Achse und ein integriertes Safetyboard. Alle Sicherheitsfunktionen erfüllen die strengen Anforderungen der Sicherheitskategorie SIL3-/PLe. Für die höchste MRK-Stufe wird der komplette Roboter mit einer sensorischen Haut überzogen, die bei jedwedem Kontakt mit dem Menschen den sofortigen Stopp des Sechsachsers auslöst. Begriffe wie Safe Speed, Safe Stop, Safe Zone und Safe Tool weisen den Weg in ein neues Robotik-Zeitalter. Nähert sich ein Mensch dem Arbeitsbereich des Roboters, reduziert dieser seine Geschwindigkeit automatisch auf Safe Speed und arbeitet in diesem Modus weiter. Dabei bleiben alle “Vitalfunktionen” des Roboters erhalten, sodass er seine Arbeit sofort voll effizient fortsetzt. Mit den Funktionen Safe Tool und Safe Zone hingegen lässt sich ein bestimmter Bereich um das End of arm-Werkzeug genau definieren und permanent überwachen.
Industrie 4.0 von EBV – Mensch UND Maschine Lösungen
Auch auf der mechanischen Seite in Topform Die drei Modellreihen TX2-40, TX2-60 und TX2-90 warten mit einer Vielzahl an Innovationen auf. Sie sind leichter, steifer und stärker motorisiert, damit noch dynamischer und durch eine Vielzahl von Maßnahmen auch energieeffizienter als ihre Vorgänger. Die Roboter decken den Traglastbereich von 2 bis 15 Kilogramm bei Reichweiten von 515 bis 1450 Millimeter ab.
diverse Kernfunktionalitäten liegen auch in der Software.
Auf der mechanischen Seite setzen die Roboter Benchmark: Dank ihrer patentierten Antriebstechnik mit Top-Performance hinsichtlich Präzision, Verfügbarkeit und Geschwindigkeit sind sie für alle Aufgaben unter härtesten Taktzeitkriterien erste Wahl. Mit ihrer geschlossenen Struktur und wasserdichtem Handgelenk ist die TX2-Baureihe prädestiniert für Einsätze unter Reinraumanforderungen sowie für Applikationen unter harten Umgebungsbedingungen. „Die TX2-Baureihe steht für eine neue Dimension hinsichtlich Qualität, Präzision, Dynamik und Sicherheit. Mit dieser Performance werden die Sechsachser sowohl bei Standardapplikationen als auch bei MRK-Einsätzen zu höherer Produktivität und Effizienz in allen Industriebereichen beitragen“, ist sich Vogt sicher.
The EBV IoT Smart, Secure, Connected – Everywhere Industrie 4.0 bedeutet für EBV die intelligente und sichere Erfassung von Daten sowie deren Austausch über alle Verarbeitungsebenen hinweg. Die Hardware ist dabei der Enabler, aber wesentliches Know-how sowie
Das Ziel von EBV im Kontext von Industrie 4.0 besteht darin, unsere Kunden dabei zu unterstützen ihre Fertigung sicherer, flexibler, effizienter und kostengünstiger zu machen. So werden durch Industrie 4.0 – Lösungen mit EBV auch keine Arbeitsplätze vernichtet sondern bestehende gesichert und neue geschaffen! Jedoch ist Industrie 4.0 kein finaler Zustand, sondern ein dynamischer Prozess, dessen Entwicklung ständig voranschreitet. Für eine individuelle Beratung rund um das Thema Industrie 4.0 sprechen Sie bitte mit ihren lokalen Partnern von EBV, dem führenden Spezialisten in EMEA’s HalbleiterDistribution. Besuchen Sie uns auch unter ebv.com/industry4.0.
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