Digitale Lösungen Mit Digitalisierung zur optimalen Produktion

Von Alexander Bechold, Head of Electric Engineering, Eirich

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Die Digitalisierung stellt Unternehmen vor Herausforderungen: Neben Schwierigkeiten am Beschaffungsmarkt und steigenden Energiekosten, sind dies vor allem fehlende Fachkräfte. Bei Eirich sieht man Effizienz und Nachhaltigkeit als Hauptziele der Digitalisierung, stellt aber auch die Frage, wie weit die Möglichkeiten ausgeschöpft werden sollten.

Intelligente Software-Tools bringen Techniker virtuell an Orte auf der ganzen Welt – das spart Zeit und Geld.
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(Bild: © zapp2photo - stock.adobe.com / Eirich)

Laut Statista [1] zählt die Maschinenbau-Branche als dritt fortgeschrittenster Bereich der deutschen Wirtschaft, wenn es um das Thema Digitalisierung geht. Allein in den letzten Jahren hat sich diese Entwicklung enorm beschleunigt. Eine weitere Studie [2] bestätigt diesen raschen Fortschritt: Von 2020 bis 2022 befragte Statista Führungskräfte in Deutschlands Industrieunternehmen über die Bedeutung von Industrie 4.0 in ihrer Branche. Insgesamt 65 Prozent der Befragten gaben im Jahr 2022 an, bereits spezielle Anwendungen für Industrie 4.0 zu nutzen. Im Jahr 2020 waren es noch 59 Prozent. Dieser Trend zeigt deutlich, dass es gilt, die Herausforderungen an den Maschinenbau schnell zu bewältigen.

Früher gab es eine klassische Trennung zwischen der OT der Anlage und der IT des Kunden. Das Fachpersonal war mit dem Bedienen des Equipments und der Erzeugung eines guten Endproduktes beschäftigt. Aktuelle Anforderungen für OEMs lassen diese Systemwelten miteinander verschmelzen, um die Steuerung der Equipments auf den Gesamtprozess des Kunden zu optimieren. So dient das Ankoppeln an Fremdsysteme wie einem ERP-, MES- oder Q-Data-System der übergeordneten Steuerung, der Erfassung, dem Austausch und der Analyse von Daten. Ziel ist es, eine größtmögliche Transparenz der ablaufenden Prozesse zu erhalten, um diese im nächsten Schritt zu optimieren und somit die Qualität weiter zu steigern, die Verfügbarkeit zu erhöhen und die Betriebskosten zu senken.

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Trends und Gewohntes aus dem Consumer-Bereich nehmen hier immer stärkeren Einfluss auf industrielle Softwarelösungen. Daher setzten die Entwickler von Eirich bei den neuen Labormischern auf reine Webtechnologie was das Bedienen und Beobachten der Maschinen angeht. Eine browserbasierte Visualisierung bietet sowohl über mobile Endgeräte in Maschinennähe als auch an PC-Arbeitsplätzen im Office alle Möglichkeiten, um Aufbereitungsaufgaben vorzubereiten, durchzuführen und die Ergebnisse im Nachgang auszuwerten. Hierbei wird es immer wichtiger, alle Prozess- und Maschinendaten über große Zeiträume vorliegen zu haben. Eine konfigurierbares Datenbankmodell übernimmt im Backend die Arbeit und stellt den Applikationen des Bedieners die gewünschten Informationen im Frontend zur Verfügung.

Entwicklung, Nachhaltigkeit und Digitalisierung im Fokus
  • Der Labormischer Cleanline C5 vereint verschiedene Verfahren in einer Maschine: Homogenisieren, Granulieren, Plastifizieren, Suspendieren, Kühlen, Heizen und Reagieren. Mit dem System lassen sich spezielle Verfahren in hygienischer Atmosphäre erproben. Die einfache und schnelle Skalierung des Eirich-Prinzips bis hin zum Produktionsmaßstab bietet viel Freiraum beim Entwickeln neuer Produkte.
  • Ecoprep (Economical Preparation) ist das energieeffiziente und ressourcenschonende Verfahren zur Herstellung eines fließfähigen Schüttguts. Das System erzeugt ein hochwertiges und wirtschaftliches Pressgranulat und spart gegenüber der Nassaufbereitung bis zu 60 Prozent Energie sowie Rohstoffe und Additive. Eirich bietet damit eine nachhaltige Lösung vom Labor bis zur kompletten Anlage, und um den energieintensiven Sprühturm abzulösen.
  • Der Qualimaster VC1 ist ein neues kamerabasiertes System zur präzisen optischen Qualitätsbeurteilung von Granulaten. Das neue Messsystem verbindet modernste Kameratechnik mit KI-basierter intelligenter Analysesoftware. Damit können wesentliche Kenngrößen von Granulaten wie Partikelgrößenverteilung, Kornform und Kornoberfläche gemessen werden. Die gewonnenen Daten bilden die Basis für die Steuerung komplexer Produktionsanlagen, um Produktqualität und Anlageneffizienz zu optimieren und sind ein wichtiger Baustein für die Digitalisierung von Anlagen zur Schüttgutaufbereitung.
  • Die digitalen Lösungen von Eirich ermöglichen neue Steuerungs- sowie Organisationsmöglichkeiten für die gesamte Wertschöpfungskette. In Zeiten von Industrie 4.0 schaffen Automatisierung, das Optimieren von Produktionsprozessen und das intelligente Vernetzen von Anlagen mehr Effizienz und Nachhaltigkeit.

Transparenz bringt große Vorteile

Das Sammeln von Daten ist nur dann gewinnbringend, wenn diese auch sinnvoll ausgewertet und die richtigen Schlüsse gezogen werden, um Produktionsparameter zu optimieren oder Prozesse effizienter zu gestalten. Im Idealfall werden zyklisch Informationen über den Prozess und das Equipment wie etwa Feuchtigkeit, Temperatur, Werkzeuggeschwindigkeit oder Beschaffenheit der Materialien aus den Maschinen und der laufenden Produktion gesammelt. So erfassen Messsysteme Qualitätsparameter entlang des gesamten Prozesses – von dem Ausgangsmaterial über die Produktionsfortschritte bis zum Endprodukt.

Eirich hat deshalb in den letzten Jahren besonders die Entwicklung von digitalen Lösungen für den Life Cycle Service und die Prozessdatenanalyse forciert, die die Effizienz steigern und Produktionsprozesse erleichtern. Auch bei den Mischern und angedockten Systemen gibt es große Fortschritte. Gemeinsam mit dem Nürnberger Start-up Prosio Engineering wurde ein neues kamerabasiertes System, der „Qualimaster VC1“, zur optischen Qualitätsbeurteilung von Granulaten entwickelt. Das neue Messsystem verbindet modernste Kameratechnik mit KI-basierter intelligenter Analysesoftware. Damit können wesentliche Kenngrößen von Granulaten wie Partikelgrößenverteilung, Kornform und Kornoberfläche gemessen werden. Die gewonnenen Daten bilden die Basis vielfältiger Möglichkeiten in der Steuerung komplexer Produktionsanlagen zur Optimierung der Produktqualität und der Anlageneffizienz.

Ferne Zukunft oder greifbare Visionen

Fakt ist: Die Industrie muss weg von starren Systemen, die in ihrem Leistungsumfang eingeschränkt sind und hin zu offenen Systemen gehen, die in der Zukunft einfach durch Funktionalitäten erweitert werden können. Assistenzsysteme, die Prozessdaten und Qualitätsparameter der Erzeugnisse miteinander in Korrelation bringen und Empfehlungen an den Bediener aussprechen, sind bereits gelebte Praxis. Der in den nächsten Jahren zu erwartende Schritt werden Closed-Loop-Systeme sein, die datenbasiert automatisch in Prozesse eingreifen und Anlagenparameter verändern.

Unternehmen haben viele Wünsche und Ideen, die es von Erstausrüster- und Herstellerseite zu erfüllen und umzusetzen gilt. Gerade Giga Factories setzen hier hohe Erwartungen an ihre Lieferanten und bestehen z. B. auf der Nutzung des digitalen Zwillings, einer virtuellen Inbetriebnahme oder Dashboarding. Um künftig am Markt bestehen zu können, muss also das Gesamtpaket an Leistungen stimmen, und Unternehmen müssen offen für die Transformation sein.

Was es noch zu bewältigen gilt

Allerdings gibt es noch einige Hindernisse auf dem Weg zur Digitalisierung: Bei vielen Unternehmen stellen vor allem die verbundenen Kosten eine große Hürde dar. Laut Statista [3] sahen 2021 mit 77 Prozent der Befragten fehlende finanzielle Mittel als mit Abstand größtes Hemmnis beim Einsatz von Industrie-4.0-Anwendungen. Darauf folgen Bedenken zum Datenschutz und zu fehlenden Fachkräften für die Implementierung und Ausführung der neuen Technologien. Denn nicht nur die eingesetzten Systeme verändern sich, sondern auch die Berufsbilder und Kompetenzen sind von dieser Dynamik betroffen. Wo sonst nur Elektrotechniker für die Programmierung, Einrichtung und Wartung von Maschinen eingesetzt werden, sind nun zusätzlich Informatiker verantwortlich und betreuen vor allem die Bereiche der Vernetzung und des Datenaustausches.

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Doch die Digitalisierung muss mit Sinn und Verstand umgesetzt werden. Eine nachhaltige Lösung dauert zwar oft länger in der Entwicklung, bringt aber letztlich mehr Vorteile im Hinblick auf Effizienz, Usability und dauerhaften Erfolg im Vergleich zu einem schnellen Fix. Bei allen Maßnahmen sollte aber auch das „Know why“ eine wichtige Rolle spielen. Macht es Sinn alles zu digitalisieren, was man digitalisieren kann oder verbessert es in manchen Teilbereichen nicht unbedingt die Prozesse, sondern verursacht nur Aufwand und Kosten?

Quellen

[1] https://de.statista.com/statistik/daten/studie/1308020/umfrage/stand-der-digitalisierung-nach-branchen-in-deutschland/

[2] https://de.statista.com/statistik/daten/studie/830769/umfrage/bedeutung-von-industrie-40-in-deutschland/

[3] https://de.statista.com/statistik/daten/studie/830813/umfrage/hemmnisse-beim-einsatz-von-industrie-40-anwendungen-in-deutschland/

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