Nockenwelle, bitte identifizieren – Digitale Vernetzung in der Welt der Maschinen
ThyssenKrupp - Werkstücke mit Identität und Gedächtnis
Am Rande des Harzes hat die Zukunft der Fertigung längst begonnen: In der Werkhalle der ThyssenKrupp Presta Ilsenburg AG werden Nockenwellen für die Automobilindustrie gefertigt. Industrieroboter verarbeiten dafür rasend schnell Werkstücke, die gekühlt, erhitzt, ausgerichtet und verpresst werden. Mit Barcode- oder Matrixcode-Scannern, mit RFID-Lesegeräten und Tablets mit Datenerfassungsmodulen horchen Mitarbeiter in die automatisch ablaufenden Prozesse hinein. Sie kontrollieren ein hochmodernes Produktionssystem. Das Symbol dafür ist winzig klein, ein DataMatrix-Code, der in jede Nockenwelle gelasert wird. Jedes Werkteil, das mit dieser, einem QR-Code ähnlichen, digitalen Markierung versehen ist, meldet sich bei der nächsten Maschine individuell an - und wird identifiziert. So weiß die Anlage, ob das Produkt den richtigen Status hat und an dieser Stelle verbaut werden darf.
Das funktioniert, weil jede Nockenwelle über eine Schnittstelle mit dem Datennetz verbunden ist. Mit dem DataMatrix-Code hat jedes Werkstück also eine Identität, die es lebenslang mit sich trägt; Informationen wie Seriennummer, Zeichnungsnummer, Sachnummer und Kundenkennung. Und es erhält ein Gedächtnis. Denn jeder Prozessschritt, den das Werkstück durchläuft, wird im virtuellen Gedächtnis des Bauteils gespeichert. Damit lässt sich zum einen die Fertigungsplanung digital jederzeit nachsteuern. Montagelinien und Maschinen können sofort mit einer neuen „Rezeptur“ beeinflusst werden. In Ilsenburg bei ThyssenKrupp Presta verschmilzt so die physische Welt der Dinge mit den Datennetzen zu einem einzigen System, einem „cyber-physischen System“, wie es das Unternehmen selbst nennt. Genau so soll die Zukunft der industriellen Produktion aussehen.
ThyssenKrupp ist weltweit einer der führenden Werkstoff- und Komponentenzulieferer für die Automobilindustrie. Der Konzern beschäftigt in Sachsen-Anhalt rund 1.900 Mitarbeiter. In Ilsenburg sind es etwa 850, die bei ThyssenKrupp Presta und in der benachbarten Fertigungsanlage der ThyssenKrupp Valvetrain GmbH jährlich rund elf Millionen Nockenwellen herstellen – das Unternehmen ist Weltmarktführer. Ein weiterer Standort ist das -Lenkungswerk in Schönebeck mit rund 850 Mitarbeitern. „Als großer Automobilzulieferer in Sachsen-Anhalt stehen wir im harten internationalen Wettbewerb. Damit wir als Standort in diesem Marktumfeld bestehen können, haben wir in den letzten Jahren kontinuierlich in den Ausbau und die Modernisierung des Maschinenparks sowie in die digitale Infrastruktur investiert“, sagt Geschäftsführer Sascha Singer.
Mit zwei weiteren Lenkungswerken in Mülheim an der Ruhr und Florange in Frankreich bildet Schönebeck einen Produktionsverbund. Innerhalb dieses Werksverbundes werden nahezu alle Prozessschritte per Data-Matrix Code digital erfasst und in Echtzeit weiterverarbeitet.
Laempe Mössner Sinto – Effizienz macht den Unterschied
Auch bei der Laempe Mössner Sinto GmbH aus Barleben geht ohne Digitalisierung nichts mehr. Das Unternehmen mit 300 Mitarbeitern am sachsen-anhaltischen Standort, aber auch in Schopfheim und Mannheim, ist einer der weltführenden Anbieter von gießereitechnischen Lösungen in der Kernfertigung sowie Vernetzung und intelligenter Steuerung vor allem für die Automobil- und Nutzfahrzeugindustrie. „Wir arbeiten an der Kernmacherei der Zukunft. Und hier steht alles unter dem übergeordneten Ziel der Effizienz. Ressourcenschonung, höchste Maschinenverfügbarkeit, Senkung der Stückkosten, komplettes Monitoring aller Prozesse in Echtzeit, vollautomatische Arbeitsabläufe sind nur einige Stichworte, wie wir Industrie 4.0 in unserem Sinne realisieren“, sagt Geschäftsführer Andreas Mössner. Dafür setze man unter anderem auch auf den Einsatz von Robotern. „Ich schaue auf die Chancen, die mit Entwicklungen wie der Digitalisierung einhergehen.“
Forschung & Entwicklung – Schlüsselelement Roboter
Hochschulen und Forschungseinrichtungen in Sachsen-Anhalt sind bei der Entwicklung der digitalen Fertigung wichtige Partner für die Industrie. Das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg etwa ist seit 2018 europäischer „Digital Innovation Hub“ - und damit Knotenpunkt Sachsen-Anhalts für die europäische Vernetzung im Bereich Digitalisierung und Industrie 4.0. Gemeinsam mit einem Konsortium von Universitäten und Industriepartnern aus ganz Europa wird am IFF beispielsweise am Spitzenforschungsprojekt „ColRobot“ gearbeitet. „Wir entwickeln Lösungen, wie Roboter und Menschen in Montageprozessen in Zukunft mobil und sicher zusammenarbeiten können“, erläutert José Saenz, Leiter des Bereichs Robotersysteme. In diesem Jahr werden die speziellen Kameralösungen aus Sachsen-Anhalt in Frankreich in der Praxis getestet. Klar sei: Die sichere Zusammenarbeit von Mensch und Roboter stelle ein Schlüsselelement auf dem Weg zur Industrie 4.0 dar.
Automatisierung – Der lange Weg zur „Smart Factory“
In allen Bereichen werden Automatisierung und Digitalisierung immer wichtiger. Das weiß auch Matthias Bommert, Geschäftsführer der IST Automation GmbH aus Leuna. Brauereianlagen in Liberia, Kläranlagen in Shanghai, Bandtrockner in Schottland, eine Wasserversorgung in Garmisch - überall auf der Welt bringt ISR Automation Anlagen zum Laufen. „Auch für uns wird beispielsweise die virtuelle Inbetriebnahme von Anlagen, also Simulationen, immer wichtiger“, sagt Matthias Bommert. Schon jetzt spiele Digitalisierung eine wichtige Rolle in der täglichen Arbeit, wenn die Hard- und Software für die Automatisierung von Prozessen in den Branchen Pharma, Energie, Umwelt, Logistik und Verkehr realisiert wird.
Auf möglichst komplett automatisierte Fertigung setzt auch die NTN Antriebstechnik GmbH in Gardelegen. Rund 1,7 Millionen Profilwellen, Gelenke und Seitenwellen für die Autoindustrie werden auf Fertigungslinien mit mehreren Maschinen in einem Arbeitsdurchgang gefertigt.
Der Weg in die Industrie 4.0 ist für alle noch weit. Die „intelligente Fabrik“, die „Smart Factory“, die vollkommen selbststeuernd, lernfähig und flexibel operiert, ist noch Vision. Noch sind es im Maschinen- und Anlagenbau Sachsen-Anhalt vor allem Automobilzulieferer, die „intelligente“ Produktionsanlagen einsetzen. Doch schon bald werden andere Branchen nachziehen.
Autor: Michael Falgowski