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Dieter Michalkowski (in der Mitte) „Industrie 4.0 erfordert gemeinsame Protokolle und Schnittstellen über alle Ebenen und Technologien. Bild: Aventics

„Wir haben die Notwendigkeit früh erkannt und bereits zu Beginn der Entwicklung unserer fortschrittlichsten Ventilgeneration das Thema betrachtet“, sagt Dieter Michalkowski, Industrie 4.0-Experte bei Aventics. Nicht nur in Großunternehmen, wo die Produktionsanlagen oft einen Wert von mehreren Hundert Millionen Euro haben, sondern auch im Mittelstand werden Maschinen immer mehr zu strategischen Erfolgsfaktoren: Hohe Maschinenauslastung, möglichst keine ungeplanten Stillstände und kurze Instandhaltungspausen, enge Taktung und Just-in-Time-Produktion sind heute Pflicht. Ein reibungsloser Betrieb muss sichergestellt sein, eine vorausschauende Instandhaltung oder prognostische Wartung, neudeutsch ‚Predictive Maintenance’ genannt, wird immer wichtiger.

Predictive Maintenance lässt sich auch mit kleinem Geld realisieren. Aventics nutzt ohnehin vorhandene Sensoren, um Aussagen über den Zustand von Anlagen zu treffen. So werden zum Beispiel verschleißende Komponenten wie Stoßdämpfer überwacht. Dazu werden bereits existierende Zylinderschalter verwendet. „So können wir durch Überwachen des Zeitverhaltens der Prozessschritte den Zustand der Stoßdämpfer, aber auch von Antrieben oder Führungen bestimmen. Das hat nichts mit Wahrsagerei und Glaskugel zu tun, sondern ist exakte Ingenieurleistung und fundiertes Pneumatik-Know-how“, berichtet Michalkowski.

Die massiv zunehmende Digitalisierung von Maschinen und Anlagen schafft hierfür die Grundlagen. „Dabei haben wir auch die Investitionssicherheit im Blick: Bestehende Systeme und Komponenten müssen sowohl mit älteren wie auch zukünftigen Versionen kompatibel sein. Dies ist für uns Teil des Entwicklungsauftrags. Im Maschinen- und Anlagenbau verfolgen wir eine andere Philosophie als beispielsweise in der IT-Branche – heute bestellte Systeme müssen auch übermorgen noch produktiv einsetzbar sein“, so der Industrie 4.0-Experte.

Bei Aventics bilden das AV-Ventilsystem mit der fortschrittlichen Elektronik der Serie AES die Grundlage für die Industrie 4.0-Applikationen. Das Produktangebot besteht somit aus Ventilen mit einer hohen Lebensdauer von über 150 Millionen Schaltzyklen und beinhaltet auch elektronische Komponenten, die eine Verarbeitung der anfallenden Daten ermöglichen. Über EA-Module werden Prozesssignale dezentral erfasst und der Steuerung zugeführt. Damit ist die Kombination aus AV- und AES-Serien der Knotenpunkt, an dem Aktor- und Sensorsignale zusammenlaufen. Dies bietet die Möglichkeit, Signale zu verknüpfen, auszuwerten und Maßnahmen zur vorausschauenden Instandhaltung zu empfehlen. Zusätzliche Komponenten sind nicht notwendig.

„Industrie 4.0 erfordert gemeinsame Protokolle und Schnittstellen über alle Ebenen und Technologien“, so Michalkowski weiter. Dabei läuft alles auf den Datenaustausch über Echtzeit-Ethernet hinaus. Dazu sind herstellerübergreifende Ansätze gefordert. Aventics hat für das Themengebiet Industrie 4.0 seine Zusammenarbeit bei Projekten mit ifm electronic ausgeweitet. Mit dem Hersteller und Lieferanten für Sensoren und Steuerungen möchten die Pneumatikspezialisten ihr Know-how zusammenbringen. Ziel der gemeinsamen Aktionen ist, alle Daten vollständig, sicher und unabhängig von der Maschinensteuerung online zu überwachen und zu analysieren, um so den Kundennutzen zu steigern.

Durch die direkte Kommunikation der Sensor- und Pneumatik-Systeme können die Zustandsdaten der Maschine, beispielsweise der aktuelle Energieverbrauch, effektiver als bislang überwacht werden. So können frühzeitig optimierende Maßnahmen ergriffen werden. Damit unterstützen beide Unternehmen die Umsetzung der EU-Energieeffizienz-Richtlinie (EED). Nach der neuen Regelung müssen alle Unternehmen ab 250 Mitarbeitern bis Ende 2016 ein Energieaudit durchführen, ein zertifiziertes Energiemanagementsystem nach ISO 50001 oder ein Umweltmanagementsystem nach EMAS nachweisen.