Industrie 4.0 zum Anfassen

Zum Jahresende 2016 gab Prof. Dr. Michael Dowling, Vorsitzender des Netzwerkes Münchner Kreis und Lehrstuhlinhaber für Innovations- und Technologiemanagement an der Universität Regensburg, den Firmeninhabern und Führungskräften deutscher Unternehmen einen Wunsch mit: „BMW, Siemens und andere – alle verfolgen Digitalisierungsstrategien. Die kleineren und mittleren Unternehmen müssen da mitspielen, sonst können sie künftig nicht mehr liefern.“ Denn erst vier von 100 KMU der Republik hätten Industrie-4.0-Projekte begonnen, sagt der Experte.

Doch über gute Ratschläge und Strategien hinaus braucht es für die digitale Wende gute Beispiele, die zur Nachahmung anregen. „Wir wollen das Thema Industrie 4.0 greifbar machen, es mit einer ganz konkreten Anwendung demonstrieren, um die Entscheider zu überzeugen“, sagt Heinz Gaub, Geschäftsführer Technik bei Arburg. Der Kunststoffmaschinenhersteller aus Loßburg im Nordschwarzwald präsentiert auf der Hannover Messe 2017 eine voll vernetzte und räumlich verteilte automatisierte Produktion von individualisierten Kofferanhängern – live, in Farbe und zum Anfassen. Eine Station der Messe-Demo finden die Besucher auf dem Stand des Lohner Kunststoffverarbeiters Pöppelmann. „Dort demonstrieren wir anschaulich, wie sich Kundenwünsche in die Wertschöpfung einbinden und ganz neue Geschäftsmodelle erschließen lassen“, erläutert Pöppelmann-Kapsto-Verkaufsleiter Thomas Koldehoff.

Zugleich stelle die Messefabrik der Unternehmen damit alle wesentlichen Elemente von Industrie 4.0 dar, ergänzt Arburg-Geschäftsführer Gaub. Das sind: die Produktion an räumlich getrennten Orten, die kundenspezifische Individualisierung von Großserienteilen (Mass Customization) – hier durch Kombination von Spritzgießen und additiver Fertigung – sowie die lückenlose Rückverfolgbarkeit jedes individuellen Bauteils über ein Leitrechnersystem, das von Arburg stammt.

Der Kofferanhänger, der weit mehr ist als ein schlichtes Kunststoffteil, entsteht am Arburg-Stand K16 in Halle 6. Die Spritzgießstation besteht aus einer Allrounder-Spritzgießmaschine und angedockter Roboterzelle. Der Allrounder 375 V produziert aus dem Kunststoff ABS die zwei Schalenhälften des Anhängers. Anschließend entnimmt der Sechs-Achs-Roboter das fertige Spritzteil und montiert den NFC-Chip (Near Field Communication). Mit Hilfe dieses Chips kann das Produkt Informationen speichern und kommunizieren, um seine weiteren Produktionsschritte selbst zu leiten. Dazu zählen Daten aus dem Spritzgießprozess wie Herstelldatum, Zykluszeit, Einspritzdruck und Verarbeitungstemperatur genauso wie die später hinzukommenden persönlichen Daten des Besuchers und schließlich die Prozessdaten aus der additiven Fertigung.

Sowohl bei Arburg als auch am zweiten „Fabrik-Standort“ auf dem Pöppelmann-Stand B18 in Halle 6 kann im nächsten Schritt die Individualisierung des Produkts vorbereitet werden. Der Besucher wählt an einem Eingabeterminal eine Grafik für das Design des Anhängers aus und lässt seine elektronische Visitenkarte (vCard) erstellen. Auf dem Arburg-Stand werden die Daten dann direkt auf den NFC-Chip des Kofferanhängers übertragen.

Pöppelmann verdeutlicht die Vorteile des 4.0-Geschäftsmodells „Web-Shop“: Der Kunde gibt einfach online seine individuellen Produktwünsche ein. Aus seiner „Bestellung“ wird ein QR-Code generiert und dieser direkt an sein Smartphone gemailt oder auf Papier ausgedruckt. Auf dem Arburg-Stand werden die Informationen mit einem Scanner ausgelesen und die zugehörigen Auftragsdaten für den weiteren Produktionsablauf auf den NFC-Chip im Kofferanhänger übertragen.

Das Bauteil selbst wird damit zum Informations- und Datenträger, der sich an den einzelnen Stationen identifiziert und seinen weiteren Herstellprozess selbst steuert. Zudem erhält jeder Kofferanhänger eine eigene Website. Dort werden auch alle vom Arburg-Leitrechnersystem ALS erfassten Prozess- und Qualitätsdaten archiviert.

Die Besucher können alle Daten zu „ihrem“ Kofferanhänger an einem Bildschirm vor Ort oder über ihr Smartphone auslesen. Damit werden auch die Möglichkeiten aufgezeigt, die die Digitalisierung für die Überwachung und Steuerung der Produktion sowie für die Rückverfolgbarkeit von Bauteilen und Komponenten bietet.

An der dritten Station wird aus dem Großserienteil ein unverwechselbares individuelles Produkt. Mittels Laserkennzeichnung werden die persönlichen Daten wie Name, Adresse, Telefonnummer sowie die vCard in Form eines QR-Codes auf den Kofferanhänger aufgebracht. Das gesamte Teilehandling übernimmt hier ein Integralpicker.

An Station vier trägt ein sogenannter Freeformer von Arburg die ausgewählte 3D-Grafik Schicht für Schicht aus kleinsten Kunststofftropfen – in diesem Fall ein thermoplastisches Elastomer – auf die Oberfläche des Anhängers auf. „Wir zeigen damit, wie sich die flexible Fertigung in Losgröße eins durch die Kombination von Spritzgießen und additiver Fertigung wirtschaftlich abbilden lässt“, erklärt Heinz Gaub den Clou der Industrie-4.0-Anwendung.

Letzte Station bei Arburg ist der Infopunkt „Industrie 4.0“. Dort werden anhand des Kofferanhängers Vorteile und Geschäftsmodelle von Industrie 4.0 nochmals verdeutlicht. Beispiele sind die Rückverfolgbarkeit und weitere datengestützte Aktionen, wie etwa die Online-Bestellung von Broschüren, über den integrierten NFC-Chip im Kofferanhänger sowie das Auslesen der auf ihm gespeicherten Daten.

Oliver Züchner, Journalist in Hannover

Arburg und Pöppelmann präsentieren ihre Industrie-4.0-Produktion auf der Industrial Supply. Die Leitmesse der Zuliefertechnik, die im Rahmen der Hannover Messe vom 24. bis 27. April 2017, stattfindet, zog im Vorjahr 92 000 Besucher an, davon mehr als Drittel aus dem Ausland. Für dieses Jahr erwartet der Veranstalter Deutsche Messe AG eine weiter steigende Besucherzahl, nicht zuletzt durch das zentrale Industrial-Supply-Forum. Die Leitmesse präsentiert in den Hallen 4 bis 6 aktuelle und künftige Zulieferlösungen in der ganzen Breite der Materialien und Verfahren. Das Spektrum reicht von der Oberflächentechnik, Leichtbau, Keramik und CFK über Massivumformung und Guss bis hin zu Fügetechnik, Gummi und Keramik.