Der technologische Vorsprung des Maschinenbaus lässt sich nur durch Innovationen ausbauen. Die Mechatronik bietet sich hier als facettenreiche Disziplin an. Mechatronische Konzepte verringern Projektrisiken und -Durchlaufzeiten, ermöglichen die Wiederverwendung von Funktionen und reduzieren die Engineering-Kosten.
In der Organisation der Konstruktionsabteilung helfen mechatronische Konzepte die Barrieren zwischen den einzelnen Ingenieurs-Disziplinen abzubauen, so dass die sequentiellen Maschinen-Entwicklungen in den Bereichen Mechanik/Kinematik, Elektrik und Software nun parallel ablaufen. Dies führt unter anderem zu kürzeren Realisierungszeiten sowie einer Risikominimierung. Der entscheidende Vorteile dieser Vorgehensweise ist jedoch, dass Herausforderungen nicht getreu dem Motto „Das löst dann der Programmierer in der Software“ an die nach gelagerte Instanz verschoben werden. Vielmehr stimmt das Team ab, in welchem Fachbereich sich das Problem am einfachsten und schnellsten beheben lässt. Auf diese Weise werden Risiken frühzeitig erkannt und damit Terminprobleme, unausgereifte Lösungsansätze sowie das Verschwenden von Zeit vermieden.
Die mechatronische Modularisierung bedingt darüber hinaus eine bessere Wiederverwendbarkeit der Maschinenfunktionen im Bereich Mechanik/Kinematik, Elektrik und Software. Je weniger Anpassungen an den im Einsatz bewährten Modulen vorzunehmen sind, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Projekt zeitgerecht abgeschlossen wird. Im Vertrieb gestaltet sich die Kalkulation ebenfalls erheblich einfacher und genauer, da der Zeit- und Kostenaufwand sowie die Leistungsfähigkeit der Funktionseinheiten bereits bekannt sind. Das Angebot wird also nicht durch Sicherheitszuschläge verteuert, was sich positiv auf seine preisliche Wettbewerbsfähigkeit auswirkt. In aktuellen Projekten erweist sich insbesondere die Software als Schwachstelle, weil ihre Kosten und Qualität häufig schwer einschätzbar sind. Die mechatronische Vorgehensweise setzt genau an dieser Stelle an. Eine weitere wichtige Erkenntnis aus entsprechenden Projekten ist, dass die Modulgrenzen in Mechanik, Elektrik und Software identisch sein müssen. Im Rahmen des „Forums Mechatronik“ wurden die Vorteile der mechatronischen Modularisierung von Maschinen in den vergangenen Jahren an zahlreichen praktischen Beispielen belegt. Die Kalkulationen dieser Beispiele zeigten, mit welcher Investitionssumme sich Kosten in welcher Höhe einsparen lassen.
Der Standort-Faktor trägt ebenfalls zur Wettbewerbsfähigkeit der Maschinenbau-Branche bei. Die mitteleuropäischen Staaten Deutschland, Österreich, die Schweiz, Frankreich und Italien sind internationale Schwerpunkte des Maschinenbaus. Aufgrund der räumlichen Nähe haben die hier ansässigen Unternehmen so genannte Cluster gebildet, die einen Gedanken- und Erfahrungsaustausch auf hohem Niveau ermöglichen. Betriebe, deren Sitz weit von solchen Clustern entfernt liegt, identifizieren neue Trends nachweislich später und setzen sie daher erst mit Zeitverzug um. Auch der Infrastruktur im Zulieferbereich kommt eine erhebliche Bedeutung zu, denn in Mitteleuropa sind viele wichtige, weil technologisch führende Automatisierungshersteller beheimatet. Dieses engmaschige Netzwerk aus Maschinenbauern und Automatisierern ist weltweit einzigartig und sollte in Kombination mit den mechatronischen Konzepten in einem Wettbewerbsvorteil gegenüber den neuen asiatischen Marktteilnehmern resultieren.
Die beschriebenen Standort-Vorteile lassen sich nur dann nutzen, wenn alle beteiligten Unternehmen vertrauensvoll zusammenarbeiten, indem beispielsweise Entwicklungspartnerschaften initiiert werden. Die Automatisierungshersteller könnten hier ihre gut ausgebauten Entwicklungskapazitäten einbringen, um gemeinsam innovative Lösungen für neue Anforderungen zu realisieren. Dabei kommt es nicht auf die Unternehmensgröße an: Selbst mit kleinen, in Nischenbereichen agierenden Maschinenbauern lassen sich exklusive Entwicklungsverträge abschließen, die für alle Beteiligten gewinnbringend sind. Vor diesem Hintergrund bietet auch Phoenix Contact die Möglichkeit gemeinsamer Entwicklungsaktivitäten sowie kundenspezifischer Produkte an.
Informationen über die Vorgehensweise sowie die Vorteile der Mechatronik sind in Deutschland sowie einigen anderen Ländern über entsprechende Cluster und Vereinigungen erhältlich. Neben den großen Verbänden VDMA und ZVEI richten auch regionale Zusammenschlüsse wie OWL Maschinenbau, das Kompetenznetzwerk Mechatronik BW oder der Verein Mensch & Mechatronik Veranstaltungen aus, die dem Erfahrungsaustausch sowie der Kontaktaufnahme mit anderen Maschinenbauern dienen. Darüber hinaus beschäftigen sich verschiedene Beratungsunternehmen und Automatisierungshersteller mit dieser Thematik. Phoenix Contact verfügt zum Beispiel über einen Betriebsmittelbau, in dem die mechatronischen Konzepte auf Basis der eigenen Automatisierungskomponenten getestet werden. Die Erkenntnisse und Ideen, die sich bei der Umsetzung ergeben, werden allen interessierten Unternehmen auf Anfrage zugänglich gemacht sowie auf den einschlägigen Foren einem breiten Fachpublikum präsentiert. Um einen echten Wettbewerbsvorteil zu erlangen, ist es unverzichtbar auf den vorhandenen Erfahrungsschatz zurückzugreifen. Die Automatisierungshersteller unterstützen den Maschinenbau hier mit neuen mechatronischen Produkten, denn die Wahl der für die jeweilige Anforderung passenden Lösung fällt mit einem erfahrenen Berater leichter.
Claus Kühnl, Phoenix Contact Electronics, Bad Pyrmont
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