Maschinenbau

Spritzguss ist vorne bei Industrie 4.0

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Die Branche liegt bei Industrie 4.0 in den Startlöchern. Neue Maschinen und Geräte besitzen bereits die Funktionen, mit denen sie sich plug & play vernetzen können, sobald die Euromap-77-Schnittstelle kommt. Im Frühjahr 2018 soll es soweit sein. ❧

Olaf Stauß

„Wieder mal sind es die Spritzgießer und die Spritzgießmaschinenhersteller, die den Schritt vorgeben“, sagte Joachim Rönisch bei der Eröffnung der Fakuma, langjähriger Chefredakteur und heutiger Herausgeber der K-Zeitung. Als Chronist blickte er anlässlich der 25. Auflage der Kunststoffmesse auf 36 Jahre Messe- und Technikgeschichte zurück. Wie weit die Spritzgießmaschinenbauer schon heute bei Industrie 4.0 sind, könne man auf der Messe sehen, meinte er. „Da brauchen Sie nur auf die Stände von Arburg, Engel oder Wittmann Battenfeld zu gehen.“ KraussMaffei hätte er noch hinzufügen können, hätte seine launige Herzblutrede nicht verlangt, keine zu umständlichen Sätze zu machen. Denn auch die Gruppe mit Sitz in München überraschte mit Interessantem zum Thema – dazu später mehr.

Europas Spritzgießmaschinenbau hat sich als eine der ersten Branchen aufgemacht, Industrie 4.0 zu verwirklichen. Unter der Federführung des VDMA setzten sich die großen Hersteller zusammen, um eine international einheitliche Schnittstelle für den Datenaustausch zwischen Spritzgießmaschinen (SGM) und Leitrechnern oder MES zu erarbeiten: Euromap 77. Beteiligt sind Arburg, Engel, Ferromatik Milacron, Krauss Maffei, Netstal, Negri Bossi, Sumitomo (SHI) Demag und Wittmann Battenfeld. Kurz vor der Fakuma brachte der Dachverband Euromap nach einem Jahr Arbeit ein zweites Release heraus, eine Art Beta-Version.

Über Euromap 77 können alle Herstellermarken kommunizieren

Die Schnittstelle basiert auf dem Kommunikationsstandard OPC Unified Architecture (OPC UA), der von der OPC Foundation erstellt worden ist und schon vielfach für die Kommunikation zwischen Maschinen unterschiedlicher Hersteller benutzt wird. Der nicht-kommerzielle, unabhängige Industrieverband war auch beratend an der Entwicklung beteiligt. „Der große Vorteil von OPC UA ist, dass man herstellerunabhängig ist – auch die Wettbewerber untereinander“, erklärt Jürgen Peters, Abteilungsleiter Softwareentwicklung bei Arburg.

Wieso die Umsetzung von Euromap 77 drängt, erklärt der VDMA so: Die Produktion muss sich heute schneller umstellen und flexibel regeln lassen, so dass selbst ein einzelnes, individualisiertes Teil wirtschaftlich gefertigt werden kann. Außerdem wird die zentrale Qualitätsüberwachung immer wichtiger. All dem stehen die verschiedenen Schnittstellen-Standards im Wege. Die SGM des einen Herstellers kann nicht über den Leitrechner oder das MES des anderen verbunden werden. Für den Verarbeiter bedeutet dies, dass er seine Maschinen und Anlagen nicht ohne weiteres vernetzen kann.

Dass sich die Verabschiedung von Euromap 77 hinzieht, lässt sich indes nachvollziehen. Das Ziel der markenunabhängigen Konnektivität ist ehrgeizig, die Zusammenhänge sind komplex. „Transparenz ist uns sehr wichtig, um eine breite Akzeptanz unter Maschinenbauern, Software-Anbietern und letztendlich den Anwendern zu erreichen“, sagt Dr. Harald Weber, der die technischen Euromap-Arbeitskreise leitet. Als nächster Veröffentlichungstermin ist Februar 2018 veranschlagt.

Neue Spritzgießanlagen sind schon Industrie-4.0-tauglich

In der Zwischenzeit treiben die SGM-Hersteller die Digitalisierung voran. Klaus Geimer, stellvertretender Geschäftsführer von Dr. Boy, demonstrierte zum Beispiel, dass die Boy-Steuerung Procan Alpha 4 schon die Option OPC UA enthält. „Sobald Euromap die Schnittstelle endgültig freigibt, bekommen wir die Procan Alpha 4 damit fertig implementiert von unserem Partner zugeliefert. Dann kann es sofort losgehen.“

Nahezu alle SGM-Hersteller sind daran, ihre Produkte auf Industrie-4.0-Niveau zu bringen. Je nach Feature sind sie unterschiedlich weit. Doch die Entwicklungen gehen bei allen in dieselbe Richtung: Regelungstechnische Tools für die SGM optimieren das Spritzgießen, Condition Monitoring und Fernwartung steigern die Verfügbarkeit und die Anlagen lassen sich künftig auch auf mobilen Geräten überwachen.

Nicht zuletzt arbeiten die Hersteller mit Partnern daran, MES-Systeme leichter zu implementieren, Arburg erweitert sein Leitrechnersystem mit neuen Funktionen. Denn die Systeme sind die Grundvoraussetzung dafür, dass das Pfund der Vernetzung wuchern kann und zu höherer Produktivität verhilft. „Für MES-Hersteller bietet Euromap 77 den großen Nutzen, dass eine Maschine, die diesen Standard unterstützt, praktisch plug & play angeschlossen werden kann“, sagt Alexander Koblinger, technischer Leiter beim MES-Anbieter T.I.G.

An dieser Stelle überraschte KraussMaffei auf der Messe mit dem Tool MaXecution – einem MES-System, das speziell auf die Bedürfnisse kleiner Spritzgießunternehmen zugeschnitten ist. Entwicklungspartner ist die MPDV Mikrolab GmbH. „Die Digitalisierung macht auch vor kleinen Kunststoffverarbeitern keinen Halt“, erklärte Dr. Hans Ulrich Golz in Friedrichshafen, Präsident des Segments Spritzgießtechnik. „Doch die Mächtigkeit der üblichen MES-Systeme schreckt sie oft ab. Mit MaXecution bieten wir ihnen eine kompakte, speziell auf ihre Prozesse abgestimmte Lösung. Das wird plug & play funktionieren.“ Vorausgegangen sei der Entwicklung eine Analyse mit Spritzgießern und MES-Herstellern.

MES-System für Kleinbetriebe ist leicht installiert

MaXecution eignet sich für bis zu 20 Spritzgießmaschinen. Will der Verarbeiter eines Tages mehr Maschinen einbinden, kann er auf die kompatible Hydra-Lösung von MPDV umsteigen. Die neue MES-Software bietet KraussMaffei in drei Ausbaustufen an. Die Basic-Version dient zur Betriebs- (BDE) und Maschinendatenerfassung (MDE). Die Ausbaustufe Basic Plus schließt zusätzliche Funktionen ein, die die Produktionsplanung erleichtern. Dazu gehören die grafische Feinplanung von Fertigungsaufträgen und das Werkzeug- und Ressourcenmanagement. Die Stufe 3, die Ausbaustufe Advanced, umfasst zusätzlich das Steuern und Überwachen von Prozessparametern und ermöglicht den Transfer von Datensätzen. „Mit MaXecution unterstützen wir unsere Kunden auf dem Weg in eine digitale, papierlose Produktion und bieten ihnen ein maßgeschneidertes System zur besseren Auslastung ihres Maschinenparks“, sagt Golz.

Wittmann präsentiert Lösung zur Cyber-Sicherheit

Auch Peripheriegeräte werden intelligent und netzwerkfähig. Wittmann gab zum Beispiel auf der Fakuma bekannt, dass neben Robotern, Durchflussreglern, Temperier- und Materialfördergeräten nun auch der Trockner Aton plus H plug & play in Spritzgießzellen implementiert werden kann. Er gehorcht dem Konzept „Wittmann 4.0“. Dies bedeutet unter anderem, dass er sich direkt über das Touchdisplay der SGM bedienen lässt. Hier hat die Wittmann-Gruppe einen Heimvorteil, weil sie seit jeher sämtliche Peripheriegeräte selbst produziert. Michael Wittmann bezeichnete „Wittmann 4.0“ dennoch als „Zwischenschritt“, bis sich in Zukunft via Euromap-Schnittstellen alle Geräte verschiedener Hersteller problemlos einbinden lassen.

Trotzdem haben die Österreicher schon jetzt ein Vernetzungskonzept vorgelegt, das höchste Priorität auf Cyber-Sicherheit legt, erarbeitet zusammen mit einem IT-Spezialisten. Es funktioniert nach einer Art Zwiebelschalenprinzip: Jede Zelle ist durch einen eigens entwickelten Router nach außen abgeschlossen, nach innen gibt es diverse Sicherheitsstufen. Will der Anwender etwa eine Fernwartung durch den Hersteller zulassen, kann er nur „von innen“ heraus den Zutritt gezielt für die Dauer einer Sitzung auf die Steuerung freigeben.

Die Zelle lässt sich nur über den Router ansprechen. Dieser vergibt lokale IP-Adressen an die angeschlossenen Geräte. Über ihn lassen sie sich von der Spritzgießmaschinen-Steuerung identifizieren und mit Parametern beaufschlagen. Johannes Rella, Leiter Software-Entwicklung bei Wittmann Kunststoffgeräte, hat dazu eigens einen Fachartikel veröffentlicht, der auf dem Industrieanzeiger-Portal online nachgelesen werden kann.

Vereinfacht gesagt funktioniert der Router wie ein Bürochef, der seine Mitarbeiter vor Störungen schützt und nur die wirklich wichtigen Anrufe durchlässt. Wird ihm das kommunikative Treiben zu bunt, schöpft er Verdacht. Dann kappt er alle Leitungen, damit seine Leute uneingeschränkt weiter arbeiten und produzieren können und vor Cyber-Attacken geschützt bleiben.

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