Die Digitalisierung der Produktion ist der entscheidende Erfolgsfaktor für die Wettbewerbsfähigkeit des deutschen Mittelstands. Ansätze dafür liefert der Spitzencluster it's OWL – Intelligente Technische Systeme Ostwestfalen-Lippe. In derzeit 46 Projekten werden Technologien und Lösungen entwickelt, mit denen Unternehmen die Zuverlässigkeit, Ressourceneffizienz und Benutzerfreundlichkeit ihrer Maschinen und Anlagen steigern können. In über 100 Projekten werden neue Technologien von Smart Services bis zu Industrie-4.0-Anwendungen in kleine und mittlere Unternehmen transferiert.

Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH

Im Technologie-Netzwerk it’s OWL arbeiten rund 180 Unternehmen und Forschungseinrichtungen an intelligenten Produkten und Produktionssystemen. Das Spektrum reicht von Automatisierungs- und Antriebslösungen über Maschinen, Fahrzeuge und Hausgeräte bis zu vernetzten Produktionsanlagen. Das Technologie-Netzwerk gilt als eine der größten Initiativen für Industrie-4.0-Vorhaben.

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Intelligente Automatisierung als Schlüssel zur Industrie 4.0

Kernkompetenz von It’s OWL ist die Automatisierung: Beckhoff, Harting, Lenze, Phoenix Contact, Wago und Weidmüller entwickeln in diesem Kontext neue Lösungen. Harting hat im Projekt Fleximon eine neue Produktionsplattform auf Basis von Fertigungsmodulen entwickelt, die sich an die Anforderungen individueller Fertigungsprozesse anpassen. Gemeinsam mit dem COR-Lab der Universität Bielefeld ist es gelungen, die klassische Funktionsweise einer Maschinensteuerung aufzubrechen und die Arbeitsabläufe in der Maschine in Abhängigkeit von leicht änderbaren Arbeitsplänen auf der Planungsebene zu koordinieren. Die modulare Systemarchitektur ist Basis für Anwendungen im Bereich der Mitarbeiterassistenz, des Prozessmonitorings und der Systemoptimierung. Phoenix Contact hat mit dem Institut für industrielle Informationstechnik der Hochschule Ostwestfalen-Lippe intelligente Automatisierungskomponenten wie Steuerungen, Bedien- und Feldgeräte konzipiert.

Die Ergebnisse zeigen, wie eine durchgängige Datenkette mit einem gemeinsamen Datenformat das Engineering von Maschinen und Produkten vereinfacht. Flexible und wandlungsfähige Fertigungseinrichtungen werden geschaffen, mit denen sich individualisierte Artikel bis zur Losgröße Eins wirtschaftlich herstellen lassen. Einsparpotenziale bis zu 30 Prozent werden erwartet. Weidmüller hat mit dem Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn Technologien der Selbstoptimierung in Umformprozesse wie das Stanz-Biegen und das Walzprofilieren implementiert. Dadurch werden Produktivität und die Ressourceneffizienz der Verfahren gesteigert. Die Prozesssicherheit und Qualität stehen ebenfalls im Fokus. Es konnten zudem Einrichte- und Rüstzeiten um rund 20 Prozent reduziert werden.

Technologietransfer in den Mittelstand

Die Forschungseinrichtungen des Spitzenclusters haben neue Basistechnologien für intelligente Produkte und Produktionsverfahren entwickelt. Dabei werden die Bereiche Selbstoptimierung, Mensch-Maschine-Interaktion, intelligente Vernetzung, Energieeffizienz und Systems Engineering abgedeckt. Diese Technologien können Unternehmen – insbesondere KMU – jetzt nutzen. In 39 Transferprojekten wurden neue Technologien in Unternehmen eingeführt. Mindestens 80 weitere werden in den nächsten beiden Jahren umgesetzt. Die Unternehmen können so den Zugang zu praxiserprobten neuen Technologien erhalten, die sie schnell und einfach anwenden können. Gerade für kleine und mittlere Unternehmen bietet der Forschungsverbund somit die Chance, ihre Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern. So hat beispielsweise das Unternehmen Venjakob Maschinenbau aus Rheda-Wiedenbrück in Kooperation mit dem Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn selbstkorrigierende Funktionen für seine Lackieranlagen erarbeitet und dadurch Potential zur Effizienzsteigerung ermittelt.

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Die hohe Varianz der zu lackierenden Werkstücke sowie immer kleiner werdende Losgrößen erfordern verstärkt anpassungsfähige Lackieranlagen, die die gewünschten Ergebnisse hinsichtlich Qualität und Ausbringungsmenge bei Abnehmern erzielen. Durch Ansätze aus dem Condition Monitoring kann die Lackieranlage individuell entscheiden, ob ein hocheffizienter Materialeinsatz realisiert oder eine sehr hohe Ausbringmenge erzielt werden soll. Die Brandt Kantentechnik GmbH – Hersteller von Kantenanleimmaschinen aus Lemgo – hat in Kooperation mit dem Institut für industrielle Informationstechnik der Hochschule Ostwestfalen-Lippe seine Automatisierung verbessert. Die Vielzahl eingesetzter Feldbusse innerhalb der Maschine führt zu Geschwindigkeits- sowie Funktionalitätsverlusten. Durch den Einsatz von Integrationskonzepten für geeignete Ethernet-basierte Feldbusse können insbesondere die Wiederverwendbarkeit und Austauschbarkeit der eingesetzten Komponenten verbessert werden. Dadurch wird der Entwicklungsprozess vereinfacht. Gleichzeitig ermöglichen Mechanismen zur Selbstkonfiguration eine Reduzierung der Aufwände für Inbetriebnahme und Wartung der Maschinen.

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