Automobilindustrie setzt die Vernetzungsstandards
VDI nachrichten, Hannover, 11. 4. 08, Si – Der weltweite Wettbewerbsdruck in vielen Industriezweigen, besonders aber in der Automobilindustrie, beflügelt die Hersteller der elektrischen Automatisierungstechnik. Mit mehr als 10 000 neuen Arbeitsplätzen allein in 2007 präsentiert sich die Branche zur Hannover Messe als eine echte Jobmaschine für Deutschland.
Der weltweite Markt für Automatisierungssysteme in der diskreten Produktion entwickelt sich laut dem Bostoner Marktforschungsunternehmen ARC Advisory Group bis 2011 mit einem durchschnittlichen jährlichen Wachstum von 6,8 % auf 23 Mrd. $ (2006: 17 Mrd. $). ARC-Analyst Himanshu Shah: „Ein Grund für das gut laufende Geschäft ist die große Anzahl von Herausforderungen und wechselnder Bedingungen im globalen Wettbewerb und hier besonders in der Automobilindustrie.“
Die Kfz-Hersteller sind durch den hohen Wettbewerbsdruck immer Vorreiter der Automatisierung gewesen, wie der Einsatz der ersten Produktionsbänder bei Ford in den USA schon Anfang des letzten Jahrhunderts belegen. Durch die zunehmende Arbeitsteilung zwischen Zulieferanten und Automobilherstellern konnte die Branche zudem kontinuierlich ihre durchschnittlichen Produktionszeiten je Fahrzeug reduzieren – von rund 33 h in 1998 auf heute weniger als 23 h.
Ziel für die künftige Produktion in der Automobilbranche ist laut Thomas Schott nun „eine Reduzierung der Lebenszykluskosten um 10 % bis 15 %, von der Planung über das Engineering, den Start-up und die Produktion“. Daran, so der Leiter des Bereichs Factory Automation bei Siemens Industry, Nürnberg, würden die Planungsabteilungen der Hersteller gemessen. Seitens der Kfz-Industrie lassen sich Zeit und Kosten durch Standardisierung in allen Entwicklungsphasen reduzieren, während die Automatisierungslieferanten von den Automobilbauern stärker in die Planung und Optimierung der Produktion eingebunden werden.
Schott: „Bereits 1996 haben wir ein Kompetenzzentrum Automotive aufgebaut, hier werden gemeinsam mit den Automobilherstellern und Anlagenlieferanten neue Automatisierungskonzepte, von der Presse bis zur Endmontage, auf ihre Produktivität hin optimiert, in Piloteinsätzen getestet und zur Serienreife geführt.“ Das sei auch ein Feld für das Konzept der Digitalen Fabrik. Durch den Einsatz neuester Technologien beim Prototyp einer Fertigungszelle im Karosserierohbau konnte der Automatisierungsexperte die Investitionskosten um ein Drittel drücken. Schott: „Die Kommunikation innerhalb der Zelle und nach außen läuft über Profinet, dem mit Aida vereinbarten Standard der deutschen Automobilindustrie. Dazu kommt das drahtlose Profinet einschließlich der Sicherheitstechnik per Profisafe.“ Sei bisher die Ablösung von Schleppleitungen oder Schleifringen wegen der aufwändigen Sicherheitstechnik nicht möglich gewesen, so ließen sich nun mit industriellem Wireless LAN schwer zugängliche Bereiche abdecken und komplexe Sicherheitslösungen einfacher realisieren.
Ähnlich sieht das Ludwig Leurs, Entwicklungsleiter Kommunikationstechnik bei Bosch Rexroth, Lohr: „Die Integration der Sicherheitstechnik in die Feldbuskommunikation war vor rund acht Jahren Diskussionsthema und ist erst heute eine Selbstverständlichkeit geworden.“ Diese zeitliche Verzögerung hänge ganz klar mit der Entwicklung von Industrial Ethernet zusammen. Leurs: „Wir waren sehr früh bei den Tests und Versuchen dabei, sichere Antriebstechnik mit Profisafe in die Feldbuskommunikation zu integrieren.“ Treiber wäre hier beispielsweise Daimler gewesen. Von dort sei allerdings auch die klare Absicht gekommen, das nur über Ethernet zu realisieren, denn der direkte Zugang zu den Automatisierungsgeräten gehe am einfachsten über PC und Ethernet. Leurs: „Wir stellen daher fest, dass integrierte Safety-Lösungen in der Breite eingeführt werden, weil das durch Industrial Ethernet deutlich vereinfacht wird.“ Als aktuelles Beispiel für Industrial Ethernet in der Automobilproduktion führt Siemens-Marketingmanager Manfred Fürsattel die Modernisierung einer Pressenstraße bei BMW in München an. Diese Straße bestehe aus vier in einer Reihe angeordneten hydraulischen Pressen, einer Beölstation und einem Entnahmeband am Ende der Strecke. Die Zufuhr der Materialen und den Transport der Teile innerhalb der Strecke übernähmen neun zweiachsige „Feeder“. Fürsattel: „Mögliche Kollisionen zwischen Entnahme- und Belade-Feeder konnten wir dadurch lösen, dass die zwischen zwei Pressen agierenden Feeder in den kritischen Bewegungsphasen zwangsweise lagesynchron bewegt werden. Dafür ist allerdings der Lageregeltakt aller Feeder zu synchronisieren, und hier kommt Profinet mit dem isochronen Echtzeitverhalten ins Spiel.“ Die einzelnen Steuerungen der Pressenstraße seien über diese isochrone Echtzeitkommunikation miteinander verkettet, das gewährleiste einerseits die Synchronisation der Lagereglertakte aller Steuerungen und ermögliche andererseits eine einfache Koordination der Feeder mit der Funktion „verteilter Gleichlauf“. Fürsattel: „Diese Echtzeitkommunikation zwischen allen Feedern sowie deutlich reduzierte Zykluszeiten auf der Feldebene wirkt sich unmittelbar auf die Produktivität der Anlage aus.“ ACHIM SCHARF
Die Fertigungszelle kommuniziert über Profinet
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