Industrie 4.0 : Wie funktioniert modulare Automation bei Losgröße 1?

Geschmäcker sind bekanntlich verschieden. Das fängt schon beim Frühstück an: Die einen bevorzugen es eher knackig mit vielen Nüssen, andere setzen auf Früchte. Daher sind Knuspermischungen „on demand“ eine tolle Geschäftsidee. So enthält jeder genau jenes Müsli, das zu ihm passt – und das kommt bequem per Post nachhause. Persönliches Frühstück mittels Industrie 4.0 also – das ist längst keine Zukunftsmusik mehr. Und auch in anderen Bereichen werden Sonderanfertigungen, die automatisch hergestellt werden, immer wichtiger und beliebter. Unternehmen mit einer vernetzten Produktionsanlage haben hierbei deutlich die Nase vorn.

Damit das Szenario von Losgröße 1 on demand flächendeckend Realität werden kann, braucht es nicht mehr viel. Die Technologie dafür ist bereits vorhanden. Einzelne Maschinenmodule lassen sich mit speziell dafür konzipierten Softwarebausteinen ausrüsten. Antriebs- und Automationstechnik sind so in einem Produktionsverbund miteinander vernetzt. Das nennt sich modulare Automation – und das ist weitaus mehr als klassische Antriebstechnik. Verschiedene Anbieter entwickeln dazu Komplettpakete, die aus den entsprechenden Hard- und Softwarekomponenten bestehen.

Industrie 4.0, das Internet der Dinge, und immer mehr technisch ausgefeilte Möglichkeiten haben einen neuen Trend ausgelöst: Losgröße 1 – und zwar in verschiedenen Produktbereichen und zu einem leistbaren Preis. Das heißt: Moderne Fertigungsverfahren unterstützen die individuelle Produktion, sodass Unternehmen heutzutage bereits Sonderanfertigungen zu denselben Kosten produzieren können wie früher Produkte in Serienfertigung. Dabei spielt die Datenverarbeitung eine wichtige Rolle. Produktionsprozesse werden damit transparent. So ist jederzeit ersichtlich, wie weit fortgeschritten das Fertigungsprozedere bereits ist. Ein wichtiger Schritt in Richtung Losgröße 1 ist auch eine Softwareintegration des Lagerverwaltungssystems. Dann können alle IT-Systeme entlang der Wertschöpfungskette lückenlos miteinander kommunizieren und den Datenaustausch in Echtzeit sicherstellen.

Der Markt fordert immer flexiblere Herstellungsverfahren, kürzere Produktzyklen und individualisierte Produkte, die sich via IoT (Internet der Dinge) steuern lassen. Die Folge: Moderne Massenproduktion sieht heute anders aus als noch vor wenigen Jahren. In der Smart Factory steht die modulare Automation im Vordergrund, cyber-physische Systeme sind erforderlich. Damit sind kleine Fertigungsgrößen bis hin zur Losgröße 1 nicht mehr unmöglich. Moderne Anlagen sind hochflexibel und bieten gleichzeitig ein hohes Maß an IT-Sicherheit. Das ist eine wesentliche Voraussetzung, damit der digitale Wandel voranschreiten kann.

Die Anlage der Zukunft hat also einen modularen Aufbau. Die Informationsschnittstellen sind systemneutral, sodass jeder Modullieferant seine spezielle, für die Produktion erforderliche Einheit, einfach implementieren kann.

Bei Losgröße 1 kommt es vor allem auf Flexibilität und Geschwindigkeit an. Die Endverpackung spielt dabei eine große Rolle, denn Verpackungsart und -größe wechseln mitunter mehrmals pro Tag. Dafür passende Lösungen zu entwickeln, ist gar nicht so einfach. Individuelle Verpackungsmaschinen mit modularer Antriebstechnik sind hierfür die Lösung. Dabei müssen alle Komponenten innerhalb des Systems zuverlässig, präzise und sehr flexibel arbeiten, damit beispielsweise spezielle Maschinen wie der Kartonaufrichter oder der Kartonverschließer richtig funktionieren. Solche Maschinen schaffen es, in einer Minute aus 40 Papprohlingen 40 fertige Kartons zu machen.

Automatisierung ist nicht nur in der Produktion hilfreich. Auch in der Lagerlogistik dreht sich alles um den passenden Antrieb. In den verschiedensten Branchen gibt es ganz unterschiedliche Anforderungen an die Lagerlogistik und deren Software. Es geht um hohes Tempo sowie Kosteneffizienz und das bei maximaler Sicherheit und höchstmöglicher Energieeffizienz. In einem automatisierten Lager wird ein zuverlässiger Materialfluss sichergestellt. Mithilfe von Kameras können Roboter zum Beispiel Lagerbestände erkennen und die erforderlichen Produkte entnehmen.

Für viele kleine und mittelständische Unternehmen gestaltet sich der Einstieg in die Automatisierung und Herstellung von Losgröße 1 allerdings noch sehr schwierig, denn hierfür sind häufig hohe Investitionen erforderlich – Geld, das kleine und mittelständische Unternehmen nicht so ohne Weiteres haben. Deshalb haben einige Robotik-Hersteller neue, einfach bedienbare und vor allem kostengünstige Roboter hergestellt. Sie sind leicht zu integrieren und deutlich günstiger. Teilweise erreichen sie nicht dieselben Werte in Bezug auf Geschwindigkeit, Präzision oder Traglast wie die teuren Varianten, aber das spielt bei vielen Anwendungen keine Rolle. Low-cost-Roboter eignen sich für standardisierte Vorgänge oder einfache Pick-and-Place-Anwendungen. Sie entlasten bereits heute in der Metall- und Kunststoffindustrie die Mitarbeiter.

Ziel dabei ist es, Low-Cost-Roboter für wirklich kleines Geld anzubieten. Derzeit kosten einfache Geräte noch immer einiges. Niedrigere Produktionskosten hängen nicht zuletzt mit der Auswahl der Rohstoffe zusammen. Günstigere Varianten entstehen beispielsweise aus Kunststoff-Spritzguss.