Diese 4 Themen werden im Maschinenbau 2020 wichtig

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Bedingt durch die Digitalisierung befindet sich aktuell die gesamte Wirtschaft im Umbruch. Zudem nehmen Umwelt- und Energiethemen einen immer höheren Stellenwert ein. Davon bleibt natürlich auch der Maschinenbau nicht ausgenommen. Ganz im Gegenteil: Neue Regularien, zunehmender Druck auf den Weltmärkten und veränderte Kundenbedürfnisse fordern Innovation in der Branche, wodurch sich für die Industrie ganz neue Möglichkeiten bieten. Manuel Keller, Segment Marketing Specialist MOEM bei Eaton, zeigt vier Themenfelder auf, die im nächsten Jahr den Maschinenbau besonders prägen werden.

Energieeffizienz
Im Jahr 2021 wird die neue EU-Ökodesign-Richtlinie in Kraft treten. Für die Industrie sind insbesondere zusätzliche Energieeinsparungen bei Elektromotoren geplant. Neu ist, dass nun auch Drehzahlregelungen einbezogen werden. Genau gilt ab dem 1. Juli 2021, dass die Energieeffizienz von Drehstrommotoren mit einer Nennleistung von 0,75 kW oder mehr und unter 1.000 kW, mit 2, 4, 6, oder 8 Polen dem Wirkungsgrad IE3 entsprechen muss. Ausgenommen davon sind Ex eb Hochsicherheitsmotoren. Um das Energieeinsparpotential von Anwendungen voll auszuschöpfen, gilt es, die optimale Antriebsform zwischen Motorstarter, Drehzahlstarter oder Frequenzumrichter zu bestimmen. Bevor hier eine Wahl getroffen wird, sollten Unternehmen eine umfassende Systemanalyse durchführen, um die effizienteste Lösung für die jeweilige Anwendung zu ermittlen. So ist es in den meisten Fällen sinnvoll, drehzahlverändernde Antriebe nur dort einzusetzen, wo sie verfahrenstechnisch notwendig sind. Ein wichtiges Instrument zur Steigerung der Energieeffizienz in Unternehmen ist die Einführung eines Energiemanagementsystems nach ISO 50001. Damit lassen sich Abläufe und Prozesse etablieren, die den Energieverbrauch deutlich reduzieren. Auf der einen Seite lässt sich so durch den reduzierten Verbrauch Geld sparen, auf der anderen Seite lassen sich in vielen EU-Ländern auch steuerliche Effekte realisieren. Grundvoraussetzung hierfür ist allerdings die Messbarkeit des Verbrauchs und dessen Dokumentation. Ein eleganter Weg dies umzusetzen ist durch die Nutzung von digitalen Leistungsschaltern, mit integrierter Class 1 Energiemessung, wie dem NZM von Eaton.

 

Standardisierung von Kommunikationsprotokollen in Smart Factories
Industrie 4.0 und Smart Factories sind aktuell viel diskutierte Themen. Hierfür die richtigen Grundlagen zu schaffen ist jedoch vielmals noch eine grosse Herausforderung – besonders, wenn es um die Kommunikation der eingesetzten Maschinen untereinander geht. Mit einer babylonischen Verwirrung diverser Kommunikationsprotokolle lässt sich dies nicht umsetzen. Mit OPC Unified Architecture (OPC UA) existiert bereits seit längerem ein plattformunabhängiger Standard für den Datenaustausch zwischen Maschinen. Aktuell dominieren noch herstellerabhängige Protokolle, doch können wir davon ausgehen, dass in nächster Zeit Maschinen- und Anlagenbetreiber zunehmend einheitliche Standards fordern werden. OPC UA, ggf. in Verbindung mit dem TSN Standard (Time Sensitive Networking) für Echtzeitkommunikation, erscheint dafür als vielversprechende Plattform. Dabei geht es darum, dass zunächst gleiche Maschinentypen die gleiche Sprache sprechen. Dieser Ansatz ist sinnvoll, da sich die Kommunikationsanforderungen sehr stark unterscheiden. Werkzeugmaschinen liefern andere Daten, als sie etwa in der Nahrungsmittelproduktion entstehen. Dafür werden aktuell für viele Industriesegmente sogenannte Companion Specifications entwickelt, in denen Informationsmodelle für Maschinentypen in den einzelnen Industriesparten vereinbart werden. Sehr weit fortgeschritten ist z.B. die Companion Spezifikation der Verpackungsindustrie. Dass bei solchen hochautomatisierten, langen Prozessketten zuerst der Wunsch nach Standardisierung aufkommt, ist nachvollziehbar. Andere Branchen wie die Roboterindustrie ziehen aktuell nach. Hersteller sollten für das nächste Jahr auf jeden Fall damit rechnen, dass Kunden mit entsprechenden Forderungen auf sie zukommen.

Evolution des Digital Twin
Aktuell sind sogenannte Digital Twins ein Ansatz, der vor allem in der Entwicklung Verwendung findet. Die digitalen Abbilder von Maschinen werden etwa für Simulationen genutzt, um damit Entwicklungszyklen zu verkleinern. Da ist es naheliegend, dass das Konzept noch einen Schritt weitergedacht wird: Auch im laufenden Betrieb bietet ein virtuelles Abbild von Maschinen oder kompletten Anlagen und ganzen Fabriken grosse Vorteile. Würde für die Produktentwicklung ein digitaler Zwilling verwendet, der den aktuellen Zustand einer Maschine oder Produktionsanlage widerspiegelt, ist es naheliegend, dieses einmal erstellte Datenmodell auch für die Betriebsphase weiter zu verwenden. Sensordaten aus dem laufenden Betrieb könnten so sehr einfach mit „Sollwerten“ aus dem digitalen Zwilling verglichen werden, um so Abweichungen leicht zu erkennen und die Verfügbarkeit der Maschine zu verbessern. Auf Basis dieses „Ist-Soll-Vergleiches“ liessen sich die Vorarbeiten, um Methoden wie Predictive Maintenance sinnvoll nutzen zu können, deutlich reduzieren.

Consumerisierung der Industrie
Die Maschinenbedienung war in den letzten Jahrzehnten einem grossen Wandel unterworfen. Hebel, Räder und Stellschrauben wichen zunehmend Displays und Drucktastern, später Displays mit Touch-Bedienung. Touchdisplays sind mittlerweile ein fester Bestandteil des Alltags, wir zoomen und wischen ganz intuitiv. Das erwartet, vor allem die jüngere Generation, dann auch am Arbeitsplatz. Displays der ersten Generation, die nur auf Druck reagieren und häufig noch mit komplizierten Menüs aufgebaut sind, erfüllen funktional noch vollständig die Anforderungen und sind für einfache Anforderungen sicherlich noch vollkommen ausreichend. Multi Touch wird seinen Siegeszug auch in der Industrie jedoch weiter fortsetzen. Ein nächster Schritt wäre sogar, das Display von der Maschine zu trennen, so dass sich die Daten von einem Tablet oder Mobiltelefon zumindest auslesen lassen. Die Remote-Bedienung mit diesen Smart Devices ist dann sicherlich ein weiterer Schritt, der aber in puncto Sicherheit im Betrieb gut bedacht werden sollte.

Über Eaton
Eaton Electrical ist weltweit führend bei Produkten und Engineering-Dienstleistungen zur Energieverteilung, sicheren und unterbrechungsfreien Stromversorgung, Maschinen- und Gebäudeautomatisierung, Anlagen- und Motorschutz, Beleuchtungs-, Sicherheits- und Kabelmanagement sowie Komponenten für raue Umgebungsbedingungen und explosionsgefährdete Bereiche. Aufgrund seines umfangreichen Portfolios an Komplettlösungen ist Eaton in der Lage, sämtliche Herausforderungen des Energiemanagements zu bewältigen.
Eaton ist ein Anbieter von Energiemanagement-Lösungen und verzeichnete 2018 einen Umsatz von 21,6 Milliarden Dollar. Eaton bietet energieeffiziente Lösungen, die seinen Kunden dabei helfen, elektrische, hydraulische und mechanische Energie effizienter, sicherer und nachhaltiger zu nutzen. Wir von Eaton haben uns dem Ziel verschrieben, durch den Einsatz unserer Energiemanagement-Technologien und -Dienstleistungen für mehr Lebensqualität zu sorgen und die Umwelt zu schützen. Eaton beschäftigt etwa 99.000 Mitarbeiter weltweit und verkauft Produkte an Kunden in mehr als 175 Ländern. Weitere Informationen finden Sie auf Eaton.com.

 

 

EVENTS

VALVE WORLD EXPO

Weltweite Leitmesse für Industrie-Armaturen

Datum: 01. - 03. Dezember 2020

Ort: Düsseldorf (D)

Hardware

Schweizer Fachmesse für Werkzeuge und Eisenwaren

Datum: 10. - 12. Januar 2021

Ort: Luzern (CH)

BAUMAG Baumaschinen Messe

Schweizer Fachmesse für Baumaschinen, Baugeräte und Werkzeuge

Datum: 21. - 24. Januar 2021

Ort: Luzern (CH)

maintenance Schweiz

Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management

Datum: 10. - 11. Februar 2021

Ort: Zürich (CH)

Pumps & Valves

Fachmesse für Pumpen- und Ventiltechnik

Datum: 10. - 11. Februar 2021

Ort: Zürich (CH)

Filtech

Internationale Fachmesse für Filter- und Trenntechnologie

Datum: 23. - 25. Februar 2021

Ort: Köln (D)

interpack

Führende Messe für Prozesse und Verpackung

Datum: 25. Februar - 03. März 2021

Ort: Düsseldorf (D)

InTEC

Internationale Fachmesse für Werkzeugmaschinen, Fertigungs- und Automatisierungstechnik

Datum: 02. - 05. März 2021

Ort: Leipzig (D)

LogiMat

Internationale Fachmesse für Intralogistik

Datum: 09. - 11. März 2021

Ort: Stuttgart (D)

MIDEST

Die globale Show für alle industriellen Lohnbearbeitungs-Know-how

Datum: 16. - 19. März 2021

Ort: Paris (D)

LOPEC

International führende Fachmesse mit Kongress für Gedruckte Elektronik

Datum: 23. - 25. März 2021

Ort: München (D)

Hannover Messe

Weltleitmesse der Industrie - Industrie 4.0 trifft Logistik 4.0

Datum: 12. - 16. April 2021

Ort: Hannover (D)

MedTech Summit

Kongress technologie- und marktrelevanten Themen aus der Medizintechnik- und Gesundheitsbranche

Datum: 20. - 22. April 2021

Ort: Nürnberg (D)

Medtec Live

ein Joint Venture der MT-CONNECT und Medtec Europe

Datum: 20. - 22. April 2021

Ort: Nürnberg (D)

Control

Internationale Fachmesse für Qualitätssicherung

Datum: 04. - 07. Mai 2021

Ort: Stuttgart (D)

LABVOLUTION

Europäische Fachmesse für innovative Laborausstattung und für die Optimierung von Labor-Workflows

Datum: 05. - 06. Mai 2021

Ort: Hannover (D)

Ble.ch

Fachmesse für spanfreie Metall- und Stahlbearbeitung

Datum: 25. - 27. Mai 2021

Ort: Bern (CH)

SENSOR + TEST

Internationale Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik

Datum: 04. - 06. Juni 2021

Ort: Nürnberg (D)

Moulding Expo

Internationale Fachmesse Werkzeug-, Modell- und Formenbau

Datum: 08. - 11. Juni 2021

Ort: Stuttgart (D)

CastForge

Fachmesse für Guss- und Schmiedeteile mit Bearbeitung

Datum: 08. - 10. Juni 2021

Ort: Stuttgart (D)

Achema

Internationale Leitmesse der Prozessindustrie

Datum: 14. - 18. Juni 2021

Ort: Frankfurt am Main (D)

Securite Lausanne

Die Schweizer Fachmesse

Datum: 16. - 18. Juni 2021

Ort: Zürich (CH)

Automatica

Leitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 21. -24. Juni 2021

Ort: München (D)

LASER World of PHOTONICS

Weltleitmesse für Komponenten, Systeme und Anwendungen der Photonik

Datum: 21. - 24. Juni 2021

Ort: München (D)

SINDEX

Schweizer Messe für industrielle Automatisierung

Datum: 31. August - 02. September 2021

Ort: Bern (CH)

Drinktec Deutschland

Auf der Weltleitmesse der Getränke- und Liquid-Food-Industrie

Datum: 13. - 17. September 2021

Ort: München (D)

Swiss Medtech Expo

Advanced Manufacturing

Datum: 14. - 15. September 2021

Ort: Luzern (CH)

AM Expo

Formen und Bauteile aus dem Drucker

Datum: 14. - 15. September 2021

Ort: Luzern (CH)

Ilmac

Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie

Datum: 21. - 23. September 2021

Ort: Basel (CH)

Experience Additive Manufacturing

EXPERIENCE ADDITIVE MANUFACTURING ist die neue, innovative Fachmesse im Multi-Location-Format für additive Fertigung.

Datum: 21. - 23. September 2021

Ort: Augsburg (D)

FachPack

Europäische Fachmesse für Verpackung, Technik, Veredelung und Logistik

Datum: 28. - 30. September 2021

Ort: Nürnberg (D)

EMO Hannover

Weltleitmesse der Metallbearbeitung

Datum: 04. - 09. Oktober 2021

Ort: Hannover (D)

VISION

Weltleitmesse für Bildverarbeitung

Datum: 05. - 07. Oktober 2021

Ort: Stuttgart (D)

Motek

Internationale Fachmesse für Produktions- und Montageautomatisierung

Datum: 05. - 08. Oktober 2021

Ort: Stuttgart (D)

A + A

Internationale Fachmesse für Persönlichen Schutz, Betriebliche Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit.

Datum: 26. - 29. Oktober 2021

Ort: Düsseldorf (D)

transport-CH

Schweizer Nutzfahrzeugsalon

Datum: 10. - 13. November 2021

Ort: Bern (CH)

productonica

Innovation all along the line

Datum: 16. - 19. November 2021

Ort: München (D)

Mefa

Fachmesse für Fleischwirtschaft und Lebensmittelproduktion

Datum: 20. - 24. November 2021

Ort: Basel (CH)

NORTEC

Fachmesse für Produktionstechnik und Maschinenbau

Datum: 25. - 28. Januar 2022

Ort: Hamburg (D)

Swiss Plastics Expo

Schweizer Fachmesse Kunststoffindustrie

Datum: 25. - 27. Januar 2022

Ort: Luzern (CH)

Empack Schweiz

The Future of Packaging Technology

Datum: 26. - 27. Januar 2022

Ort: Zürich (CH)

aqua pro gaz

DIE SCHWEIZER MESSE DER TRINKWASSER-, ABWASSER- UND GASFACHLEUTES

Datum: 09. - 11. Februar 2022

Ort: Bulle (CH)

Siams

Die Messe der Produktionsmittel der Mikrotechnik

Datum: 05. - 08. April 2022

Ort: Halle d'Exposition, Moutier (CH)

POWTECH

Pharma.Manufacturing.Excellence

Datum: 26. - 28. April 2022

Ort: Nürnberg (D)

IFFA

Internationale Leitmesse für Fleischverarbeitung

Datum: 14. - 19. Mai 2022

Ort: Frankfurt (D)

IFAT

Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft

Datum: 30. Mai - 03. Juni 2022

Ort: München (D)

AMB

Internationale Ausstellung für Metallbearbeitung

Datum: 13. - 17. September 2022

Ort: Stuttgart (D)

Chillventa

Fachmesse für Energieeffizienz

Datum: 11. - 13. Oktober 2022

Ort: Nürnberg (D)

NEWCAST

Internationale Fachmesse für Präzisionsgussprodukte

Datum: 12. - 16. Juni 2023

Ort: Düsseldorf (D)

Bezugsquellenverzeichnis