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6/19 www.digital-manufacturing-magazin.de D, A, CH: 9,50 Euro, weitere EU-Länder: 11,70 Euro | ISSN 1867-9781

AUFBAU UND OPTIMIERUNG IT-GESTÜTZTER PRODUK TIONSPROZESSE Industrie 4.0 | Internet der Dinge

Auf dem Weg zur autonomen Fertigung

KI-basierte Qualitätssicherung in der variantenreichen Produktion

Liebe Leserinnen und Leser,

in vielen Produktionsbetrieben schrei-ten die Digitalisierung und die dafür notwendige Vernetzung stetig voran. Die Firmen haben gute Gründe dafür. Denn Vorteile wie mehr Effizienz und eine gesteigerte Wettbewerbsfähigkeit sind unbestritten. Aber es gibt auch eine Kehrseite der Medaille: Die Digita-lisierung in der industriellen Fertigung erhöht nämlich das Risiko von Cyber- Angriffen erheblich. So weist der VDMA auf einen deutlichen Anstieg erfolgrei-cher Angriffe auf die Produktionsanlagen deutscher Maschinen- und Anlagenbau-er hin. Umfragen des VDMA zeigen, dass bereits mehr als ein Drittel der vom Ver-band befragten Mitglieder von Produk-tionsausfällen betroffen waren. Kapital-schäden verzeichneten bereits die Hälfte der befragten Unternehmen.

Sie sehen, bei der Cyber-Security besteht für viele Unter nehmen ein drin-gender Handlungsbedarf – und zwar unabhängig von der Unternehmens-größe. Und in Zukunft dürfte sich die Be-drohungslage sogar noch verschärfen. So wird der neue Mobilfunkstandard 5G

dafür sorgen, dass künftig noch deutlich mehr Geräte, Sensoren und kritische Ser-vices vernetzt sind, als das heute noch der Fall ist. In den nächsten Jahren wer-den in den Industrieunternehmen IT und OT zunehmend verschmelzen. Dadurch ergeben sich für Cyber-Kriminelle erheb-lich mehr Angriffsflächen.

Deshalb ist es auch unbestritten, dass eine bessere Prävention und im Scha-densfall eine professionelle und schnel-le Hilfe von Experten entscheidend sind.

Wie diese aussehen sollte und wie die Firmen ihre Mitarbeiter für mehr Cyber-Sicherheit sensibilisieren können, dazu haben wir acht Sicherheitsexperten be-fragt. Sie finden die Antworten auf den Seiten 24 bis 26. Und warum es wichtig ist, dass Informationssicherheit unbe-dingt ein Teil der Unternehmenskultur werden sollte, lesen Sie im Beitrag auf den Seiten 28 und 29.

Viel Spaß beim Lesen!

Rainer Trummer, Chefredakteur

Mehr Schutz vor Cyber-Attacken

E D I T O R I A L

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Schnittstel-len für jeden Automatisie-

rungsgrad

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I N H A LT

NewsAktuelles aus der Branche 6

Titelstory: KI-basierte QualitätssicherungAuf dem Weg zur autonomen Fertigung 8

Industrial-Edge-Cloud-LösungenAutomatisierte und vernetzte Produktionsprozesse umsetzen 10

Predictive MaintenanceDer Instandhaltung Beine machen 12

DigitalisierungKünstliche Intelligenz: Der Smart-Factory-Enabler 14

AutomatisierungCNC-Dental-Fräsmaschine: produktiv und vernetzt 16

Identifikationslösungen Wo ist mein Auto? Echtzeitfunkortung in der Autoherstellung 18

WerkzeugmaschinenHochproduktive Fertigung für chirurgische Instrumente 20

Additive FertigungFertigungsqualität in der Serie 22

Expertenumfrage: IT-Security in der ProduktionAcht Security-Experten erläutern, welche Schutzmaßnahmen es gegen Cyber-Attacken gibt 24

IT-SicherheitCybersecurity in Produktionsprozessen 28

Manufacturing Execution Systems (MES)Mehr Dynamik durch Smart Factory 30

Manufacturing Execution Systems (MES)Was in eine smarte Fabrik gehört 32

Manufacturing Execution Systems (MES)Ad hoc Optimierungspotenzial aufgedeckt 34

ERP und DigitalisierungEine Zukunft für den Maschinen- und Anlagenbau 36

Störfalllösung und Wissensmanagement – eine modulare Software perfektioniert die digitale Instandhaltung. Die Lösung ermöglicht einen Anstieg der Produktivität um 20 Prozent. Bild: Körber Digital

Ein Autobauer setzt auf Echtzeit-Funkortung, um Karossen, Kompo-nenten und Produktionsmittel zentimetergenau zu lokalisieren. Was er damit realisiert, zeigt der Bericht ab Seite 18. Bild: Siemens

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Werksplanung mit Virtual RealityNoch besser optimieren 38

FernwartungMaschinen und Anlagen sicher im Blick 40

Robotik & Automatisierung Wellenmessmaschine automatisiert 42

EDITORIAL 3

MARKETPLACE 44

VORSCHAU, IMPRESSUM 46

Mager, Spezialist für warmverformte Sonderschrauben, hat 2018 ein MES eingeführt und konnte bereits mit der Pilotinstallation Prozessoptimierungen erreichen. Bild: Mager

Vernetzen Unternehmen ihre Geschäfts- und Produktionsabläufe stärker, können sie die Wettbewerbsfähigkeit spürbar steigern. Jedoch nur mit der richtigen IT-Infrastruktur. Bild: Sage

34 36

I N H A LT

Redaktionell erwähnte Anbieter und VeranstalterBechtle [S. 6], Böhme & Weihs [S. 34], Bosch Rexroth [S. 16], Carl Cloos [S. 6], Comatch [S. 28], Coscom [S. 7], DSAG [S. 6], Friedhelm Loh Group [S. 10], FZI [S. 24], German Edge Cloud [S. 10], Hewlett Packard Enterprise [S. 8], Industrie Informatik [S. 30], Insys [S. 6], Jakob Antriebstechnik [S. 7], Kaspersky [S. 24], KIT [S. 24], Körber Digital [S. 12], MHP [S. 14], NCP engineering [S. 6, 25], Phoenix Contact [S. 25], Rittal [S. 10], Sage [S. 36], Schwäbische Werkzeug-maschinen [S. 20], Sekas [S. 40], Siemens [S. 18, 25], Tarakos [S. 38], Trebing & Himstedt [S. 32], TÜV Rheinland [S. 26], TÜV SÜD [S. 22, 26], VDMA [S. 26], Yaskawa [S. 42].

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Titelanzeige: Hewlett Packard Enterprise (HPE)Die Idee der kundenindividuellen Massenproduktion besteht darin, für Losgröße eins den gleichen Automa-tisierungsgrad zu erreichen wie bei der Massenproduktion. Das erfordert eine agile Automatisierung, die in der Lage ist, sofort auf Änderungen

im Planungssystem und in der Produktionsumgebung zu reagieren. Ein Beispiel dafür, wie dieses Ziel erreicht werden kann, ist der Einsatz von maschinellem Lernen (ML) in der Video-Qualitätssicherung – betrieben auf Edge-Systemen in unmittel barer Nähe der Produktionslinie. Eine entsprechen-de Lösung von HPE Pointnext Services wird unter anderem in der Server-Produktion am Foxconn-Standort im tschechi-schen Kutna Hora eingesetzt.

Hewlett Packard Enterprise (HPE) demonstriert diese Video-Analytics-Lösung zusammen mit weiteren Industrial-IoT-Lösungen auf den folgenden Veranstaltungen: SPS, 26. bis 28. November 2019, Messe Nürnberg, Halle 7/394 und HPE Discover More, 3. und 4. Dezember 2019, Internationales Congress Center München.

Hewlett Packard EnterpriseE-Mail: [email protected]: www.hpe.com/de/iot

N E W S

C O S C O M

Neues ECO-System für die FertigungEin altbekanntes Pro-blem in der Fertigung: Eine universelle Kom-munikationstechno-logie und allgemein gültiges Austausch-datenformat für fer-tigungsnahe Anwen-dungen gibt es nicht. Es entstehen viele In-formationen, die nicht miteinander in Bezie-hung gesetzt und ab-geglichen werden können. Die Lösung: Ein neues Eco-System von Coscom soll die Prozesse in einen größeren Kontext stellen und dem Unternehmen die Frei-heit geben, zu entscheiden, wer Daten bereitstellt und wer von außen auf die Daten zugreifen darf. Ziel ist die zent-rale Verwaltung, Organisation und Auf-bereitung der benötigten Daten für den Start einer Werkzeugmaschine: NC-Programme, Betriebsmitteldaten und Anweisungen. All diese Informa-tionen werden in einer Plattform ver-eint und die dafür benötigte IT-Infra-struktur, etwa PLM- und ERP-Systeme, CAD/CAM- und Simulationssysteme sowie Werkzeugmess- und Lagersyste-me miteinander vernetzt. Erreicht wird das durch die Integration der Coscom Werkzeuge Tool- und FactoryDirector. Daten werden aus unterschiedlichen

Quellsystemen in Beziehung gestellt und somit Dateninseln in der Fertigung zu einem einheitlichen Daten- und In-formationspool vereint. Mit diesem An-satz wird das Unternehmen möglichst flexibel in der Systemauswahl und dem zukünftigen Systemausbau der operati-ven CAD/CAM- und Maschinensimula-tionssysteme, da der generische Werk-zeugdatenbestand in der zentralen Datenplattform zu jedem Zeitpunkt au-tomatisch für ein neues Zielsystem auf-bereitet werden kann. Zudem dienen neu entwickelte Browser-basierte Ap-plikationen dazu, Teilarbeitsprozesse in der Fertigung mit dem digitalen Daten-prozess zu verknüpfen. Smarte Devices, wie Smartphones oder Tablet PCs. Das erzeugt eine hohe Konnektivität inner-halb der Systemlandschaft und einen standardisierten Zugriff auf die Daten.

J A K O B

Große Werkstücke problemlos spannenWerkstücke bis 50 Zentimeter werden meist mit Drei- beziehungsweise Vier-backenfutter mechanisch und manu-ell aufgespannt, oder automatisch per Pneumatik oder Hydraulik. Werden die zu bearbeitenden Werkstücke allerdings größer, kommen Planscheiben zum Ein-satz. Sie halten mittels Klauenkästen und Spannspindeln wesentlich größere Teile. Jakob bietet 7 Standardgewinde-größen von TR 50 bis TR 200, mit denen, dank dem bewährten Prinzip der Kraft-vervielfältigung mittels Keilspannsys-tem, Spannkräfte von bis zu 500 kN er-reicht werden können. Außerdem wird

eine Selbsthemmung in jeder Spann-stellung sowie ein hohes Maß an Stei-figkeit erreicht. Die Kraftspannspindeln sind mit einer internen Umschaltauto-matik ausgestattet, um zwischen Au-ßen- und Innenspannung umschal-ten zu können. Die Kraftspannspindeln MSP/MSPD von Jakob Antriebstechnik erzielen sehr hohe Spannkräfte, einen großen Kraftspannhub bei einfacher Be-dienung und Montage.

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Anmeldung: ibhsoftec.automation-workshops.deoder Anmeldung unter:

www.automatisierungstreff.com/workshops

IIoT-Workshop für Anwender:

Condition Monitoring einfach & schnell umsetzen26.03.2020 • 10:00 – 17:00 Uhr

Themenüberblick:

• IIoT-Lösungen verstehen & umsetzen

• Condition Monitoring aus der Praxis

• Teil 1: Mit DATAEAGLE CMS in 1 h online (auf Basis des CISS-Sensor von Bosch sowie der Monitoring-Lösung von Schildknecht)

• Teil 2: Cloud-basierte Condition Monitoring-Lösung mit ihrem IO-Sensor

• Teil 3: Lokale Zustandsüberwachung ohne Cloud

Der Workshop richtet sich an Automatisierer, Sensorhersteller, Systemintegratoren und Maschinenbauer, die Projekte in den Berei-chen Zustandsüberwachung und vorraus-schauende Wartung haben. Bringen Sie Ihren eigenen Sensor mit oder arbeiten Sie mit unserem DATAEAGLE Condition Monitoring System.

Teilnahme & Anmeldung:

Die Teilnehmerzahl ist auf 15 Personen begrenzt.

Die Praxisteile finden in kleinen Gruppen statt. Die Teilnahmegebühr beträgt 150,00 € zzgl. MwSt. Die Gebühr enthält: Teilnahme am Workshop, Cloud-Login, Unterlagen und Verpflegung. Mitzubringen ist Laptop und optional ein Sensor. Das DATAEAGLE CMS kann mit einem Sonder-rabatt nach dem Workshop erworben werden.

Anmeldung unter [email protected] sowieTel.: 07144 897180



Themenüberblick:













Themenüberblick:













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C A R L C L O O S

Schweißroboter programmiert sich selbstInsbesondere im Stahl- und Metallbau ist der Program-mieraufwand für das auto-matisierte Schweißen von Einzelstücken oftmals un-verhältnismäßig hoch. Das möchte Carl Cloos nun än-dern: Mit dem Instant Robot Programming System (IRPS) sollen sich Programme für das automatisierte Schwei-ßen in kürzester Zeit erstel-len lassen. Die Carl Cloos Schweißtechnik GmbH bietet das neue System in Koope-ration mit dem niederländi-schen Unternehmen Instant-Pro B.V. an. Bei dem Verfahren positioniert der Bediener das geheftete Werkstück zu-

nächst frei auf der Arbeitssta-tion der Roboteranlage. Dann startet ein Scanvorgang, wo-bei ein an einem Längsfahr-werk montierte Scanner die Arbeitsfläche abtastet. Das IRPS wandelt die gespei-cherten Daten des Scanners in ein 3D-Modell und gene-riert automatisiert das Ro-boterprogramm. Danach überträgt das IRPS das Robo-terprogramm inklusive aller Schweißdaten an die Robo-tersteuerung. Der Bediener startet den Schweißvorgang. Individuelle Änderungen und Parameteranpassungen können dabei einfach und in-tuitiv vorgenommen werden. Der Bediener benötigt keine detaillierten Schweiß- und Roboterkenntnisse. Durch die vollständige Automati-sierung der Programmierung profitieren die Anwender von einer effizienten und flexib-len Schweißfertigung.

N C P A U F D E R I T - S A

Sichere Leitungen im FokusNCP hat auf der It-sa 2019 Version 12.0 seiner Secure Enterprise und Entry Clients sowie des für Juniper Net-works SRX Series Firewalls optimierten Exclusive Remo-te Access Clients freigegeben. Alle drei NCP VPN Clients ver-fügen über Features wie bio-metrische Authentisierung, Seamless Roaming, Friendly Net Detection und VPN Path Finder Technology. In Versi-on 12 wurden eine Home-Zone-Funktion, das Verbin-dungsmanagement sowie der Support-Assistent opti-miert. Neu sind die IPv4/6-Dual Stack-Unterstützung sowie die Einführung eines QoS Moduls (Quality of Ser-vice). Über Letzteres lassen sich bestimmten Anwendun-gen im Tunnel eine zugesi-cherte ausgehende Datenra-te zuteilen. Werden über die Datenleitung gleichzeitig große Dateitransfers durch-geführt, E-Mails gesendet und IP-Telefone verwendet, kommt es sehr schnell zur

vollen Auslastung des Verbin-dungsmediums. Mit der Prio-risierung des Datenstroms können beispielsweise VoIP-Anwendungen bei der Zutei-lung von Bandbreite bevor-zugt werden, sodass immer die benötigte Bandbreite für eine qualitativ hochwer-tige Anwendung ohne Ab-brüche oder Verzerrungen bereitgestellt wird. Die IPv6-Funktionalität wurde im Cli-ent ausgebaut. Durch die IPv4 / IPv6 Dual Stack-Unter-stützung wird innerhalb des VPN-Tunnels sowohl das IPv4 als auch das IPv6 Protokoll unterstützt. Mit der Home-Zone-Funktion kommt ein für den Home Office-Bereich speziell eingerichtetes Nut-zungsprofil zum Einsatz. So-bald der User auf den Button „Home Zone“ klickt, schaltet der Rechner automatisch in diesen Modus um. Es greifen nun vom Administrator vor-definierte, spezielle Firewall-Regeln, die nur für den Home Office-Bereich gelten.

I N S Y S - B E C H T L E - K O O P E R A T I O N

Know-how für DigitalisierungsprojekteInsys icom, Anbieter im Bereich industrieller Datenkommuni-kation und Vernetzung, und das Regensburger IT-System-haus Bechtle arbeiten ab sofort in einer Partnerschaft enger zusammen. Bei der Einfüh-rung eines Digital Workspace am Hauptsitz Regensburg lern-te Insys icom Bechtle als Ex-perten fürs Digital Workplace kennen. Im Zuge des Projekts entdeckten beide Unterneh-men gemeinsame Potentia-le, die sie für die derzeitige IT-Channel-Offensive von Insys icom nutzen können. Für zu-künftige Digitalisierungspro-jekte bringt Bechtle Regens-burg sein Know-how in der IT

ein, das sich von IT-as-a-Service über Multi-Cloud-Computing bis zu Enduser-Services er-streckt. Das umfasst die kom-plette IT-Infrastruktur – darun-ter Hosting, Windows 10 und Office 365 bis hin zu Wlan und Lan sowie Workspace-as-a-Ser-vice. Insys bringt im Gegenzug langjährige Erfahrungen in der OT (Operational Technology) ein. Die Hardware- und Soft-ware-Lösungen des Anbieters vernetzen Maschinen und An-lagen. Zudem erfassen sie Be-triebs- und Produktionsdaten und übermitteln sie sowohl an produktionsnahe IT-Systeme wie MES oder Scada, als auch an Clouds oder ERP-Systeme.

D S A G - T E C H N O L O G I E T A G E 2 0 2 0

Der richtige Dreh für die Digitalisierung„Digitalisierung hat viele Sei-ten. Auf den richtigen Dreh kommt es an“ – so lautet das Motto der Technologietage 2020 der deutschsprachigen SAP-Anwendergruppe e. V. (DSAG). Am 11. und 12. Febru-ar 2020 erwartet die Interes-senvertretung mehr als 2.000 Teilnehmende im Congress Center Rosengarten in Mann-heim. „Unsere Unternehmen stehen unter enormem Wett-bewerbs- und Veränderungs-druck. Doch Digitalisierung hat viele Seiten. Wie bei ei-nem Zauberwürfel kommt es auf den richtigen Dreh des

passenden Steins zum opti-malen Zeitpunkt an“, erläutert DSAG-Technologievorstand Steffen Pietsch das Motto der Technologietage. Aus Sicht der DSAG gibt es mehrere Steine, die SAP richtig positio-nieren sollte, damit Unterneh-men ihre Digitalisierungsauf-gabe meistern können. Dazu gehört neben einer nahtlo-sen technischen und seman-tischen Integration auch, dass SAP bei der Dualität von Cloud und On-Premise nach-bessert, Investitionssicherheit schafft und realistische Migra-tionsstrategien liefere.

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I N D U S T R I E 4.0 ist Pionierarbeit für Rittal. Die Verantwortlichen arbeiten ge-meinsam mit Partnern und Lieferanten daran, die Basis für hochautomatisierte und vernetzte Prozesse zu legen. Mit Hil-fe von Analyse-Tools und Algorithmen, wie Mustererkennung, können die Pro-zesse kontinuierlich verbessert werden. Ein wichtiger Partner dabei ist German Edge Cloud, eine Rittal-Schwestergesell-schaft (beides sind Tochtergesellschaften der Friedhelm Loh Group).

German Edge Cloud unterstützt Rit-tal dabei, die Herausforderungen in der

Anlaufphase der neuen Digital Factory in Haiger erfolgreich zu bewältigen. Ge-meinsam bringen sie außerdem weitere Lösungen zur sicheren und datensou-veränen Digitalisierung und Vernetzung von Prozessen auf den Weg.

Rittal ist ein weltweit tätiger Sys-temanbieter für Schaltschränke, Strom-verteilung, Klimatisierung, IT-Infrastruk-tur sowie Software und Service. Das Unternehmen beschäftigt 12.000 Mitar-beiter in 18 Produktionsstätten und 80 Tochtergesellschaften weltweit. Im Jahr 2018 hat Rittal nach eigenen Angaben

einen Umsatz von 2,6 Milliarden Euro erzielt.

Die AnforderungenRittal hat in Haiger eine neue, hochauto-matisierte Produktionsstätte in Betrieb genommen. Die Vielfalt der verbauten Sensorik erlaubt völlig neue Möglichkei-ten der Analyse und Produktionssteue-rung. Die Herausforderung dabei war, aus der Vielzahl von Datenpunkten und Zeit-reihen – aus den Systemen unterschied-licher Hersteller – Informationen zu ge-winnen, die eine Aussage über wichtige

Automatisierte und vernetzte Produktionsprozesse umsetzen

Die Friedhelm Loh Group tut einiges in Richtung Industrie 4.0, Edge Computing und dem maschinellem Lernen.

Wie die Loh-Töchter Rittal und German Edge Cloud bei diesen Themen an einem Strang ziehen.

V O N U L R I K E P E T E R , F R E I E J O U R N A L I S T I N

I N D U S T R I A L - E D G E - C L O U D - L Ö S U N G E N

German Edge Cloud unterstützt Rittal dabei, die Herausforderungen in der Anlaufphase der neuen Digital Factory in Haiger erfolgreich zu bewältigen. Im Bild die Industrial Edge Cloud Appliance „Oncite“.Bild: German Edge Cloud

I N D U S T R I A L - E D G E - C L O U D - L Ö S U N G E N

KPI (Key Performance Indikatoren) des Gesamtprozesses ermöglichen. Im Fo-kus stehen zum Beispiel die Gesamtanla-geneffektivität (Overall Equipment Effec-tiveness – OEE) oder der First Pass Yield (FPY). Die OEE ist ein wichtiges Maß für die Wertschöpfung einer Betriebsanlage.

In der Anlaufphase der Produktion war außerdem ein primäres Ziel, Fehler und Optimierungspotenziale im hochauto-matisierten Prozess zu erkennen und schnellstmöglich Ursachen und Stell-schrauben zu finden. „Dieses ‚Debug-ging‘ des Produktionsprozesses über alle Produktionslinien – also echtes End-to-End – ist aufgrund der unterschiedlichen Herstellereinstellungen in der Regel sehr aufwändig und erfordert eine Suche in den verschiedenen SPS- und MES-Daten-banken, was der Suche nach der Nadel im Heuhaufen gleicht“, kommentiert An-dré Theilig, Manager Business Develop-ment bei German Edge Cloud.

Die LösungGerman Edge Cloud hat für Rittal eine intelligente Edge, die „GEC Edge ITaaS-Plattform“, eingerichtet. Diese sam-melt direkt auf dem Shopfloor die Da-tenpunkte aller Maschinen, MES- sowie SPS-Systeme – also eine Vielzahl an Schweißautomaten, Transportbändern, fahrerlosen Transportfahrzeugen und sonstigen Produktionsanlagen unter-schiedlicher Hersteller.

Auf Basis der gesammelten Daten werden Analysen in Form von Dash-boards generiert, die eine End-to-End-Visualisierung der Prozesse enthalten. Somit können auf einfache Weise Eng-pässe, Fehler oder sonstige Anomalien im Prozess erkannt werden.

Diese Datenbasis ist auch Grundlage für Lösungen in den Bereichen Maschi-nelles Lernen (ML) und Künstliche Intel-ligenz (KI). So werden an den Produkti-onsanlagen Geräusch-, Temperatur- und Vibrationssensorik-Daten akquiriert. Auf Basis dieser Daten und der durch KI iden-tifizierten relevanten Muster lassen sich Aussagen über den jeweiligen Zustand und Wartungsbedarf treffen.

„Aufgrund der hohen Komplexität un-serer vollständig vernetzten Fabrik war die Auslegung der Logistik-Systeme im Zusammenspiel mit den Maschinen und Anlagen nur durch Simulation realisier-bar. Die Produktionsanalytik-Lösungen von German Edge Cloud ermöglichen es

uns hier beispielsweise, Taktzeitschwan-kungen bei Produktmixen oder den ge-nauen Grund für Engpässe schnell zu identifizieren. Heute erkennen wir be-reits in der Inbetriebnahme-Phase Eng-pässe und Probleme, bevor sie im späte-ren Normalbetrieb Auswirkungen auf die Ausbringung haben. Zudem bekommen wir schon heute weiteres Potenzial für zukünftige Optimierungen aufgezeigt“, erklärt Carsten Röttchen, Geschäftsfüh-rer Produktion bei Rittal.

Fazit und AusblickRittal ist heute in der Lage, eine herstel-lerübergreifende End-to-End-Analyse der Produktions- und Logistikprozesse in seiner Produktion in Haiger umzuset-zen. Des Weiteren wird durch den Einsatz der Edge-Lösung Datensouveränität für den Kunden gewährleistet: der Kunde hat die volle Kontrolle. Die Historisierung der Datenpunkte neben der Echtzeit-Datenanalyse dient als Basis für späteres maschinelles Lernen und damit die Opti-mierung der KI.

André Theilig von German Edge Cloud erklärt: „Das beschriebene Verfahren wird von uns künftig auch als standardi-sierte industrielle Analytics-Anwendung auf der kürzlich gelaunchten Industri-al Edge Cloud Appliance ‚Oncite‘ ange-boten.“ Oncite wurde von German Edge Cloud mit den Produktpartnern Bosch Connected Industry, IoTOS, Innovo Cloud und Rittal als All-in-One-Edge-Lösung entwickelt. Es handelt sich dabei um ein für künstliche Intelligenz (KI) optimier-tes, schlüsselfertiges Plug-and-Produce-Edge-Cloud-Rechenzentrum inklusive Edge-IoT-Plattform und IIoT-Applikatio-nen für Industrie 4.0-Szenarien.

André Theilig ergänzt: „Oncite verar-beitet Daten direkt dort, wo sie anfallen, so dass die Unternehmen bei der Ver-netzung ihre Datensouveränität behal-ten. Beispielsweise in der Automobil-zuliefererkette ermöglicht Oncite den sicheren Supply-Chain-übergreifenden Datenaustausch mit den kommenden digitalen Produktionsplattformen der Hersteller und Top Tier Supplier. Dank der KI-basierten Analyse sind Unterneh-men auch in der Lage, ihre Produktion zu optimieren und die Qualität ihrer Produkte zu verbessern.“ jbi

Ulrike Peter ist freie Journalistin in Düsseldorf.

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D U R C H W E G P O S I T I V E Erfahrun-gen aus zwei vorausgegangenen Pro-jekten haben einen deutschen Premi-um-Automobilhersteller darin bestärkt, die Abläufe in der Vor- und Endmontage eines neuen Werks in deutlich erweiter-tem Umfang mit dem Echtzeit-Funkor-tungssystem Simatic RTLS (Real-Time-Location-System) von Siemens zu optimieren. Auf der sprichwörtlichen grünen Wiese wurden – teils schon zeitgleich zum Aufbau der Produktion – maßgeschneiderte, auf die Lokalisie-rungs-Plattform von Siemens gestützte Prozesse umgesetzt. Spezialisten von Siemens Chemnitz haben die bislang größte Installation dieser Art geplant, installiert, in Betrieb genommen und während des Anlaufs begleitet, einge-bunden in ein multinationales Team.

Was Echtzeit- Funkortung ist und kannDas Real-Time-Location-System (RTLS) er-fordert nur wenige und einfach zu nut-zende Komponenten. So vor allem die mobilen Transponder, die an Werkstü-cken, Werkstückträgern und Werkzeugen, aber auch an Robotern und fahrerlosen Transportsystemen (u.v.m.) befestigt wer-den können. Die Transponder senden in definierten Zeitabständen Positionssig-nale aus. Eine Infrastruktur aus Gateways erfasst diese Signale und überträgt sie an einen zentralen Locating Manager (Or-tungs-Server). Dieser errechnet daraus die Positionen (XYZ-Koordinaten) der Kom-ponenten und stellt diese über definierte Schnittstellen und konfigurierbare Regeln zur Verfügung. In Echtzeit und auf 30 Zen-timeter genau. Damit lassen sich die Posi-

tionen von bis zu mehreren Tausend Kom-ponenten räumlich exakt erfassen und für automatisierte Prozesse nutzen.

Ultraweit-Breitband- Technologie (UWB)Simatic RTLS nutzt zur Lokalisierung die Ultraweit-Breitband-Technologie (UWB) mit einem großen Frequenzbereich von 3 bis 7 GHz und einer Bandbreite von mindestens 500 MHz. Das ermöglicht eine Nahbereichskommunikation mit re-lativ schwachen Funksignalen bei einer verifizierten Zuverlässigkeit der Übertra-gung von 99,9996 Prozent. Der 2,4-GHz-Bereich wird nur noch zur Datenübertra-gung genutzt, beispielsweise Updates der Transponder-Firmware oder Signale zur Zeitsynchronisierung. Lokale Wirel-ess LANs in der Produktion werden somit durch die UWB-Technologie von Simatic RTLS nicht beeinträchtigt oder belastet.

Lokalisierung und Logik für prozesssichere Montage Die per RTLS ermittelten Positionsdaten sind eine essenzielle Größe für logische Verknüpfungen an den Schnittstellen der Vormontage zur Endmontage. Ebenso an diversen Arbeitsstationen in der Endmon-tage und darüber hinaus. In Verbindung mit Geo-Fences (virtuellen, frei definierba-ren Arbeitsräumen) um Transponder und Arbeitsstationen herum, lassen sich mit relativ geringem Aufwand und flexibel performante Prozesse umsetzen.

Elektronische Tinte statt LaufzettelDer Einsatz der Echtzeitortung beginnt in der Endmontage mit dem Aufsetzen ei-nes Transponders auf die lackierte Karos-se. An dieser Stelle erfolgt die „Taufe“ der Transponder: der Werker befestigt einen Transponder auf der Motorhaube und die feste ID des Tags wird vom überlager-

Wo ist mein Auto?Ein deutscher Autobauer setzt auf Echtzeit-Funkortung, um Karossen, Komponenten und Produktionsmittel

zentimetergenau zu lokalisieren. Was er damit über eine papierlose Vor- und Endmontage hinaus noch

realisiert, zeigt dieser Bericht.

V O N E V A - M A R I A B R U N Z L A F F

I D E N T I F I K AT I O N S L Ö S U N G E N

In der automobilen Vor- oder Endmontage finden die einzeln Komponenten und die Karosse zusammen. Bilder: Siemens

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ten Produktionsleitsystem mit den Fahr-zeugdaten verknüpft.

Erstmals sind hier auch die Transpon-der Simatic RTLS4083T mit einem 2,7“ großen E-Ink-Display im Einsatz, das mit Barcodes und beliebigem Klartext be-schrieben werden kann. Die Transponder mit Display sind grundsätzlich so konzi-piert, dass unterschiedliche, beispiels-weise stationsspezifische Inhalte ange-zeigt werden können.

Beim Automobilhersteller bleibt die Anzeige über den gesamten Durchlauf hinweg gleich. Das Display dient im Pro-zess unter anderem als Absicherung für den Automobilbauer, ist jedoch für den eigentlichen Ortungs-Prozess nicht zwin-gend erforderlich, da relevante Daten al-lein anhand der elektronischen Tag-ID und übertragenen Positionen zugeord-net werden können.

Auch bei einem unwahrscheinlichen Störungsfall des Transponders bleiben die Information auf dem E-Ink-Display erhal-ten, und beispielsweise Barcodes lassen sich noch per Handscanner erfassen. Zu-dem erhalten die Werker beim Aufbringen der Transponder auf die Karossen eine deutliche visuelle Rückmeldung, dass die Taufe erfolgreich verlaufen ist.

Am Ende der Hauptmontageline legt der Werker den Transponder von der Mo-torhaube der Karosse hinter die Wind-schutzscheibe, so dass das Fahrzeug die verschieden Teststationen wie den Spritz-wassertests durchlaufen kann und an-schließend auch noch an verschiedenen Nacharbeitsplätzen automatisch erkannt wird. So lassen sich etwas die korrekten Arbeitsanweisungen bereitstellen. In ei-nem letzten Geo-Fence-Bereich wird der Transponder aus dem Fahrzeug genom-men und alle Informationen – auch vom Display – werden automatisch gelöscht. Er ist bereit für den nächsten Durchlauf.

Von Anfang an klar definiert wurden auch Strategien für das Laden der E-Ink-Transponder, denn die Produktion soll durch die Technik unter keinen Umstän-den gestört werden. Dabei übertragen

die Transponder zyklisch ihren Lade-stand, damit sie rechtzeitig ersetzt, ko-piert und geladen werden können.

Steuerung aller Autoteile in Vor- und EndmontageIm Verlauf der Endmontage sorgen Simatic RTLS und das Produktionsleitsys-tem dafür, dass auch die der Hauptlinie zugeführten Komponenten wie Cockpits, Motoren, Antriebsstränge und Frontends immer an die richtige Karosse gelangen. Und dass die Karossen auch im angeho-benen und um die Längsachse gedreh-ten Zustand an jeder Stelle des Montage-bandes erkannt werden.

Dazu sind auch die jeweiligen Werk-stückträger der Komponenten mit einem Transponder versehen. So können die Komponenten auf separaten Linien ver-schiedenste Montageschritte durchlau-fen und anschließend wieder „ihrer“ Ka-rosse zugeordnet werden.

Ein besonderer Anwendungsfalls ist dabei die Ortung der Autotüren. Die Übergabe der Daten von der Karosse an ein anderes Werkstückträgersystem der Türen stellte eine besondere Herausfor-derung dar. Ebenso das Löschen der Dis-playinformationen auf den Transpondern nach erfolgter Rückführung der Türen zur Karosse nach Fertigstellung der Türen

damit diese wieder im jeweili-gen Vormontage-Kreislauf eingesetzt werden können.

Schraubprozesse automatisch verifizieren und freigebenFür die Steigerung der Prozesssicherheit und -qualität sind ebenfalls sogenann-te OEM-Transponder im Einsatz. Aktuell sind in rund 160 Schraubern OEM-Trans-ponder integriert. Über die projektier-baren Geo-Fences lässt sich einfach ve-rifizieren, ob sich der richtige Schrauber beziehungsweise die richtige Vorrichtung an der richtigen Stelle und Karosse befin-det. Nur dann gibt das führende System den Schraubprozess frei, was die Nutzung falscher Werkzeuge oder Verschraubungs-parameter sicher verhindert.

Alternativ lassen sich auch die Trans-ponder Simatic RTLS4030T an mobilen Schraubvorrichtungen montieren, die kei-ne Möglichkeit zur Integration eines Trans-ponders bieten, jedoch automatische Frei-gaben erhalten sollen.

Erweiterungen auf dem PlanBei voller Produktionsleistung werden über 4.000 Simatic RTLS-Transponder (Tags) in drei Varianten und diversen Anwendun-gen auf knapp 60.000 Quadratmetern maßgeblich beitragen zu prozesssicheren, effizienten und papierlosen Abläufen.

Der Automobilhersteller ist mit der Simatic RTLS-Lösung und deren Um-setzung rundum zufrieden. Das zeigen auch erste Anfragen nach Systemerwei-terungen im Bereich der Intra-Logistik. Und die Verantwortlichen überlegen, die Lokalisierungs-Plattform von Sie-mens an allen Produktionsstandorten zu vereinheitlichen. jbi

Eva-Maria Brunzlaff ist Projektleiterin in der Division Digital Industries bei Siemens.

RTLS erfordert nur wenige Komponenten: Die Transponder senden in definierten Zeitab- ständen Positionssignale aus. Eine Infrastruktur aus Gateways erfasst diese Signale und überträgt sie an einen zentralen Locating Manager.

Scheckkartengroße Transponder Simatic RTLS4083T mit 2,7-Zoll- E-Ink-Display und wiederauflad-barer Batterie machen die au-tomobile Vor- und Endmontage effizient und prozesssicher.

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Thomas BrandtHead of Presales, Consulting and Education bei Kaspersky

1. Da mit der zunehmenden Vernet-zung auch die Angriffsfläche größer wird, müssen mehrere Punkte bedacht werden. Erstens müssen alle Betriebssysteme und Anwendungsprogramme regelmäßig ak-tualisiert werden. Zweitens sollte man Sicherheitsupdates für alle Geräte immer sofort einspielen. Drittens muss man den Netzwerkverkehr auf Ports und Protokol-le, die auf Edge-Routern und innerhalb der OT-Netzwerke (OT = Betriebstech-nologie) der Organisation zum Einsatz kommen, beschränken. Viertens sollte man die Zugriffskontrolle für ICS-Kompo-nenten (ICS = Industrial Control Systems) im industriellen Netzwerk des Unter-

nehmens und an dessen Grenzen über-prüfen. Fünftens empfehlen wir den Ein-satz einer Schutzlösung auf ICS-Servern, Workstations und HMIs für die Über-wachung, Analyse und Erkennung des Netzwerkverkehrs. Eine solche Lösung ist beispielsweise Kaspersky Industrial CyberSecurity. Damit lässt sich das Netz-werk vor zufälligen Malware-Infektionen und dedizierten industriellen Bedrohun-gen schützen. Und zuletzt ist es wichtig, alle Mitarbeiter, Partner und Lieferanten, die Zugang zum Netzwerk haben, ent-sprechend zu schulen.

2. Viele Sicherheitsvorfälle sind auf Mitarbeiter zurückzuführen. Denn klickt ein Mitarbeiter auf einen infizierten E-Mail-Anhang oder gibt seine Daten auf einer Phishing-Seite ein, kann auch eine Sicherheitslösung nicht helfen. Da-her sollten alle Beteiligten – egal, ob sie in der Produktion oder im Back-Office arbeiten – in Sachen Cyber-Sicherheit regel mäßig geschult werden. Am erfolg-versprechendsten sind automatisierte Online-Services, die eine Kombination aus Micro-Learning, verschiedenen Kurs-formaten und einer kontinuierlichen Ver-tiefung bieten. Dabei sollten sie individu-ell auf die Mitarbeiter zugeschnitten sein.

3. Der Schutz muss mehrstufig sein; die Kombination aus Technologie und Mensch ist entscheidend: Die Verwen-dung einer dedizierten Sicherheitslösung für ICS-Infrastrukturen ist unabdingbar; sie schützt sowohl vor generischer Malware als auch vor zielgerichteten Angriffen. Zu-dem sollten Unternehmen ihre Mitarbeiter regelmäßig in Sachen Sicherheit schulen.

Jörn Müller-QuadeProfessor für Krypto-graphie und Sicherheit am KIT, Direktor am FZI und Sprecher des Kompetenzzentrums KASTEL

1. Zuerst müssen organisatorische Maßnahmen getroffen werden, da jede rein technische Lösung irgendwann ver-altet. Für einen wirksamen Schutz benö-tigt man einen IT-Sicherheitsbeauftrag-ten mit genügend Befugnissen. Deshalb sollte dieser direkt unter dem Chef an-gesiedelt sein. Außerdem empfehle ich, regelmäßig externe Hilfe in Anspruch zu nehmen, etwa Penetration Testing oder eine Sicherheitsberatung. Zusätzlich soll-te man sparsam vernetzen. Denn: Nicht jede Vernetzung macht Sinn, aber jede Vernetzung bietet neue Angriffswege. Der Schutz von vernetzten Produktions-anlagen ist technisch gesehen schwierig und komplex. Schließlich hat man Sicher-heits- und Realzeitanforderungen, die im Konflikt stehen können. Und Office- Lösungen sind nicht direkt übertragbar.

2. Die IT-Sicherheit hängt sehr stark an den Mitarbeitern. Man kann Sicherheits-maßnahmen nicht ernst nehmen oder sie sogar umgehen, beispielsweise aus Bequemlichkeit. Wichtige Maßnahmen sind ein IT-Sicherheitsbeauftragter, der sich verantwortlich fühlt, sowie Security- Awareness-Maßnahmen. Über die Zeit verlieren Awareness-Maß nahmen an Wirkung, daher kann es von Vorteil sein, sich diese „frisch“ von extern einzuholen.

Frühzeitig anfangen und konsequent umsetzenEine zunehmende Vernetzung und Digitalisierung in der industriellen Fertigung

führt zu einer wachsenden IT-Abhängigkeit und erhöht das Risiko für Cyber-Angriffe.

In jüngster Vergangenheit gab es einen deutlichen Anstieg erfolgreicher Angriffe auf

die Produktionsanlagen deutscher Maschinen- und Anlagenbauer. Welche Schutz-

maßnahmen es gegen Cyber-Attacken gibt und wie die Mitarbeiter erfolgreich dafür

sensibilisiert werden können, erläutern acht Security-Experten.

E X P E R T E N U M F R A G E : I T - S E C U R I T Y I N D E R P R O D U K T I O N

Fragen an die Teilnehmer:1. Mit der zunehmenden Digitalisierung der

Industrie und ihrer Vernetzung wächst das Bedrohungspotenzial von Cyber-Attacken deutlich. Wie können sich Produktions-unternehmen dagegen wirkungsvoll schützen?

2. Welche Rolle spielen die Mitarbeiter beim Thema Cyber-Sicherheit und wie können Unternehmen diese trainieren?

3. Wie können Unternehmen ein Maximum an Sicherheit in ihre Industrie-4.0-Systeme integrieren?

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Außerdem muss sich die Usability von Sicherheitsprodukten verbessern. Das würde den Mitarbeitern sehr helfen.

3. Ein Maximum an Sicherheit ist nicht das Ziel, sonst wäre die Lösung einfach. Denn: Das Maximum wäre gar keine Ver-netzung. Was wir brauchen, ist das richti-ge Maß an Sicherheit. Die ökonomischen Vorteile der Vernetzung sollten deutlich größer sein als das mit der Vernetzung verbundene Risiko. Ich halte die Frage, wie man IT-Sicherheitsrisiken quantitativ abschätzen kann, daher für die zentrale Frage in der IT-Sicherheitsforschung.

Benjamin IsakAccount Manager IIoT/Industrie 4.0 (DACH) bei NCP engineering

1. Neben Verschlüsselung, sicherer Fernwartung und der Identifizierung al-ler kritischen Assets im Produktionsnetz, ist eine kontinuierliche Überwachung der Kommunikation sinnvoll. Dadurch lassen sich Anomalien erkennen und unterbin-den. Weiterhin sollten Shopfloor-Akteu-re nicht direkt mit überlagerten IT-Syste-men (Topfloor), Clouds oder gar externen Stake holdern kommunizieren. Vielmehr ist hier eine zentrale Komponente essen-ziell, die die OT sicher und dediziert mit der IT und externen Stellen verbindet. Da-bei ist es wichtig, dass nur die notwendige Menge an Daten an genau das System ge-hen, für das sie gedacht sind.

2. Die Mitarbeiter spielen eine Schlüssel-rolle. Unternehmen sind hier in der Pflicht, Awareness für Cyber-Sicherheit zu schaffen und für das Thema zu sensibilisieren. Dabei sollten sie früh mit Angriffen und poten-ziellen Schäden konfrontiert werden, um das entsprechende Mindset aufzubauen. Auch ein grundlegendes Verständnis zwischen den verschiedenen Gruppen von IT- und OT-Mitarbeitern muss vorhan-den sein.

3. Dies lässt sich durch ein ganzheitli-ches und durchgängiges Security-Kon-zept erreichen. Beginnend bei zentralen Komponenten, Gateways, Firewalls über VPN und IDS/IPS, sollten Industrie-4.0-Systeme nach dem Security-by-Design- Ansatz entwickelt werden. Darüber hinaus sollten Produktionsnetze in sogenannte IIoT-Inseln segmentiert werden. Mögliche Angriffe lassen sich so schnell isolieren.

Außerdem ist eine lose Kopplung zwi-schen IT und OT unerlässlich, wie ich es bereits in der Antwort 1 erläutert habe. Zu guter Letzt darf der Faktor Mensch nicht außer Acht gelassen werden. Unterneh-men müssen ihre Mitarbeiter schulen und auf potenzielle Gefahren hinweisen. Dazu gehört auch die Unternehmensorganisa-tion. Silodenken war gestern.

Dr. Lutz JänickeCorporate Product & Solution Security Officer bei Phoenix Contact

1. Hier sind zwei Ziele zu verfolgen: die Limitierung möglicher Schäden, zum Beispiel durch gute Backups, oder die Begrenzung eines Angriffs durch Netz-segmentierung. Letzteres erweist sich als guter Ansatz für das zweite Ziel: die Redu-zierung der Angriffsfläche. Dafür muss der Betreiber seine Produktionsanlage verste-hen: Wo läuft welche Software? Und wer kommuniziert mit wem und wozu? Des-halb sollten Zugriffsmöglichkeiten auf das Notwendige beschränkt werden. Kompo-nenten und Systeme mit guten Security-Eigenschaften helfen hier weiter, man muss sie aber richtig einsetzen.

2. Viele Angriffe sind ohne die (unfrei-willige) Unterstützung der Mitarbeiter nicht möglich. Denn zahlreiche Angriffs-pfade führen über verseuchte Mailanhän-ge, Webseiten oder USB-Sticks. Die strikte Trennung von dienstlicher und privater Nutzung reduziert die Angriffsfläche auch an dieser Stelle. Die Mitarbeiter hier mit-zunehmen, erweist sich als Herausforde-rung für die Unternehmenskultur.

3. Security muss von Anfang an berück-sichtigt und laufend gepflegt werden. Das erfordert Fachwissen und Bewusstsein auf allen Ebenen des Produktionsunter-nehmens. Dabei sind zahlreiche Fragen zu klären: Was ist wichtig und schüt-zenswert? Dadurch ergeben sich Anfor-derungen an die Schutz mechanismen der Automatisierungslösung und der Komponenten. Oder verfügen die An-bieter über Security-Prozesse und bie-ten sie langfristige Pflege und Hilfestel-lung bei Security-Fragen an? Die Security muss dann durch Prozesse unterstützt werden. Sind die Berechtigungen aktu-ell und nicht mehr notwendige Zugän-ge gesperrt? Sind Schutzmaßnahmen

wie Firewalls und Virenscanner auf dem neusten Stand und richtig eingestellt? Und gibt es Schwachstellen, die man durch Updates oder andere Gegenmaß-nahmen schließen muss?

Franz KöbingerManager für Industrial Security bei Siemens Digital Industries

1 Hier geht es um mehr, als nur Ein-zelmaßnahmen zu definieren. Für einen wirkungsvollen Schutz benötigt man ein Gesamtkonzept, das alle wesentli-chen Bedrohungen abdeckt. Das geht nur über einen ganzheitlichen Ansatz. Siemens empfiehlt eine mehrschichtige Verteidigung, die Netzwerksicherheit, Integrität der Automatisierungssyste-me und Security-Monitoring-Maßnah-men beinhaltet. Der erste Schritt muss aber immer eine Risikoanalyse sein, zur Bewertung der Risiken und effektiven Bestimmung der Maßnahmen.

2. Analysen und Studien von erfolg-reichen Angriffen zeigen, dass in den meisten Fällen Phishing-E-Mails und Social Engineering eine wichtige Rolle gespielt haben. Diese nutzen die Arg-losigkeit der Mitarbeiter aus, um so an wertvolle Informationen zu gelangen oder Schadsoftware einzuspielen, um dann die Angriffe erfolgreich weiter zu führen. Daher sind Bewusstseinsbildung und Schulung der Mitarbeiter ein unver-zichtbarer Bestandteil jedes Security-Konzeptes. Security ist immer nur so stark wie ihr schwächstes Glied, und das sind oft die eigenen Mitarbeiter.

3. Das Ziel sollte nicht ein Maximum, sondern ein Optimum an Sicherheit sein. Eine hundertprozentige Sicherheit ist utopisch und damit auch ein Maxi-mum, das in der Stringenz weder bezahl-bar noch bedienbar wäre. Sicherheits-experten sprechen davon, dass sich mit 20 Prozent Aufwand 80 Prozent Sicher-heit erreichen lässt. Je näher man der 100-Prozent-Marke kommen will, des-to mehr steigt der Aufwand. Hier gilt es, die richtige Balance zu finden, bis nur noch ein vertretbares Restrisiko vorhan-den ist. Konkret heißt das: Auch Herstel-ler von Automatisierungssystemen soll-ten für ihre Produkte Risiko-Analysen durchführen, unter Berücksichtigung der

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beabsichtigten Nutzung. Darauf basie-rend können sie dann die erforderlichen Security-Maßnahmen und Eigenschaften für ihre Produkte festlegen.

Wolfgang KienerLeiter des Center of Excellence für Advanced Threats im Bereich Cybersecurity bei TÜV Rheinland

1. Wichtigste Hürden sind die Verän-derung der Organisationsstrukturen und die Definition von Verantwortlichkeiten. Fachbereiche in der Produktion verfol-gen primär Ziele hinsichtlich kosten-optimierter Produktionsprozesse unter Berücksichtigung von Betriebssicherheit und Qualität. Cyber-Security kommt als komplexes Thema mit hoher Bedeutung hinzu. Produktionsabteilungen werden zunehmend die fachliche Verantwor-tung für die Absicherungen von Anla-gen gegen Cyber-Angriffe übernehmen. Die Verschmelzung von OT und IT muss deshalb auf Governance- und Manage-ment-Ebene unterstützt, gesteuert und beschleunigt werden.

2. Cyber-Sicherheit fängt beim Men-schen an. Zum einen sind Menschen von Cyber-Angriffen betroffen, zum anderen sind Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in Unternehmen das schwächste Glied in der Abwehrkette – und damit das initiale Einfallstor. Deshalb ist die Durchführung von nachhaltigen Awareness-Trainings eine Herausforderung. Die Unternehmen müssen ihren Mitarbeitern die Gefahren durch Cyber-Angriffe praktisch und rele-vant vermitteln, zum Beispiel durch Spie-le mit einem privaten Bezug.

3. Durch die Digitalisierung von Pro-duktionsprozessen und deren Vernet-zung gibt es keine hundertprozentige

Cyber-Sicherheit. Dies wirkt sich zuneh-mend auch auf die funktionale Sicherheit aus. Unternehmen müssen das Zielni-veau der Sicherheit definieren und In-vestitionen in Maßnahmen risiko basiert vornehmen. Nur so lassen sich Produk-tionsausfälle mit der Gefährdung von Mensch und Umwelt vermeiden.

Stefan VollmerChief Technology Officer bei TÜV SÜD Sec-IT

1. Die immer stärkere Vernetzung von IT und OT, also von operativen Syste-men, stellt Produktionsunternehmen heute vor enorme Herausforderungen. Zwar wird oft in die IT-Sicherheit inves-tiert, aber noch nicht ausreichend in die Sicherheit der OT-Systeme. Hier muss ein ganzheitliches Sicherheitskonzept ansetzen. Häufige Schwachstellen für Cyber-Angriffe sind Datenübertragun-gen zwischen IT- und OT-Systemen, die nicht ausreichend gesichert sind. Hin-zu kommt, dass OT-Systeme rund um die Uhr laufen und es somit schwer ist, Sicherheits-Updates einzuspielen.

2. Wir betrachten beim Thema IT- Security immer das Dreieck aus Men-schen, Prozessen und Technologien. Unsere Erfahrung zeigt, dass die beste Si-cherheitstechnologie keinen optimalen Schutz bietet, wenn Prozesse und Mitar-beiter nicht in ausreichendem Maß ein-bezogen werden. Schulungen sind des-halb ein unverzichtbares Mittel, um die richtige Awareness bei den Mitarbeitern zu erreichen. Um den Erfolgsfaktor dabei zu steigern, empfehlen wir, diese nicht als Frontalunterricht, sondern interaktiv zu gestalten. Es gibt hier sehr innovative Ansätze, bei denen man Szenarien mög-lichst realitätsnah durchspielen kann.

3. Um Sicherheit in Systeme zu inte-grieren, müssen die Systeme vorab be-kannt sein. Es hat sich gezeigt, dass die schnelle Digitalisierung dazu geführt hat, dass nur wenige Firmen eine vollständi-ge Asset-Datenbank besitzen. In dieser Datenbank werden sämtliche Informa-tionen, zum Beispiel der letzte Stand der Security-Patches, abgelegt. Diese In-formationen sind die Voraussetzung für weitere Schritte auf dem Weg zur Absi-cherung einer industriellen Steuerungs-

anlage. Zusammen mit den korrekt im-plementierten und gelebten Prozessen kann man sich Schritt für Schritt einer besseren Sicherheit annähern. Die tech-nische Absicherung der Systeme stellt dabei den geringsten Aufwand dar.

Steffen ZimmermannLeiter Competence Center Industrial Security im VDMA

1. Zuerst einmal muss man anfangen. Der BSI-Grundschutz bietet dabei einen guten Start. Der VDMA hat spezifische Leitfäden und Checklisten für Produk-tionsunternehmen erstellt, um präven-tiv gut gerüstet zu sein. Relativ neu ist die Betrachtung der Cyber-Resilienz – sich auf erfolgreiche Angriffe gut vor-zubereiten. Ziel ist es dabei, schnell wie-der arbeitsfähig zu sein. Stichwort Back-up und Restore. Nach einem Brand kann man neue Maschinen kaufen, die Daten allerdings bleiben verloren.

2. Mitarbeiter sind Partner und die größ-te Stärke im Schutzverbund. Sie können kreativ denken; das schafft kein techni-sches Tool. Diese Stärke richtig einzusetzen und menschliche Schwächen abzutrainie-ren, ist Aufgabe der Unternehmensfüh-rung. Wichtig ist, dass alle Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter geschult sind im Umgang mit ihren Werkzeugen. Nicht jeder muss ein Hilfspolizist oder Feuerwehrmann sein, aber wann man das Telefon in die Hand nehmen muss und wen man bei Gefahr anrufen sollte, gehört zum Grundwissen. Frei nach dem alten Grundsatz „Gefahr er-kannt – Gefahr gebannt“ kann und muss jeder seinen Beitrag leisten.

3. Frühzeitig anfangen. Konsequent umsetzen. Nachhaltig unterstützen. Industrie-4.0-Systeme fallen nicht vom Himmel und liegen danach auch nicht in einer Schublade. Man designt, konstru-iert und entwickelt sie. Maschinen wer-den programmiert und Komponenten integriert. Systeme werden betrieben, bedient und gewartet. In diesem Pro-duktlebenszyklus die Security frühzei-tig zu integrieren und auch im Betrieb gemeinsam mit Herstellern und Betrei-bern für angemessene Security zu sor-gen, wäre der Idealzustand. Wir als Ma-schinen- und Anlagenbauer sind bereit, unseren Beitrag dazu zu leisten. r t


Fragen an die Teilnehmer:1. Mit der zunehmenden Digitalisierung der

Industrie und ihrer Vernetzung wächst das Bedrohungspotenzial von Cyber-Attacken deutlich. Wie können sich Produktions-unternehmen dagegen wirkungsvoll schützen?

2. Welche Rolle spielen die Mitarbeiter beim Thema Cyber-Sicherheit und wie können Unternehmen diese trainieren?

3. Wie können Unternehmen ein Maximum an Sicherheit in ihre Industrie-4.0-Systeme integrieren?

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TÄG L I C H L AU F E N bei Mager (siehe Kasten) etwa 100 unterschiedliche Arti-kel in der Produktion. Da verlangt es eine präzise Produktionsplanung und -steu-erung, damit alle Arbeitsschritte mög-lichst nahtlos ineinandergreifen. Bisher glich das einer kleinen Meisterleistung: Die gesamte Produktionssteuerung er-folgte nahezu ohne Softwareunterstüt-zung, basierend auf tiefgreifenden Pro-duktionswissen und der Erfahrung der langjährigen Mitarbeiter. Spontane Um-verteilung der Prioritäten? Reaktion auf ungeplante Produktionsereignisse? Aus-kunft zum Auftragsstatus? Für Betriebs-leiter und Mitarbeiter kein Problem, denn jeder der Beteiligten war auskunftsfähig zu seinen Prozessen.

Was jedoch fehlte, war ein zentra-ler Überblick, der alle relevanten Ferti-gungsereignisse und -fortschritte in sich vereint. Denn auch wenn genau diese Informationen grundsätzlich da waren, mussten sie zuerst erfragt und dann zu-sammengestellt werden, beispielsweise für Statusreports an Kunden.

Unabhängigkeit vom rein personen-basierten Produktionsmanagement, schneller Informationsgewinn sowie eine effizientere und damit zukunftsfähige Ausrichtung der Produktion – der Mager-Geschäftsführung wurde klar, dass das nur mit einem modernen und leistungs-starken MES zu erreichen ist.

Schon bei der Auswahl potenzieller Lö-sungspartner spielte, neben der räumli-chen Nähe, die Professionalität und die Position am Markt eine ausschlaggeben-de Rolle. Die Wahl fiel auf web.mes denn es gab schon nach dem ersten Termin keine Zweifel daran, dass die Böhme & Weihs Systemtechnik GmbH & Co. KG aus

Wuppertal der Lösungspartner ist, der den aktuellen und zukünftigen Heraus-forderungen gewachsen ist.

Informationen am Shop-Floor-TerminalIm ersten Schritt startete ein Pilotprojekt im Produktionsbereich „Schmieden“. Das MES erfasst heute alle Maschineninfor-mationen der vier Schmieden automa-tisch. Durchlauf- und Stillstandszeiten, Störungen sowie Soll-/Ist-Mengen sehen die Fertigungsmitarbeiter direkt an einem Shop-Floor-Terminal. Zugleich dient das Terminal der An- und Abmeldung von Tä-tigkeiten, der Rückmeldung von Produk-tionsereignissen und dem Starten, Unter-brechen und Beenden von Aufträgen.

Den größten Informationsgewinn bie-tet aber das Fertigungscockpit. Wie in einer Schaltzentrale laufen hier alle Ma-schinensignale und Fertigungsrückmel-dungen zusammen. Grafiken, Kennzahlen und Listen bieten eine Transparenz, die auch den Betriebsleiter sofort überzeug-te: Unvorhergesehene Ereignisse, Unter-

brechungen und veränderte Prozesszu-stände sind nun in Echtzeit sichtbar.

Dieses Online-Prozessabbild bietet eine ganz neue Handlungsfähigkeit, um Prob-lemsituationen sofort entgegenzusteuern. Zugleich zeigt es einen detaillierten Über-blick über die Maschinenperformance. Key-Performance-Indikatoren (KPI) wie OEE, Durchsatz, Rüstgrad, Belegungsgrad, Ausschussgrad und First Pass Yield ma-chen bis dato verborgene Prozesspoten-ziale sichtbar. Das zeigt auch ein Beispiel, bei dem schon im Testzeitraum Optimie-rungspotenziale im Bereich „Schmieden“ aufgedeckt wurden.

MES deckt unbekannte Prozessereignisse aufDas Fertigungsmonitoring zeigte, dass es Performanceunterschiede zwischen zwei identischen Schmieden bei der Auftragsbearbeitung gab. Während die eine Schmiede einen durchweg grünen Maschinenstatus hatte, fielen bei der anderen immer wieder kurze Unterbre-chungen auf.

Ad hoc Optimierungspotenzial aufgedecktMager, Spezialist für warmverformte Sonderschrauben, hat 2018 ein MES eingeführt

und konnte bereits mit der Pilotinstallation Prozessoptimierungen erreichen.

V O N A R N D M A G E R

M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S

Durchschnittlich 600 Spezialaufträge

bearbeitet Mager im Jahr – mit der MES-

Einführung 2018 gelingt das heute

noch besser.

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M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S

Solche Prozessprobleme fielen ohne das MES bisher nur selten auf, denn auf den bisherigen Laufkarten wurden diese In-formationen in der Regel nicht vermerkt. Jetzt aber hat der Betriebsleiter einen konkreten Ansatzpunkt, um mit den Mit-arbeitern zu sprechen: Verursachte die Schmiede selbst die Störung? Benötigt der zuständige Mitarbeiter Unterstüt-zung bei der Maschineneinstellung?

Dass es sich dabei um weit mehr, als nur ein paar kleine Störungen handelt, macht folgendes Beispiel deutlich: An ei-ner Maschine liegt die Zykluszeit pro Teil immer auffällig weit auseinander. Mit die-ser Information sucht der Betriebsleiter das Gespräch und erfährt, dass die Tür der Maschine hängt und erst nach mehreren Versuchen schließt. In Summe vergehen pro Woche für das mehrmalige Schließen der Tür rund 5 Stunden Arbeitszeit. Eine Ressourcenverschwendung, die sich mit sehr wenig Aufwand, nämlich der Repara-tur der Maschinentür, beheben lässt.

MES steigert ReaktionsgeschwindigkeitMES-Analysen bieten Optimierungs-möglichkeiten schon fast auf dem Sil-bertablett: Es stellt sich gar nicht erst die Frage, was man sehen möchte. Die Informationen in web.mes sind so um-fangreich und zugleich nachvollziehbar, dass man in der Regel sofort auf Antwor-ten blickt. Gerade Gegenüberstellungen mit schnell erfassbaren Tortendiagram-men zeigen ad hoc Auffälligkeiten. Ein konkretes Beispiel ist der Vergleich von tatsächlicher Produktionsdauer und der

Dauer des eingelasteten Auftrags: Wäh-rend der Auftrag 3 Tage eingelastet war, beschränkte sich die reine Produktions-zeit auf nur 1,5 Tage. Was war also an den restlichen 1,5 Tagen geschehen? Die Er-klärung spiegelt das wider, was vielfach im Produktionsalltag passiert.

Das Erstteil entsprach nicht den An-forderungen. Die Maschine wurde also mehrfach nachjustiert. Nach mehreren Durchläufen wurde deutlich, dass die Schraube mit diesen Spezifikationen auf dieser Maschine nicht zu produzieren ist. Es folgte die Umrüstung auf eine zweite Maschine, mit der die Produktion umge-setzt wurde. Solche Verzögerungen fal-len mitunter erst später oder gar nicht auf. Denn die Lösungskompetenz und Handlungsfähigkeit der Maschinenbe-diener sorgte ja dafür, dass der Auftrag noch fristgerecht fertig wurde.

Mit dem MES wird heute der verzö-gerte Produktionsstart nach Auftrags-einlastung nun nicht nur sichtbar, son-dern kann sogar über die Alarmfunktion aktiv gemeldet werden. Der Betriebslei-ter ist nun zu einem sehr frühen Zeit-punkt über den Maschinenstillstand in-formiert, um steuernd und optimierend in den Prozess einzugreifen.

MES und Qualität Der optimale Betrieb der Schmieden setzt ein perfektes Zusammenspiel un-terschiedlicher Einstellparameter, wie Temperatur und Taktzeit, voraus. Ver-ändern sich diese Parameter im Pro-zessverlauf, wirkt sich das unmittelbar auf die Qualität der produzierten Teile aus, was spätestens bei den Qualitäts-prüfungen sichtbar wird. Die Ursachen dafür sind jedoch meist weniger offen-sichtlich – zumindest bisher.

Während der Pilotphase fiel bei der Qualitätsprüfung auf, dass alle Schrau-ben einen minimalen Längenunter-schied hatten. Aus Erfahrung schlossen die Verantwortlichen, dass der Grund in einem zu schnellen Maschinentakt liegt. Jedoch endete der Produktions-auftrag exakt zu dem Zeitpunkt, zu dem er auch eingeplant war und nicht früher, wie es bei einem zu schnellen Takt der Fall gewesen wäre. Die präzise Datenerfassung des MES zeigte nun die Ursache: Zu Produktionsanfang arbeite-te die Maschine 30 Prozent schneller als geplant und verursachte so die minima-len Längenunterschiede. Im weiteren

Prozessverlauf verlangsamte sich der Takt, so dass der Auftrag entsprechend der Planzeit endete und der Prozess auf den ersten Blick unauffällig erschien.

Bereit für die ZukunftIm nächsten Schritt stehen der großflä-chige Rollout und die bidirektionale Ver-netzung mit dem ERP-System auf dem Plan. Die restlichen Maschinen werden digitalisiert und mit dem MES verbun-den. Mit Blick auf die wachsende Digita-lisierung möchte das Unternehmen Ma-ger nicht stehen bleiben, sondern den Blick konsequent auf neue Verfahren und Technologien richten. jbi

Arnd Mager ist Geschäftsführer der Mager GmbH in Ennepetal.

Das Unternehmen MagerDas im Jahr 1940 gegründete und mitt-lerweile in 3. Generation inhabergeführte Unternehmen Mager ist Spezialist für warm-verformte Verbindungselemente, von der Prototypenproduktion bis hin zur Serienfer-tigung. Ob außergewöhnliche Dimensionen, Werkstoffe oder Oberflächen – um die hohen Kundenerwartung hinsichtlich Qualität und Termintreue zu erfüllen, setzt das Unter-nehmen nicht nur auf Zertifizierungen nach ISO 9001 und ISO 14001, sondern auch auf Unabhängigkeit: Die gesamte Prozesskette – von der Lagerung bis zum fertigen Teil – liegt im eigenen Unternehmen. Der eigene Werkzeugbau garantiert ebenso Flexibilität, wie der umfangreiche Maschinenpark in den Produktionsbereichen Schmieden, Drehen und Schleifen/Bohren/Fräsen.

Flexibilität durch Eigenfertigung: 40 Maschi-nen auf 3.500 Quadratmetern Produktions-fläche, Tendenz steigend. Bilder: Mager

In Losgrößen von 50 bis 15.000 Stück bietet Mager Spezialschrauben und -bolzen nach Kundenzeichnung oder DIN/ISO-Normen mit Durchmessern von M 5 bis M 64 sowie ¼ - 2 ½“.

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U M D I E V E R S C H W E N D U N G von Arbeitszeit, Kapazitäten und Material zu verhindern, werden bei der Magna Exte-riors (Germany) GmbH in Idar-Oberstein Wertstromanalysen durchgeführt. Inner-halb der Magna-Gruppe, einem weltweit tätigen Automobilzulieferer, entwickelt und produziert die Exteriors-Sparte die Außenausstattungen von Fahrzeugen: Stoßfänger, Exterior-Bauteile und -Mo-dule, Frontmodule, aktive Luftmanage-ment-Systeme oder Leichtbauteile aus Composite-Material.

Im Werk Idar-Oberstein arbeiten rund 300 Mitarbeiter auf einer Fläche von etwa 8.000 Quadratmetern an Chrom-teilen, Stoßfängern Seitenbauteilen und Kühlergrills. Hier verbessert Enrico Sann, Site Structure Planner, die Wertschöp-fungsketten, die Prozesse wie Spritzgie-ßen, Galvanisieren und Montieren um-fassen und richtet neue Projekte ein.

Im Wertstromdesign optimiert er Mate-rialströme, damit die geforderten Zyklus-

zeiten mit niedrigen Materialbeständen, kurzen Transportwegen und möglichst geringen Kosten erreicht werden.

Messebesuch gab den AnstoßBei einem Besuch der LogiMat in Stutt-gart fiel ihm eine Software-Lösung auf, von der er annahm, dass sie ihm diese Aufgaben wesentlich erleichtern könn-te. Die Tarakos GmbH zeigte ihm dort den TaraVRBuilder, mit dem man beliebi-ge betriebliche Szenarien realitätsgetreu abbilden kann. Mit Hilfe einer kostenlos zur Verfügung gestellten Testversion be-gann Enrico Sann, sich selbstständig in das Programm einzuarbeiten. Innerhalb von zwei Wochen erstellte er das Hallen-layout inklusive sämtlicher Gebäudeteile aus einem CAD-System und konstruierte so eine exakte Wiedergabe der räumli-chen Verhältnisse im TaraVRBuilder.

Allein mit Hilfe der Tutorials konnte er nun einen Gabelstapler durch das 3D-Szenario fahren lassen. Magna in Idar-

Oberstein entschloss sich zum Erwerb ei-ner Lizenz inklusive Schulungspaket. „Die Software lässt sich intuitiv bedienen und ist sehr übersichtlich aufgebaut“, berich-tet Enrico Sann. „Trotzdem empfehle ich eine Grundschulung, um die Funktionen der einzelnen Grundelemente genauer kennen zu lernen.“

Analyse, Visualisierung und Kommunikation Die mitgelieferten 3D-Objekte wie För-dermittel, Montageplätze, Gabelstapler oder Hochregallager lassen sich nicht nur individuell anpassen, sondern auch mittels unterschiedlicher Parameter animieren. Das bringt Leben in das 3D-Szenario: Warenströme fließen über die Förderanlagen, Flurfahrzeuge bewegen sich über vorgegebene Routen, Werker verrichten Montagetätigkeiten und die Fertigprodukte werden verpackt und abtransportiert.

„Wenn man alle Möglichkeiten kennt, findet man schneller eine passende Lö-sung für die eigene Aufgabenstellung“, sagt Enrico Sann. „Nach einem hal-ben Jahr sollte man an einem weiteren Schulungstag seine offenen Fragen be-antworten lassen.“

Der Werksplaner richtete verschiedene Testprojekte ein, um die Elemente wei-ter auszuprobieren und zum Beispiel die eigenen Montageplätze nachzubauen. Auf einer Anwendertagung von Tarakos erhielt er weitere Anregungen und Ant-worten auf seine Fragen. „Es wurden vie-

Noch besser optimierenIn der Werksplanung des Automobilzulieferers Magna Exteriors in

Idar-Oberstein ließen sich in mehreren Schritten mit Hilfe realitäts-

naher 3D-Visualisierung die komplexen Fertigungsprozesse verketten

und an Anforderungen von Kunden und Ressourcen anpassen.

Wie dies mit nur einer 3D-Software-Lösung gelang.

V O N D R . T H O M A S T O S S E

W E R K S P L A N U N G M I T V I R T U A L R E A L I T Y

Das Magna-Werk in Idar-Oberstein im TaraVRBuilder. Bilder: Tarakos

3D-Ansicht des Hallenlayouts mit den Bereichen Spritzguss, Galvanik und Montage.

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W E R K S P L A N U N G M I T V I R T U A L R E A L I T Y

le interessante Themen behandelt und der Hersteller zeigte sich sehr offen und hilfsbereit bei der Unterstützung der An-wender.“ Schließlich entschied er sich, die Software für ein erstes, anstehendes Projekt zu verwenden.

Online-Fertigung mit Spritzguss, Galvanik und MontageDie Online-Fertigung von zwei Kühler-grills für unterschiedliche Kunden auf einer Spritzgießmaschine sollte so ver-kettet werden, dass die gewünschten Stückzahlen bei minimaler Verschwen-dung geliefert werden können.

Dazu wurde eine Arbeitswoche des Ist-Zustandes simuliert, in der die Spritz-gießmaschine im Wechsel mit den bei-den verschiedenen Werkzeugen gerüstet wird. Noch an der Spritzgießmaschine sollten die Kunststoffteile bestückt und als Set in die Galvanik eingefahren wer-den. Die fertigen Bauteile werden ohne Zwischenlagerung der Montage an Handarbeitsplätzen zugeführt.

Für den ersten Simulationslauf galten folgende Prämissen: Beginn mit unbe-stückten Pufferflächen mit dem vorhan-denen Equipment, ohne Änderungen an den Arbeitsplätzen und auf Basis der Planlosgrößen der bisherigen Ferti-gung. Diese Simulation des Ist-Standes zeigte, dass eine Verkettung der beiden Fertigungsprojekte sehr schwierig wer-den würde.

„Die 3D-Visualisierung mit dem Ta-raVRBuilder hat mir sehr geholfen, ge-wisse Vorgänge zu verstehen“, sagt Enrico Sann. „Ebenso hilfreich war das Szenario in der Kommunikation mit Mit-arbeitern und der Präsentation vor dem

Management.“ In einer genauen Analy-se wurden überflüssige Wartezeiten auf-gefunden. Ein kontinuierlicher Materi-alfluss ergab zudem einen geringeren Bedarf an Behältern.

Auf der Basis der gewonnenen Erkennt-nisse wurde ein zweiter Simulationslauf mit neuen Prämissen begonnen: Beginn mit bestückten Pufferflächen und vorhan-dener Ausrüstung für das erste Produkt, jedoch einem geänderten Behälterkon-zept für das zweite Produkt, das auf den Warenträgern der Galvanik aufbaute. Der Arbeitsplatz für dieses Produkt wurde in die Nähe der Galvanik verlegt.

„Dazu konnte ich eine neue Funktion im TaraVRBuilder nutzen, mit der man ganze Ebenen mit darauf angeordne-ten Elementen zusammen neu platzie-ren kann“, erläutert Enrico Sann. Die Los-größe für das zweite Produkt wurde an den aktuellen Forecast des Kunden an-gepasst. Schließlich wurde das durch-schnittliche Schichtmodell für die opti-male Anlagenauslastung ermittelt.

Nach Simulation einer Arbeitswoche schien nicht nur die Verkettung der bei-den Produktionsvorgänge möglich – es konnte auch eine wesentlich höhere Produktivität in der Montage erreicht werden. Die Zahl der eingesetzten Be-hälter wurde drastisch verringert – und damit auch das im Umlauf befindliche Material. Das gewonnene Verständ-nis hat sehr dazu beigetragen, für den zweiten Simulationslauf neue Parame-ter zu finden und ein neues Behälter-konzept für den Transport der Bauteile zu entwickeln.

Aus der Simulation in die PraxisIm Praxistest wurde das neue Behälter-konzept für das zweite Produkt von den Mitarbeitern sehr gut aufgenommen: „Die 3D-Layoutplanung mit dem TaraVR-Builder hilft mir, Ideen zu vermitteln“, be-richtet Enrico Sann. Dieses erste Projekt zur Optimierung eines vorhandenen Pro-zesses hat jedoch weitere Folgen für die zukünftige Arbeitsweise: „Wir werden die Animation ganzer Arbeitsabläufe be-reits viel früher im Planungsprozess einer neuen Anlage oder eines neuen Projek-tes beginnen“, sagt Enrico Sann. „Bereits nach der ersten Prozessbeschreibung auf Papier können wir das Konzept dreidi-mensional abbilden. Die Ergebnisse sol-len dann direkt in die Konstruktion einer Anlage einfließen.“

Dazu reicht die Leistung der kosten-günstigen und einfach bedienbaren Si-mulationssoftware vollkommen aus: „Anhand der Ergebnisse aus dem Ta-raVRBuilder kann ich sehr gut abschät-zen, ob ich die gewünschten Ergebnisse erreichen kann oder nicht,“ meint Enri-co Sann. Auf diese Weise lässt sich kos-tenintensives Umbauen der Fertigung nach dem Trial-and-Error-Verfahren ebenso vermeiden, wie eine Frustration der Mitarbeiter. Darüber hinaus tragen übersichtliche Video-Rundflüge durch das laufende 3D-Szenario bei allen Be-teiligten zu einem besseren Verständnis der Produktionsabläufe mit Puffern und Engpässen bei. „Außerdem lassen sich nebenbei sehr schöne Präsentationen für das obere Management erstellen, die durch bessere Visualisierungen Entschei-dungen für manches Projekt erleichtern“, schließt Enrico Sann. jbi

Dr. Thomas Tosse ist freier Journalist in München.

Nach zwei Simulationen läuft die Montage noch besser.

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O B D R E H T E I L E mit sicherheitsre-levanter Funktion in der Automotive-Branche oder Knochenschrauben in der Medizintechnik: Viele Industrieproduk-te müssen besonders hohe Standards erfüllen – und erfordern deshalb eine präzise und reproduzierbare Messung in der Qualitätskontrolle. Gerade für große Durchsätze oder für Anwendun-gen mit hoher Prüftiefe haben sich hier verschiedene optische Messverfahren bewährt, da die Messungen meist sehr schnell erfolgen können.

Mahr biete als Spezialist für industri-elle Fertigungsmesstechnik im Bereich Qualitätsprüfung die Wellenmessma-schine MarShaft Scope 750 plus an. Die Lösung ist speziell für die automatisierte Prüfung rotationssymmetrischer Werk-stücke, beispielsweise Wellen und an-deren Drehteilen, im rauen Werkstattbe-trieb ausgelegt. Das Messsystem tastet die zu prüfenden Werkstücke optisch –

also berührungslos – ab und analysiert ihre Kontur innerhalb kürzester Zeit.

Die Messgenauigkeit kann dabei je nach Aufgabenstellung und Ausführung bis zu 0,0001 Millimeter beziehungsweise 0,0001 Winkelgrad betragen. Das System bietet ein Höchstmaß an Flexibilität: viele verschiedene Geometrien und auch gro-ße Werkstücke von bis zu 600 Millimeter Länge und 120 Millimeter Durchmesser können vermessen werden. Neben der Hardware liefert dafür auch die Software MarWin EasyShaft durch ihre Spezialisie-rung auf die Vermessung rotationssymme-trischer Werkstücke wesentliche Vorteile.

Vollautomatisches optisches WellenmesssystemInsbesondere die hohen Durchsätze, die die MarShaft Scope 750 plus erlaubt, prä-destiniert die Messmaschine für eine Au-tomatisierung, zum Beispiel für die Be- und Entladung durch einen Roboter. Ein

solches vollautomatisches optisches Wel-lenmesssystem haben Mahr und Yaskawa auf der Hannover Messe 2019 gezeigt.

Die Bestückung der Messmaschine übernimmt dabei ein Industrieroboter Motoman HC10 von Yaskawa. Er erfüllt dank flexiblem Greifer die besonderen Anforderungen, die die große Vielfalt an möglichen Werkstücken beim Handling stellt. Die Kommunikation zwischen Ro-boter und Maschinensteuerung erfolgt über eine Profinet-Schnittstelle (MotoLo-gix), die die Programmierung des Robo-ters im IEC61131-Umfeld und damit di-rekt über die SPS erlaubt.

In der Praxis sind Messmaschine und Roboter direkt neben der Produktionsma-schine oder der Produktionslinie positio-niert, wo die gerade produzierten Werk-stücke vollautomatisch geprüft werden. Der Roboter legt die zu prüfenden Teile selbstständig in die Maschine und ent-nimmt sie nach dem – ebenfalls vollauto-matischen – Messvorgang wieder.

Die Vorteile gegenüber einer her-kömmlichen, manuellen Bestückung sind unter anderem: Der gesamte Qua-litätssicherungsprozess läuft bei gleich-bleibend hoher Messsicherheit schneller und zuverlässiger ab. Da Bedienerfehler nahezu ausgeschlossen sind, sind eine konstant hohe Messsicherheit und ex-akt reproduzierbare Messergebnisse ge-währleistet. Gleichzeitig ist auch ohne größeren Personaleinsatz ein Rund-um-die-Uhr-Betrieb möglich.

MRK-fähiger HybridroboterIn dieser konkreten Anwendung haben sich Yaskawa und Mahr für den Einsatz eines Motoman HC10 mit der Steuerung YRC1000 entschieden. Das ist ein hybrider Roboter mit 1,2 Metern Reichweite und 10 Kilogramm Handhabungsgewicht. Hybrid bedeutet hier, dass der Roboter im direk-

Wellenmessmaschine automatisiertEin neues optisches Wellenmesssystem von Mahr, arbeitet so schnell, dass sich der vollautomatische

Betrieb anbietet. Wie Mahr und der Roboterhersteller Yaskawa die flexible MRK-Roboter-Anwendung

umgesetzt haben, zeigt dieser Bericht.

V O N D R . A N D R E A S K E L L I N G U N D D I R K D R E H S E N

R O B O T I K & A U T O M AT I S I E R U N G

Mahr und Yaskawa haben gemeinsam an der Automatisierung dieses Wellenmesssystem entwickelt. Bilder: Yaskawa

R O B O T I K

ten Kontakt mit dem Bediener im Rahmen einer Mensch-Maschine-Kollaboration (MRK) einsetzbar ist. Wenn dies nicht er-forderlich ist, lässt sich der Roboter aber auch als vollwertiger Industrieroboter ein-setzen und kann dann in voller Geschwin-digkeit gefahren werden.

Als kollaborativer Roboter entspricht er nicht nur den Vorgaben der Europä-ischen Maschinenrichtlinie (Richtlinie 2006/42/EG). Seine Steuerung YRC1000 mit FSU- und PFL-Platine erfüllt auch mindestens den Performance Level (PL) „d“ Kategorie 3 nach DIN EN ISO 13849-1 und übertrifft damit die Standardvorga-ben. Die jetzt vorliegende Baumuster-prüfungsbescheinigung („EC Type-Ex-amination Certificate“) durch den TÜV Rheinland als benannte Stelle (Notified Body, NB) bestätigt die Konformität mit diesen spezifischen Vorgaben.

Aus Sicht der deutschen und europäi-schen Sicherheitsnormen kann der Moto-man HC10 als Roboter mit Leistungs- und Kraftbegrenzung in der 4. Kollaborati-onsart gemäß der technischen Spezifika-tion ISO TS15066 eingesetzt werden. Die geforderte Sicherheit im direkten Kon-takt mit dem Bediener gewährleistet er durch eine 6-fache Kraft- und Momen-tenüberwachung, die eine flexible Inter-aktion zwischen dem Roboter und seiner Umgebung ermöglicht.

Der 2016 erstmals als Prototyp vor-gestellte Roboter benötigt abgestimmt auf die Applikation keine zusätzlichen Schutzmaßnahmen, wie beispielsweise eine Schutzumhausung, wodurch Platz und Kosten eingespart werden können. Die Installation kann äußerst flexibel er-folgen und ist somit an verschiedenen Arbeitsplätzen und in unterschiedli-chen Konzepten möglich.

Dabei wurde der HC10 zudem nut-zerfreundlich konzipiert. Eine Program-

mierung kann optional über den „Easy Teaching Hub“ direkt am Roboter erfol-gen. Stoppt der Roboter bei einem spe-zifisch eingestellten Kontakt, kann die Bewegung direkt am Roboterarm (Mani-pulator) wieder aktiviert werden. Der Ro-boterarm wurde unter Berücksichtigung von ergonomischen sowie kollaborativen Aspekten konstruiert: Scharfe Kanten oder sonstige Störkonturen gibt es nicht; mög-liche Quetschstellen wurden vermieden.

Potenziale und PerspektivenÜber die technischen Aspekte und den daraus resultierenden Kundennutzen hi-naus steht die Kooperation mit Yaskawa auch für den Anspruch von Mahr, welt-weit führend im Bereich automatisierter Messtechnik zu sein. Denn das Unterneh-men beobachtet aktuell eine steigende Nachfrage in diesem Bereich und sieht auch für andere Messmaschinen große Potenziale. Soll dabei ein Roboter zum Einsatz kommen, ist auch die Anbin-dung anderer Modelle jederzeit möglich – etwa aktuelle Handlingroboter der Se-rie Motoman GP mit Traglasten von 7 bis 225 Kilogramm. Die optimale Automati-sierungslösung richtet sich dabei immer nach der spezifischen Aufgabenstellung. Das passende Konzept – und damit auch die Wahl des Robotermodells – berück-sichtigt zum Beispiel Parameter wie Prüf-tiefe, Gewicht und Form der Prüflinge sowie Produktionsgeschwindigkeit und Messzeit. Dem Anlagendesign sind dabei keine Grenzen gesetzt. So ist auch denk-bar, dass mehrere Messplätze von einem zentralen Roboter versorgt werden. jbi

Dr. Andreas Kelling ist Product Manager Marketing Engineered Solution Systems bei der Mahr GmbH in Göttingen. Dirk Drehsen ist Projekt-Manager Rental & Fairs bei Yasakawa Europe in Allershausen.

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Im Einsatz ist ein MRK-fähiger Hybrid-Roboter mit 1,2 Meter Reichweite und 10 Kilogramm Handhabungs- gewicht.

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V O R S C H AU AU F D I E AU S G A B E 1/2020 – E R S C H E I N T A M 21. F E B R UA R 2020

Impressum Herausgeber und Geschäftsführer: Hans-J. Grohmann ([email protected])

DIGITAL MANUFACTURING im Internet: http://www.digital-manufacturing-magazin.de

So erreichen Sie die Redaktion:Chefredaktion: Rainer Trummer (v.i.S.d.P.), [email protected], Tel.: 08106 / 350-152 Redaktion: Jan Bihn (-161, [email protected]), Stefan Girschner (freier Mitarbeiter, [email protected])Mitarbeiter dieser Ausgabe: Peter Berens, Eva-Maria Brunzlaff, Dirk Drehsen, Jens Fath, Johannes Keller, Dr. Andreas Kelling, Amelie Kneer, Ulf Kottig, Thomas Krenzke, Arnd Mager, Markus Maier, Ulrike Peter, Marc Pion, Max Rehberger, Norbert Reil, Gregor Reischle, Jakob Schmidt, Martin Schramm, Dr. Thomas Tosse, Jörg Weinheimer

So erreichen Sie die Anzeigenabteilung:Anzeigenverkaufsleitung: Martina Summer (08106 / 306164, [email protected])Mediaberatung: Andrea Lippmann (08106 / 350-227, [email protected])Anzeigendisposition: Chris Kerler (08106 / 350-220, [email protected])

So erreichen Sie den Abonnentenservice:Güll GmbH, Aboservice DIGITAL MANUFACTURING, Heuriedweg 19a, 88131 Lindau, Tel. 01805-260119*, Fax. 01805-260123*, E-Mail: [email protected], *14 Cent/Min. aus dem dt. Festnetz, Mobilfunk max. 42 Cent/Min.

Vertrieb: Helga Wrobel, ([email protected]), Tel.: 0 81 06 / 350-132, Sabine Immerfall, ([email protected]), Tel.: 0 81 06 / 350-131

Layout und Titelgestaltung: Saskia Kölliker Grafik, MünchenDruck: C. Maurer GmbH & Co. KGBildnachweis/Fotos: falls nicht gekennzeichnet: Werkfotos, shutterstock.com, aboutpixel.de, fotolia.de Titelbild: Hewlett Packard EnterpriseProduktion/Herstellung: Jens Einloft (-172; [email protected])Verlagsleitung : Bernd Heilmeier (-251; [email protected]), anzeigenverantw.Objektleitung: Rainer Trummer (-152, [email protected])

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Erscheinungsweise: achtmal jährlichEine Haftung für die Richtigkeit der Veröffentlichungen kann trotz Prüfung durch die Redaktion vom Heraus geber nicht übernommen werden. Honorierte Artikel gehen in das Verfü-gungsrecht des Verlags über. Mit Übergabe der Manuskripte und Abbildungen an den Verlag erteilt der Verfasser dem Verlag das Exklusivrecht zur Veröffentlichung. Für unverlangt eingeschickte Manuskripte, Fotos und Abbildungen keine Gewähr.

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Im nächsten Heft

Manufacturing IT und MESAuch 2020 bleibt die Fertigungs-IT und ins-besondere das Thema Manufacturing Exe-cution eines unserer Kernthemen. Aber wir öffnen auch den Blick auf alle Software-Systeme und Plattformen, die im Ferti-gungsbereich helfen können, die Prozesse weiter zu optimieren.Bild: Nicoelnino/Shutterstock

Robotik & AutomationOb Schweißroboter oder die Automa-tisierung und Verkettung der Produkti-onsanlagen beziehungsweise der Werk-zeugmaschinen oder Montagschritte: Die Technologie schreitet voran und zuneh-mend lassen sich Automatisierungen um-setzen, über die wir uns bis dato nicht getraut haben, nachzudenken. Für die kommende Ausgabe haben wir hier Bei-spiele recherchiert.Bild: Red ivory/Shutterstock

Logimat & IntralogistikBei aller Liebe zum eigentlichen Ferti-gungsprozess ist es häufig noch interes-santer, die „unproduktiven“ Prozesse um die Wertschöpfung herum zu betrachten – die paradoxer Weise häufig ausschlag-gebend für die Produktivität und Stabili-tät der Herstellung sind. Dabei baden wir in den Messeneuheiten über die im Vor-feld der Fachmesse Logimat gesprochen wird. Das Ergebnis erwartet Sie in Form von Newsmeldungen und Fachartikeln zum innerbetrieblichen Materialfluss und IT-Steuerung von der Beschaffung über Lagerung bis zur Auslieferung fertiger und halbfertiger Produkte.Bild: Euroexpo

WEITERE THEMEN:

• Digitalisierung in der Produktion• Qualitätssicherung und -management• Kollaborierende Roboter• Werkzeugmaschinen• Machine Learning im Maschinenpark

Aus aktuellem Anlass sind Themenänderungen möglich.

Auf dem Weg zur autonomen Fertigung...6/19 D, A, CH: 9,50 Euro, weitere EU-Länder: 11,70 Euro |...

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