Innovation aus dem Baukasten

(PresseBox) ( Lohr, )
Das Know-how eines Unternehmens zeigt sich nicht nur in seinen Produkten. Um im globalisierten Wettbewerb zu bestehen, investieren Unternehmen in flexible Produktionslösungen, die schnell konstruiert, montiert und in Betrieb genommen werden können. Behauptet sich das Produkt am Markt, lassen sich die modular aufgebauten Systeme gezielt verbessern. Die Prozessinnovationen sichern weitere Kostenvorteile.

Die Produktion wandelt sich – nicht so schnell wie viele sagen, aber nachhaltiger als viele glauben. Dies belegt unter anderem die Erhebung „Innovation in der Produktion“, die das Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung seit 1993 alle zwei Jahre durchführt. In der Analyse der aktuellen Technologietrends vom August 2006 kommen die Forscher zum Ergebnis, dass „entgegen verbreiteter Annahmen Produktionsmodernisierung nicht bei Produktionsbeginn“ stattfindet. „Produkt- und Prozessinnovationen sind eher entkoppelt“, beobachtet das Fraunhofer-Institut. Dies erklärt zwei scheinbar widersprüchliche Ergebnisse der Langzeitstudie. Einerseits bleibt bei den 1157 Betrieben der Metall- und Elektroindustrie der Umsatzanteil von Produkten, die 10 Jahre oder länger am Markt sind, konstant bei etwa einem Drittel. Andererseits melden durchschnittlich 21 Prozent einen vollzogenen Technologiewechsel in der Produktion, 19 planen diesen in naher Zukunft.

Die Modernisierung der Produktion ist in vollem Gang; nur zeigen sich die Fortschritte nicht ausschließlich in neuen Produkten. „Innovationen sind neue oder merklich verbesserte Produkte oder Dienstleistungen, die auf dem Markt eingeführt worden sind (Produktinnovationen), oder neue oder verbesserte Verfahren, die neu eingesetzt werden (Prozessinnovationen)“, definiert die OECD den Begriff Innovation im Oslo-Handbuch.

Hoher Innovationsdruck

Die Gründe für die kontinuierliche Verbesserung der Produktionsmethoden sind vielfältig. Der verschärfte internationale Wettbewerb zwingt Unternehmen, alle Sparpotenziale zu nutzen. Verbesserte Maschinen und Methoden erlauben heute die Produktion mit einer Effizienz, die früher nicht möglich gewesen wäre. Und der Trend zu größerer Produktvielfalt zwingt Anbieter dazu, im Laufe der Zeit mehr Varianten eines erfolgreichen Produkts anzubieten.

Der Trend zur Prozessinnovation erklärt auch, warum nicht in allen Branchen die erwartete Verkürzung der Produktlebenszyklen zu beobachten ist. Erprobte und ausgereifte Produkte werden nicht ohne Not ersetzt. Hier finden Innovationen in den Produktionsprozessen und den Produktvarianten statt.

Trend zur Flexibilisierung

Weil Produkt- und Prozessinnovation zunehmend entkoppelt werden, beobachtet das Fraunhofer Institut einen weiteren Trend. Die Unternehmen legen sich bei Neuanschaffungen nicht mehr auf eine bestimmte Technologie fest und versuchen, jedes Modul individuell zu konstruieren. 72 Prozent der Anwender entscheiden sich für „marktgängige Maschinen“, die als Module den Grundstock für die angepasste Produktionslösung dienen.

„In der Praxis sparen Anwender mit einem Baukasten für Handlingsysteme bis zu 70 Prozent der sonst notwendigen Fertigungsteile und verkürzen die Konstruktionszeiten um rund 30 Prozent“, sagt Bernd Schunk, Geschäftsleiter Vertrieb des Geschäftsbereichs Linear Motion and Assembly Technologies der Bosch Rexroth AG. Aufeinander abgestimmte Module machen Fertigungsteile als Verbindungsstücke zwischen Einheiten unterschiedlicher Lieferanten überflüssig und sorgen für einheitliche Schnittstellen.

Laut Fraunhofer Institut investiert ein Viertel der Unternehmen (in der Automobilbranche sind es sogar 44 Prozent) bei einem Produktionsanlauf in neue Maschinen. In dieser Phase spielt der „Fast Ramp-up“ eine wichtige Rolle. Ein modulares Montage- und Handling-System sorgt nicht nur dafür, dass ein Produkt schneller auf den Markt kommt. Die Produktionsumgebung lässt sich später auch erweitern oder modifizieren, um innovative Prozesse zu ergänzen, die die Kosten senken und neu erworbenes Know-how in die Produktion einfließen lassen.

Baukasten für innovative Lösungen

Ein guter Automatisierungsbaukasten bietet mehr als standardisierte Schnittstellen für Hard- und Software. Er sollte dem Anwender auch die Freiheit geben, technologieübergreifend Lineartechnik, Pneumatik und Elektrik miteinander zu verbinden. Dieser Grundgedanke prägt beispielsweise den Baukasten für Handlingsysteme innerhalb des Rexroth Automation Systems. Schon der Basisaufbau senkt Aufwand und Kosten durch eine direkte und formschlüssige Verbindungstechnik für die einzelnen Komponenten. Sie sorgt für hohe Präzision im Grundaufbau ohne Ausrichten und steigert so die Wiederholgenauigkeit. Die freie Wahl zwischen pneumatischen und elektrischen Antrieben garantiert die nötige Flexibilität für spätere Prozessinnovationen. Die Anwendungen bestimmen die Technologie und nicht umgekehrt: pneumatische Zylinder, Drehmodule, Greifer sowie elektrische Servoantriebe, Regler und skalierbare Steuerungen lassen sich gemeinsam einsetzen.

Dabei nutzen beispielsweise die Pneumatik-Komponenten die gleiche Easy-2-Combine-Verbindungstechnik wie der Baukasten für Handlingsysteme. „Mit der intelligenten Elektropneumatik erschließen wir alle Vorteile der dezentralen Steuerungsarchitektur für die wirtschaftliche und robuste Antriebstechnologie“, erläutert Gerhard Pfeifer, Geschäftsleiter Vertrieb des Geschäftsbereichs Pneumatics der Bosch Rexroth AG.

Mehr Freiheit durch dezentrale Steuerung

Damit die Module eines modernen Montage- und Handling-Systems problemlos erweitert werden können, darf die Anlage nicht als monolithisches System betrachtet werden. Dezentrale Steuerungen und fein skalierbare Antriebe erhöhen die Flexibilität im Betriebsalltag. Offene Schnittstellen zu allen gängigen Feldbussen sind dabei Pflicht, damit die Einheiten untereinander kommunizieren können. SERCOS III bringt hier spürbare Vorteile. Dieser Universalbus verbindet weltweit bereits 1,7 Millionen Knoten. Bewährte Echtzeitmechanismen auf Basis einer Ethernet-Architektur sorgen für zukunftssichere Anwendungen. „Eine durchgängige und für 3rd-Party-Software offene Engineering-Umgebung für alle intelligenten Komponenten ist der Schlüssel für eine deutliche Verkürzung von Projektlaufzeiten“, betont Norbert Armbrüster, Geschäftsleiter Vertrieb und Service des Geschäftsbereichs Electric Drives and Controls der Bosch Rexroth AG.

Desktop Factory schrumpft den Platzbedarf

Während die vollautomatisierten Massenproduktionen sehr häufig in Schwellenländer abwandern, steigen die Anforderungen für intelligente Montagelösungen in Deutschland. Dabei stehen Flexibilität und niedrigere Kosten in Bezug auf Anschaffung, Umrüstung und Platzbedarf im Vordergrund. Innovative Konzepte eröffnen hier vielfältige Möglichkeiten für wirtschaftliche manuelle, halbautomatische und sogar vollautomatische Montagelinien in Hochlohnländern. „Durch konsequente Miniaturisierung lässt sich eine klassische Montagelinie von 40 Metern Länge auf eine modulare Anlage mit rund 5 Metern verkleinern“, rechnet Dr. Jörg Walther, Geschäftleiter Montagetechnik des Geschäftsbereichs Linear Motion and Assembly Technologies der Bosch Rexroth AG vor.

Desktop Factory ist so eine wirtschaftliche Lösung zur Montage kleiner Produkte bis zu 500 Gramm Gewicht. Durch konsequente Miniaturisierung, Standardisierung und Modularisierung sinken mit dem Rexroth-Modulbaukasten Desktop Factory (DTF), je nach Applikation, die Investitionskosten, der Energieverbrauch und der Flächenbedarf. Auch hier bietet der Hersteller aller Antriebs- und Steuerungstechnologien komplette Lösungen aus einer Hand: DTF umfasst bei Bedarf auch die elektrisch-pneumatische Ausrüstung mit zentraler Energie- und Pneumatikversorgung, SPS-Grundausstattung und integrierter Ethernet-Anbindung.
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