Sonderausgabe 2014/2015 www.automation.at AUTOMATION Wenn Welten verschmelzen Aus der Praxis Impulse Nachgefragt Vier Anwenderreportagen Neun Strategie-Berichte Acht Interviews mit zeigen, wie produktiv der und sieben Fachartikel Branchen-Experten Einsatz von Automation zur Entwicklung geben Einblick, wie sein kann – wenn Prozesse selbstkonfigurierender moderne Produktion à la aufeinander abgestimmt Automation für intelligente Industrie 4.0 funktionieren sind. Produktion. kann. Verschmelzende Welten in der Robotik 10 Leistungs- stärkste fehlersichere CPU SIMATIC S7-1500F P210 ­ F920 ­ E20001 siemens.de/simatic-safety SIMATIC Safety Integrated – Mehrwert integriert Eine Steuerung, ein Engineering, eine Kommunikation für Standard- und fehlersichere Automation SIMATIC Safety Integrated ist die nahtlose Integration der • Geringerer Logistik­, Verdrahtungs­ und Trainingsauf­ Sicherheitstechnik in das durchgängige Automatisierungs­ wand dank einem System für Standard und Safety system der SIMATIC – und damit die konsequente Um­ • Einfache Wiederverwendung der einmal programmier­ setzung von Sicherheitstechnik im Sinne von Totally ten SIMATIC Safety Lösung Integrated Automation. • Effiziente Validierung firmeninterner Safety­Standards Diese einzigartige, echte Integration ermöglicht es, sichere durch Nutzung des globalen Bibliothekskonzepts Maschinen deutlich schneller, einfacher und wirtschaft­ licher zu realisieren und schafft in jeder Hinsicht echten • Einheitliches Engineering von Standard­ und fehler­ Mehrwert: sicherer Automatisierung im TIA Portal Answers for industry. EDITORIAL Der (Un)Segen der Cyber Junkies Entschuldigen Sie, verehrte Leserinnen und Leser, meine indiskrete Frage an SIE, sind SIE ein Cyber Junkie? Sind SIE eventuell eines der Wesen, das morgens kopfüber die Laptop-Tastatur küssend den Tag begrüßt? Tja, ich zumindest musste heute feststellen, dass mich die Cyber-Welt schon ziemlich im Griff hat – mich, die doch immer stolz behauptete, gegen diese Sucht gefeit zu sein. Wodurch ich eines Besseren belehrt wurde, werden Sie sich fragen … tja, schlicht und ergreifend, erkannte ich mein neues Suchtverhalten daran, dass ich eben meine Laptop-Tastatur frühmorgens unter meiner Backe spürte. Peinlich … dachte ich im ersten Augenblick. Als ich jedoch ein Stündchen später realisierte, dass mein Arbeitspensum der letzten Wochen sich über Nacht (von wem auch immer, oder war ich das gar selbst?) erledigt hatte, war denn mein Unbehagen über mein erkanntes Suchtverhalten nicht mehr ganz so unerfreulich … Nun ja, spätestens seit der Erfindung der Datenautobahn hat die Menschheit ein neues Suchtverhalten befallen – die Online-Junkie-Manie oder Cyber-Junkie- Mania hat sich in rasendem Tempo über die Erdenbürger verbreitet – der Virus Luzia Haunschmidt ist unaufhaltsam – und das Verrückte daran ist, dass niemand ein Serum, ein Gegenmittel oder gar ein Gesetz zur Beseitigung dieser Sucht finden will. Betonung Chefredakteurin AUTOMATION auf WILL. Zu verlockend ist der Stoff Cyber, zu sehr zieht er einen doch in seinen [email protected] Bann, zu sehr befriedigt er Neugier, Wissensdurst, Egoismen, kommunikative und doch diskrete (und absolut indiskrete) Nähe. Zu sehr eröffnen Cyber Physical Systems neue Welten, lassen bisherige Grenzen aufbrechen, noch nie Dagewesenes Leistungs- entstehen und Horizonte durchbrechen… stärkste fehlersichere CPU SIMATIC Doch ganz so taufrisch ist der Äther des Cybers gar nicht mal. Seinen Stammbaum verfolgend, findet Cyber im S7-1500F Altgriechischen seine Wurzeln, nämlich die der Steuerkunst eines Seefahrers. 1948 bezog der US-amerikanische P210 ­ Mathematiker, Norbert Wiener, den Begriff zuerst auf Datenverarbeitung – und zwar in seinem Buch Kybernetik F920 (Regelung und Nachrichtenübertragung in Lebewesen und Maschinen). Gemeint war damit die Kunst, die ursprünglich ­ für Dampfmaschinen entwickelte Regelung der Rückkopplung, um Überhitzung zu vermeiden. Der Mechanismus wurde E20001 weiterentwickelt zu Rückkopplungen zweiter bzw. n-ter Ordnung, d. h. zu Schaltern, die Schalter schalten konnten. siemens.de/simatic-safety Die Geschichte der Informatik und des Computers begann und parallel dazu die Karriere des Begriffs Cyber. Heute stehen wir vor der Entscheidung, Produktions- mit Office-Welten über den Datenhighway des Cybers miteinander kommunizieren zu lassen oder dies zu unterlassen. Die Angebote der Automatisierungstechnik sind für eine Verbindung SIMATIC Safety Integrated – zur ERP-Ebene mittlerweile schon sehr weit gediehen und entwickeln sich in ihren verschiedensten Ebenen in rasendem Tempo weiter. Bislang „stupid“ arbeitende Sensoren und Aktoren nehmen Daten nicht mehr nur auf, sondern verarbeiten diese bereits intelligent und geben sie findig an jene Stellen weiter, wo sie unmittelbar benötigt werden. Mehrwert integriert Die dadurch entlastete Steuerungsebene nützt auf diese Weise frei gewordenes Potenzial und konzentriert sich nun z. B. auf die Performance eine hohe Anzahl an Achsen in Maschinen zu kommandieren oder von einer einzigen Plattform aus unterschiedliche Maschinentypen (z. B. eine Werkzeugmaschine und zu gleicher Zeit einen Roboter) Eine Steuerung, ein Engineering, eine Kommunikation für zu befehligen. Sämtliche Datenergüsse dieser beiden „Etagen“ (Sensorik und Steuerung) finden sich im Stockwerk des MES (Manufacturing Execution System) ein – davor werden sie über PLM- und darauffolgende HMI-Systeme leicht Standard- und fehlersichere Automation erfassbar, verarbeitbar, programmier- oder konfigurierbar gestaltet. Die MES-Plattform ist dann quasi das Operating- System, um über Produktionsstraßen oder Prozessanlagen Übersicht, Durchblick und Kontrolle zu erlangen. Und nun kommt die große Frage oder der nächsthöhere Anspruch auf uns zu – sind die technologischen Voraussetzungen schon weit genug gediehen, um die Produktions- mit der ERP-Welt über das Cyber zu verbinden? Oder fehlen für diese durchgängige Connection nicht doch noch auch entsprechend sichere Zertifikate und Standards SIMATIC Safety Integrated ist die nahtlose Integration der • Geringerer Logistik­, Verdrahtungs­ und Trainingsauf­ für safety Components und Maschinen wie auch Security-Einrichtungen, um Hackerangriffe abwehren zu können? Sicherheitstechnik in das durchgängige Automatisierungs­ wand dank einem System für Standard und Safety system der SIMATIC – und damit die konsequente Um­ • Einfache Wiederverwendung der einmal programmier­ Unabhängig davon, ob Cyber Segen oder Unsegen über uns Erdenbürger verströmt – es liegt schlussendlich in setzung von Sicherheitstechnik im Sinne von Totally ten SIMATIC Safety Lösung der Macht des Menschen den „Unsegen Cyber“ als wahren Segen nutzbar zu machen … aber das ist eine andere Integrated Automation. Geschichte, die Sie liebe Leserinnen und Leser sicherlich vom x-technik-Redaktionsteam in nächster Zeit zu Lesen • Effiziente Validierung firmeninterner Safety­Standards Diese einzigartige, echte Integration ermöglicht es, sichere bekommen. Momentan sind wir damit intensiv beschäftigt, Ihnen auch die virtuelle Welt unserer Fachinformationen durch Nutzung des globalen Bibliothekskonzepts Maschinen deutlich schneller, einfacher und wirtschaft­ bieten zu können und warten nun zu Beginn des neuen Jahres mit Apps unserer Fachmagazine auf. licher zu realisieren und schafft in jeder Hinsicht echten • Einheitliches Engineering von Standard­ und fehler­ Take it, use it, love it - der Cyber lässt grüßen! Mehrwert: sicherer Automatisierung im TIA Portal Ihre Answers for industry. www.automation.at 3 Viel bewegen Nachgefragt: Mechatronische Antriebslösungen für intelligentere Fabriken. 26 Connected Industry Impulse: Industrie 4.0-Anforderungen an Netzwerktechnologie und Verbindungstechnik. 42 Verschmelzende Welten in der Robotik Coverstory: Wie ABB die Leistungsfähigkeit von Robotersystemen mit der Flexibilität menschlicher Interaktion vereint. 10 Klein, flexibel, integrativ Impulse: Automatisierungstechnik für die Maschine von morgen. 62 Ein Mehr an Mitten in der Gipfelstürmer der Automation Effizienz aus dem Industrie-Revolution Aus der Praxis: Durchgängige Prozesse und Know-how zweier Welten Impulse: PC-basierte, zentrale und dennoch Daten vom Engineering über die Fertigung Nachgefragt: Synergetische Schritte für eine modulare Automatisierung. 66 bis zur Prüfung der Anlagen. 74 durchgängige Kommunikation. 82 4 SONDERAUSGABE 2014/2015 INHALT Quo vadis? Mitten in der Industrie-Revolution Leitartikel: Industrie 4.0 – Gegenwartsszenario, Herausforderungen, Impulse: PC-basierte, zentrale und dennoch modulare aktuelle Strategien. 6 Automatisierung. 66 Verschmelzende Welten in der Robotik Per Erlebnis zum Ergebnis Coverstory: Wie ABB die Leistungsfähigkeit von Robotersystemen Nachgefragt: Stufenprogramm zur Effizienzsteigerung im mit der Flexibilität menschlicher Interaktion vereint. 10 Engineering. 70 Vernetzter Pionier-Job Gipfelstürmer der Automation Aus der Praxis: Roboter im Einsatz als CNC-Einheit. 16 Aus der Praxis: Durchgängige Prozesse und Daten vom Engineering über die Fertigung bis zur Prüfung der Anlagen. 74 Der Schlüssel zur intelligenten Fabrik Impulse: Maximale Effizienz bei Losgröße 1. 22 Zusammenführen, was zusammen gehört Nachgefragt: Methoden-, Werkzeuge- und Technologiewandel Viel bewegen für eine effizientere Produktion. 78 Nachgefragt: Mechatronische Antriebslösungen für intelligentere Fabriken. 26 Ein Mehr an Effizienz aus dem Know-how zweier Welten Nachgefragt: Synergetische Schritte für eine durchgängige Von der Vision zur Realität Kommunikation. 82