Anforderungen, Lösungen und innovative Produktionstechnik

Die Industrieelektronik hat viele Berührungspunkte mit dem Maschinenbau, den typischen Aussteller der productronica. So produzieren Maschinenhersteller oftmals ihre eigene Elektronik, während Elektronikhersteller ihre Kunden sind. Doch sind Maschinenbauer auch Anwender dieser Elektronik, folglich eine duale Situation. Insofern fanden sich die Elektronikhersteller Eltroplan und Leesys eingebettet von den Maschinenbauern Trumpf, Ersa und ABB, während NXP mit dem Thema Cyber Security bei Industrie 4.0 die „White Card“ der Diskussionsrunde inne hatte. Man ging der Frage nach, wie funktioniert die Wertschöpfungskette der Elektronik auch im Hinblick auf Industrie 4.0 mit Cyber Security. Wie sehen die aktuellen Herausforderungen und Trends aus?

Thomas Brauchle von der Trumpf Laser- und Systemtechnik GmbH kommt in seiner Funktion als Leiter Entwicklung 3D-Lasermaschinen Steuerung & Elektrik nur dann mit den Elektronikkomponenten in Berührung, wenn ein Redesign ansteht. Industrieelektronik ist im wesentlichen zwar Elektronik für den Maschinen- und Anlagenbau, doch werden die Anforderungen kaum wahr genommen. Im Gegensatz dazu erhält die Automobilbranche ihre maßgefertigten Bauteile. Als relativ kleiner Abnehmer hängt man jedoch an dem, was der Markt hergibt und wechselt dieser, geht man mit oder lässt es sein.

Jacques Kruse Brandão, Director Business Development Security & Connectivity von NXP Semiconductors Germany GmbH vertritt die Rolle des Industrie 4.0 Hardware und Lösungsanbieters. Der Bauelementehersteller liefert bzw. produziert für die Industrieelektronik Chips, die ihren Einsatz speziell in Security Module finden.

Diese Security Module werden wegen der kryptographischen Prozesse sowie zur Absicherung der Kommunikationskanäle zwischen den Maschinen, zwischen den Maschinen und den Backend-Systemen sowie zwischen Maschinen und Bauteilen, benötigt. Gerade Cyber Security ist häufig ein Grund, warum Maschinenbauer Industrie 4.0 heute noch skeptisch sehen. Denn der Fokus der Diskussion liegt meist auf der Software, dabei sind es gerade Hardware-Lösungen, welche die benötigte Sicherheit liefern.

Michael Pawellek, Managing Director, Eltroplan GmbH, steht für den Elektronikhersteller und Lösungsanbieter der Industrieelektronik mit Highend-Lösungen für unterschiedlichste Anwendungen, darunter auch Maschinenbau und sicherheitsrelevante elektronische Steuerungen. Im Bereich Automobil, Luftraumfahrt und Defense werden sehr hohe Anforderungen und Qualitätsansprüche der Kunden umgesetzt, welche auch in die Industrieelektronik mit eingebracht werden. Denn Industrieelektronik hat ähnliche Anforderungen, nur mit kleineren Stückzahlen. Die Herausforderungen sind lösbar, wozu enger mit Kunden zusammengerückt werden sollte, um ein gemeinsames Verständnis zu entwickeln.

Jörg Friedrich, Geschäftsführer der Leesys – Leipzig Electronic Systems GmbH kommt aus derselben Branche wie sein Vorredner. Das Unternehmen mit eigener Kunststofffertigung stellt Wireless-Module für den Einsatz im Automotive-Bereich sowie im Segment Machine Communication her. Die intelligenten, integrierten Systeme zur Datenerfassung, -weiterleitung und -auswertung sind der Kern von Industrie 4.0. Die speziellen Anforderungen der Maschinenbauer entstehen durch die Produktionsumgebung.

Dipl.-Ing. Carsten Busch, Vertrieb – New Applications Local Business Unit Robotics Discrete Automation and Motion Deutschland, ABB Automation GmbH, steht in der Diskussionsrunde für den Elektronik-Maschinenbauer und Lösungsanbieter für Elektronikhersteller. Durch neue Roboter-Applikationen – kollaborative Roboter, deren Einsatzmöglichkeiten durch ihre sensitiven Fähigkeiten nahezu grenzenlos erscheinen – sind diese nicht nur mehr für die Montage von Elektronik geeignet, sondern auch für die Produktion von komplexen Baugruppen, die speziell in der Industrieelektronik gefragt sind.

Zur Umsetzung von Industrie 4.0 stehen die Schnittstellen zwar zur Verfügung, doch die Datenverwertung bzw. -nutzung ist noch nicht ausgereift.

Rainer Krauss, Prokurist, Gesamtvertriebsleiter von Kurtz Ersa GmbH in Wertheim vertritt wie sein Vorredner in gleichem Maße die Seite der Maschinenbauer-Partner sowie des Lösungsanbieters für Elektronikhersteller. Der Lötmaschinenhersteller steckt bereits tief im Thema kollaborative Roboter und Augmented Reality und entwickelt neue Automatisierungs- und Bedienkonzepte für seine Kunden. Industrie 4.0 – die Produktion verzahnt sich mit modernster Informations- und Kommunikationstechnik, um intelligente und flexible Produktionsprozesse zu schaffen – wird längst umgesetzt. Gerade in Europa können Anforderungen wie geringe Stückzahlen, Leistungselektronikkomponenten, Null-Fehler oder Hochpräzision nur mit ausgeklügelten Automatisierungslösungen erfolgreich bewältigt werden. Eine Kooperation unter den Maschinenbauern speziell beim Thema Datenverwertung und -austausch, würde hier einen Mehrwert liefern.

Um die Wertschöpfungskette etwas zusammenzubringen packte Dr. Maiser das Thema Maschinenbau an, eine Branche mit höchst unterschiedlichen Anforderungen. Was wird hier von der Elektronikbranche gefordert? Thomas Brauchle ging auf die externen, umweltbedingten Einflüsse ein, die sensible Elektronik massiv beschädigen und ihre Funktionen beeinträchtigen können, und verwies dabei auf das Beispiel Baumaschinen. Mit einem Lifecycle von ca. 20 Jahren werden jedoch in unserer schnelllebigen Welt der Elektronik kaum mehr die passenden Komponenten hergestellt. Insofern sollte der Maschinenbauer benötigte Komponenten entweder auf Lager gelegt haben oder er muss sie selbst herstellen. Die relativ hohen Anforderungen, einmal die Diversität, dann aber womöglich mit Losgröße 1 zwingen die Hersteller zum Umdenken. So hat manch Maschinenhersteller beschlossen, selbst zum Elektronikfertiger zu werden. Doch wie sehen es die EMS-Dienstleister, wie gehen sie damit um? Was können deutsche Elektronikhersteller besonders gut, gehen kleine Losgrößen besser hier als in Asien und was hat dies mit Industrie 4.0 zu tun? Eine Frage, die an Michael Pawellek ging. Als EMS-Dienstleister ist die Stückzahl 1 im Maschinenbereich für ihn längst kein Geheimnis mehr. Es gibt Lösungen in Form einer End-of-Life-Bevorratung oder durch eine frühzeitige gemeinsame Kommunikation, d.h. den Kunden bereits in der Entwicklung mit auf den Weg nehmen. Gerade im Industrieelektronikbereich gibt es im Vergleich zur Automotive- oder Defensebranche diesbezüglich noch einiges aufzuholen. Auch beim Thema Industrie 4.0 besteht die Notwendigkeit, sich mehr austauschen und an der Vernetzung zu arbeiten, ohne den sehr wichtigen Aspekt der Datensicherheit aus dem Auge zu verlieren. Nachdem bei Halbleitern eine noch kürzere Verfügbarkeit als bei elektronischen Baugruppen herrscht, interessierte Dr. Maiser die Problematik der Obscolescense in dieser Branche und gab an Jacques Kruse Brandão weiter. Jede Abkündigung hat ihren Grund, sollte jedoch frühzeitig dem Kunden kommuniziert und im engen Dialog neu erarbeitet werden. Auch er sieht in der zunehmenden Datenflut die Herausforderung Datensicherheit, dabei trennt er zwischen Hardware und Software. Sämtliche Maschinendaten sollten eine sichere Backend-Lösung zur Verfügung haben, die alle Daten zusammenführt. Die gute Nachricht: Es gibt Lösungen, solch Kommunikationen abzusichern was anhand der Einführung von Smart-Meter-Gateways demonstriert wurde. Der BSI hat dazu bereits Lösungen inne, um diese Kommunikationskanäle abzusichern. Erste Empfehlungen zur Absicherung der Kommunikation und Datenimmunität innerhalb einer Produktion bzw. Maschine soll es ebenfalls geben. Jörg Friedrich aus der Ecke der elektronischen Baugruppen geht die Thematik an und ist auf dem Weg, eine ISO 27001 Zertifizierung auf der Basis von IT-Grundschutz zu machen, um die möglichen Gefahrenquellen besser einschätzen zu können. In Bezug auf die doppelte Datenspeicherung sieht er in Industrie 4.0 die Chance für eine Plattform bzw. Cloud, um gemeinsam mit Kunden und Lieferanten auf benötigte Daten sicher zugreifen zu können und die Datenmenge zu reduzieren. Auch als Roboterhersteller muss sich ABB dem Markt fügen und ist bestimmt durch die Anforderungen. Carsten Busch erwähnt unter anderem die Schnelllebigkeit der Produkte mit der einhergehenden Veränderung der Produktionsprozesse. Solch kurzfristigen Zyklen spiegelen sich hin bis zu mechanischen Komponenten, über die Hard- und Software. ABB und Ersa haben gemeinsam dies als ein Einsatzgebiet für kollaborative Robotertechnik erkannt und erfolgreich umgesetzt. Carsten Busch plädiert dafür, eine bessere Vernetzung gezielt nach vorne zu treiben, um einen Mehrwert zu erhalten. Doch wie sieht es mit dieser Zusammenarbeit entlang einer Prozesskette mit unterschiedlichen Herstellern tatsächlich aus? Ist ein gemeinsamer Profit diesbezüglich möglich oder wird dies eher als Konkurrenz gesehen? Ein klassischer Maschinenbauer weiß, dass er nicht alles selbst machen und sich stets neu erfinden kann und benötigt Unterstützung. Darüber ist sich Rainer Krauss von Ersa im klaren und setzt auf gute Zusammenarbeit, ohne dabei bis zum Äußerten gehen zu wollen. Dennoch ist eine enge, vertrauensvolle Zusammenarbeit mit den Partnern, in Verbindung mit einem guten Draht zum Kunden, für den Geschäftserfolg bedeutsam. Auch hier die Forderung, die Datenflut handelbar zu machen und die Daten zielgerichtet auf einer gemeinsamen Plattform so zur Verfügung zu stellen, dass die Produktion davon profitieren kann.

In der Schlussrunde bestätigte Thomas Brauchel das Highlight Industrieelektronik: Hier sieht er die Zukunft der Performancesteigerung der Maschinen. In punkto Datentransport sollten die großen Konzerne auf einen einheitlichen Standard gebracht werden, ein einheitliches Sicherheitsniveau um auch als Maschinenbauer Daten einheitlich verschicken zu können.

Jacques Kruse Brandão ist unter der Head „Security by Design“ für sichere Kommunikationswege zum Datenaustausch. Eine operable Lösung, in die der Nutzer, der Maschinenhersteller sowie die Partner der Bestückung gemeinsam ihr Know-how einbringen. Hierfür stellt der VDMA eine gute Plattform dar.

Michael Pawellek sieht gerade im Hinblick auf die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Komponenten noch einen gewissen Normierungsbedarf, damit alle die gleiche Sprache sprechen. Die verschiedenen Anforderungen sollten gebündelt werden, um bereits während der Entwicklungsphase Klarheit zu haben, wo ist das Ziel, wo wollen wir gemeinsam hin.

Aus Sicht von Jörg Friedrich sind alle Kunden der verschiedenen Branchen willkommen, ob dies aus der Automotive, Defense oder Industrieelektronik ist. Die Anforderungen werden stets höher und es verschmelzt sich zusehends. Als Dienstleister muss er darauf ein Auge haben, seine Kunden gleich zu stellen.

Carsten Busch sieht in der Industrieelektronik mit ihren kontinuierlichen Veränderungen definitiv ein Highlight. Die Losgrößen werden kleiner und es wird mehr Flexibilität gefordert, ein Einsatzgebiet der kollaborativen Roboter. Der VDMA adressiert entsprechend das Thema Industrie 4.0 als Chance für die Industrieelektronik.

Rainer Krauss legt seinen Fokus auf den Informationsfluss. Alles notwendige sollte zur rechten Zeit bei der richtigen Person landen, was noch gemeinsam mit allen Beteiligten dringend erarbeitet werden sollte, um einen einheitlichen Standard zu schaffen.

Die gelunge und interessante Diskussion unter Leitung von Dr. Eric Maiser zeigte, es gibt noch viel zu tun. (dj)

www.vdma.org; www.epp-online.de