25.11.2024
GASTBEITRAG

Mit Präzision zur Industrie 4.0: So werden Unternehmen fit für die Zukunft

In seinem Gastbeitrag schreibt Matthias Ottlinger, CEO des Leobener Messtechnik-Spezialisten octogon, wie die "Industrie 4.0" die Produktionswelt verändern wird. Außerdem gibt er Tipps, wie sich Unternehmen am besten darauf vorbereiten können.
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Matthias Ottlinger, CEO von octogon (c) octogon/Ottlinger

Die Industrie 4.0 verändert die Produktionswelt radikal und wer mithalten will, sollte die Chancen und Potentiale neuer Technologien ergreifen. Messtechnik spielt dabei einen wesentlichen Part, um Unternehmen für die Zukunft zu rüsten und die Digitalisierung voll auszuschöpfen. Mit der Erfassung von Echtzeitdaten lassen sich Fehler vermeiden, die Produktions- und Prozesseffizienz steigern, sowie Ressourcen einsparen. Das bringt nicht nur einen Wettbewerbsvorteil, sondern ist auch ein Plus für die Umwelt.

Präzise Daten, starke Prozesse: Warum Automatisierung Präzision braucht 

In der modernen Industrie sind exakte Daten der Treibstoff für Maschinen und Prozesse. Man sollte sich daher als Unternehmen die Frage stellen: Reicht die vorhandene Sensorik zur Datenerfassung aus? Wo gibt es Optimierungspotential? Produktionslinien die durch exakte Überwachung in Echtzeit gesteuert werden, profitieren nicht nur von weniger Ausfällen, sondern ermöglichen es auch Wartungen vorrauschauend zu planen. Das führt wiederum zu einer Kostensenkung und verhindert unnötige Produktionsstops. 

Wenn Abweichungen frühzeitig erkannt und rechtzeitig korrigiert werden, lassen sich Probleme lösen, bevor daraus potenziell schwerwiegende Folgen entstehen können. Zudem trägt dies zur Verlängerung der Lebensdauer von Maschinen bei und sichert eine gleichbleibend hohe Produktionsqualität.

Eine Checkliste auf dem Weg zur Industrie 4.0 

Um die Transformation erfolgreich zu gestalten, sind gezielte Maßnahmen und eine sorgfältige Planung erforderlich. Präzise Messtechnik bildet das Fundament, um Prozesse zu optimieren und automatisierte Systeme effizient zu steuern. Dank unserer langjährigen Erfahrung als Messtechnik-Firma und durch die enge Zusammenarbeit mit zahlreichen Unternehmen haben wir eine praktische Checkliste entwickelt, um Ihnen die nächsten Schritte zu erleichtern.

1. Analyse der aktuellen Systeme: Die Durchführung einer umfassende Bestandsaufnahme der bestehenden Mess- und Automatisierungstechnik deckt Optimierungspotential auf. Auch eine Auswertung der häufigsten Fehlerquellen und die Erfahrung von MitarbeiterInnen, kann dabei helfen fehlende Sensorik aufzudecken.

2. Auswahl der passenden Messtechnik: Da Branchen unterschiedliche Anforderungen besitzen, muss die passende Messtechnik gewählt werden. Nicht jede Sensorik eignet sich für jeden Einsatzbereich. – Welche Umgebungsbedingungen sind vorhanden? Wie häufig müssen Messwerte erfasst werden?  Welche Parameter sind von Interesse? – Um Prozessbedingungen laufend zu kontrollieren, können beispielsweise Druck oder Temperatursensoren eingesetzt werden. In anspruchsvollen Produktionsumgebungen, bei denen Maschinen häufig hohen Belastungen ausgesetzt werden, können Kraftaufnehmer oder Wägezellen helfen, Wartungen 
vorrausschauend zu planen. 

3. Integration in bestehende Systeme: Um neuen Technologien reibungslos in bestehende Systeme zu integrieren, ohne den Produktionseinfluss zu beeinträchtigen, sollte auf eine flexible und modulare Architektur geachtet werden. Dies erleichtert nicht nur den Austausch oder die Nachrüstung in der Zukunft, sondern ermöglicht auch eine schrittweise Erweiterung und Anpassung an neue Anforderungen.

4. Schulung und Weiterbildung: Technologie alleine reicht nicht aus, auch das Wissen der MitarbeiterInnen ist entscheidend. Schulungen zur Anwendung und Auswertung neuer Sensorik und Messtechnik stärken das Verständnis und die Motivation im Team. Mitarbeitende, die Messdaten präzise interpretieren können, tragen entscheidend zur Prozessoptimierung bei. 

5. Kontinuierliche Überwachung und Optimierung: Eine einmalige Implementierung reicht oft nicht aus, um langfristig erfolgreich zu sein. Die fortlaufende Analyse der erfassten Daten zeigt häufig Verbesserungsmöglichkeiten auf und macht es möglich, durch praktische Erkenntnis, gezielte Verbesserungen vorzunehmen.

Präzision für Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz 

Präzision ist nicht nur ein Schlüssel zur Effizienz, sondern auch ein starkes Werkzeug für Nachhaltigkeit. Durch den Einsatz passender Messtechnik kann der Energieverbrauch verringert, die Materialnutzung optimiert und somit Abfälle reduziert werden. Das kommt der Umwelt zugute und senkt dazu auch noch die Betriebskosten.

Umweltbewusstes Handeln entwickelt sich zunehmend zu einem entscheidenden Marktvorteil. Die Nachfrage von Kunden und Partner nach Unternehmen, welche auf Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung setzen, wächst kontinuierlich. Messtechnik unterstützt nicht nur dabei Nachhaltigkeitsziele innerhalb des Unternehmens zu verwirklichen, sondern diese auch klar und quantifiziert nach außen zu kommunizieren. 

Ausblick – Die Zukunft der Messtechnik

Die Zukunft der Messtechnick bietet zahlreiche Chancen. Versteckte Muster lassen sich mithilfe KI-gestützten Analysen aufzeigen, was zu tieferen Einblicken in Produktionsprozesse führen kann. Auch die Implementierung von IoT-fähigen Sensoren vernetzt Maschine und Prozess, erlaubt den externen Zugriff auf Daten und sorgt für eine zentralisierte, effiziente Datenverwaltung – und das bei minimalem menschlichem Eingriff.

Präzise Messtechnik bildet die Grundlage für eine erfolgreiche Transformation zur Industrie 4.0. Sie steigert Effizienz, spart Ressourcen und stärkt die Wettbewerbsfähigkeit. Wer jetzt auf Messgenauigkeit und moderne Technologien setzt, profitiert nicht nur kurzfristig, sondern sichert langfristig seinen Erfolg.

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Christian Mentin, Head of Research Unit System-Level Integration Technologies bei Silicon Austria Labs | (c) Peter Drechsler / SAL

Das österreichische Forschungszentrum Silicon Austria Labs (SAL) hat nach eigenen Angaben das weltweit dünnste bidirektionale 11-Kilowatt-Bordladegerät für Elektroautos entwickelt. Die sogenannte „Tiny Power Box 2.0“ ist nur fünf Zentimeter hoch und soll Autoherstellern neue Möglichkeiten beim Einbau bieten. Entwickelt wurde der Prototyp von Forschungsteams in Villach und Graz gemeinsam mit den Industriepartnern Infineon, AVL, TDK, Fronius und MetaSystem. Das Forschungsprojekt hatte ein Volumen von 7,2 Millionen Euro.

Laden und Strom zurückspeisen

Jedes Elektroauto verfügt über einen sogenannten On-Board-Charger. Dieser wandelt den Wechselstrom aus der Steckdose oder Wallbox in Gleichstrom um, den die Fahrzeugbatterie speichern kann. Die Tiny Power Box 2.0 übernimmt dabei gleich drei Funktionen: Sie lädt die Batterie mit bis zu elf Kilowatt, kann Strom aus dem Fahrzeug zurück ins Haus oder öffentliche Netz speisen und versorgt über einen integrierten Wandler auch das 12-Volt-Bordnetz. Darüber werden unter anderem Beleuchtung, Steuergeräte und Infotainment betrieben. Dafür ist bislang häufig ein separates Bauteil notwendig.

Durch die bidirektionale Funktion könnte ein geparktes Elektroauto künftig auch als Stromspeicher dienen. Beispielsweise ließe sich tagsüber erzeugter Solarstrom in der Fahrzeugbatterie speichern und bei Bedarf wieder im Haushalt nutzen.

Mehr Leistung auf weniger Raum

Die größte Herausforderung bei der Entwicklung sei die Wärme gewesen, die beim Umwandeln des Stroms entsteht, heißt es von SAL. Je kompakter das Ladegerät, desto schwieriger wird es, diese abzuführen.

„Bei 50 Millimetern Bauhöhe liegt die eigentliche Herausforderung in der Wärmeentwicklung, die auf sehr kleinem Raum abgeführt werden muss. Wir haben Kühlung, magnetische Komponenten und Isolation deshalb in kombinierten Designprozessen als ein gemeinsames Gesamtsystem simuliert und entwickelt. Nur so lassen sich 11 Kilowatt bidirektional auf engstem Bauraum umsetzen“, erklärt Christian Mentin, Head of Research Unit System-Level Integration Technologies bei Silicon Austria Labs.

Die Entwicklung baut auf einem Vorgängerprojekt aus dem Jahr 2022 auf. Damals hatte SAL bereits ein kompaktes Ladegerät mit sieben Kilowatt Leistung entwickelt. Die neue Generation erreicht elf Kilowatt und kommt dabei mit einer deutlich geringeren Bauhöhe aus.

Forschungsergebnisse für weitere Anwendungen

Nach dreieinhalb Jahren Forschung liegt die Tiny Power Box 2.0 nun als Prototyp vor. Mit fast allen beteiligten Industriepartnern laufen bereits Folgeprojekte. Dabei sollen die entwickelten Technologien auch in anderen Bereichen zum Einsatz kommen, etwa in der Ladeinfrastruktur für Elektromobilität, in industriellen Gleichstromnetzen oder bei der Stromversorgung von Rechenzentren.

Ob und wann die Tiny Power Box 2.0 selbst in Serienfahrzeugen eingesetzt werden könnte, ist derzeit offen. Interesse gibt es laut SAL aber bereits von europäischen und internationalen Autoherstellern.

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