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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OVE, LCM
(c) OVE/Fürthner - (v.l.) Johann Hoffelner, Josef Passenbrunner und Hubert Mitterhofer von LCM.

Seit August des heurigen Jahres hat das LCM mit Johann Hoffelner einen neuen CEO – brutkasten berichtete. Rund drei Monate später darf man sich über den OVE Innovation Award freuen.

Pankl Turbosystems beschäftigt sich mit Brennstoffzellen-Luftversorgungssystemen (FCAS – Fuel Cell Air Supply) sowie mit elektrisch unterstützten Abgasturboladern (EAT – Electrically Assisted Turbocharger) für Kleinserien. Weil aber Turbosysteme technologisch extrem anspruchsvoll sind, setzt die Mannheimer (Deutschland) Firma bei der Optimierung spezieller Komponenten auf externe Entwicklungspartner.

LCM mit Neuauslegung des E-Motors

“Die Elektromotoren für den Antrieb der Verdichterräder sind das Herzstück in FCAS-Systemen. Mit der kompletten Neuauslegung dieses Elektromotors hat LCM einen unentbehrlichen Beitrag zum gelungenen Innovationssprung und Wettbewerbsvorsprung geleistet”, erklärt Pankl Turbosystems-Geschäftsführer Gerhard Krachler.

Konkret hat es neun Monate gedauert, bis das LCM-Team rund um Hubert Mitterhofer und Josef Passenbrunner die ersten Funktionsmuster für den Elektromotor lieferte. Diese erfüllten die Erwartungen von Pankl und liefern Drehzahlen von bis zu 140.000 U/min und eine Nennleistung von 22kW. In diesem Sinne könnte ein FCAS von Pankl Turbosystems, in dem ein von LCM ausgelegter Motor arbeitet, schon bald bei einem Stratosphärenflug an Bord sein, heißt es.

Im Auftrag der britischen Stratospheric Platforms Ltd, eines Herstellers von Bauteilen für die Luft- und Raumfahrt, hat Pankl gemeinsam mit weiteren internationalen Unternehmen an der Entwicklung eines unbemannten Zero-Emission-Flugobjekts gearbeitet: “Selbst wenn dieses Projekt noch in einem sehr frühen Stadium ist, unterstreicht es die enorme Dynamik in der Brennstoffzellen-Technologie”, so Krachler weiter.

“Begrenzter Bauraum”

So unterschiedlich die Einsatzgebiete der FCAS sind, haben sie doch eine Gemeinsamkeit: Der Bauraum ist immer extrem begrenzt. Mithilfe der LCM-Software-Plattform “SyMSpace” konnte aus dieser Not eine Tugend gemacht werden. Damit wurden alle Komponenten – von der Baugröße des Motors über die Materialauswahl bis zur Dimensionierung jedes Bauteils – so aufeinander abgestimmt, dass die errechnete Motorauslegung nicht mehr verbessert werden kann, wie es in einer Aussendung heißt.

“Aus mehreren tausenden Varianten entsteht auf diese Art ein Elektromotor in der geforderten Baugröße, der in der Simulation 97 Prozent Wirkungsgrad erreicht. Es lässt sich kein Parameter weiter verbessern, ohne einen anderen zu verschlechtern”, erklären Passenbrunner und Mitterhofer.

Welches enorme Potential Brennstoffzellen haben, unterstreicht auch das Projekt SkalTABs (skalierbares Thermomanagement und Antriebsstrang für Brennstoffzellen-Nutzfahrzeuge). In dem vom deutschen Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Forschungsprojekt arbeiteten mit der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH) neben Infineon, GreenIng, AVL LIST und MACCON auch Pankl Turbosystems zusammen.

Das Ziel war es, für mittelständische Unternehmen und Fahrzeughersteller mit kleineren Stückzahlen einen Baukasten für verschiedene Leistungsstufen eigener Brennstoffzellensysteme zu erforschen: “Selbstverständlich war auch unser gemeinsam mit LCM entwickeltes FCAS mit an Bord”, sagt Krachler. Weitere Förderprojekte für Antriebssysteme im Megawatt-Bereich werden gerade vorbereitet.

Award für LCM mit Signalwirkung

Dass LCM und Pankl Turbosystems für ihr Projekt mit dem OVE Innovation Award ausgezeichnet werden, hat für Hoffelner Signalwirkung. Gerade bei nicht-fossilen Antriebtechnologien sei Reichweite das entscheidende Kriterium: “Reichweite ist immer eine Frage der Effizienz. Je effizienter Antriebsysteme arbeiten, desto mehr Reichweite ist möglich. Mit der Zusammenarbeit am FCAS haben wir die Grenzen des Möglichen gemeinsam ein wenig verschoben”, sagen Hoffelner und Krachler.

Bernhard Jakoby, OVE-Juryvorsitzender und Vorstand des Instituts für Mikroelektronik und Mikrosensorik an der Linzer Johannes Kepler Universität (JKU), begründet die Entscheidung LCM zu prämieren wie folgt: “Das ausgezeichnete Projekt zeigt wieder einmal, dass es in Österreich gelingt, innovative Technologien aus der Forschung in die Praxis zu bringen und am Weltmarkt zu etablieren.”

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