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Industrie 4.0 Druckluftspezialist Boge eröffnet Smart Factory

Redakteur: Dominik Stephan

Raus aus der Manufaktur, rein ins Industrie-4.0-Zeitalter: Ein revolutionäres Kompressorkonzept braucht die entsprechende Fertigung, ist man sich bei Boge sicher. Die Bielefelder starten nach Millioneninvestitionen die Fertigung in ihrer neuen Smart Factory – vollvernetzte Produktion inklusive.

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Kompressorspezialisten mit Industrie-4.0-Vision: Die Boge-Geschäftsführung bei der Eröffung der neuen Smart-Factory.
Kompressorspezialisten mit Industrie-4.0-Vision: Die Boge-Geschäftsführung bei der Eröffung der neuen Smart-Factory.
(Bild: PROCESS)

Bielefeld – Ein schnell höher werdendes Heulen wie von einem drehenden Bohrer. Dann Stille. Nein, nicht ganz still. Ein leises, unaufdringliches Brausen ist zu hören, wie von einem Saubsauger im Nebenraum. Mehr nicht. Dabei rotieren hinter der blauen Metallhülle drei Impeller aus Titan mit 2000 Umdrehungen – pro Sekunde.

Von außen sieht man es dem High-Speed Turbo (HST) Kompressor der Druckluftspezialisten von Boge nicht an, welche Kraft gerade im Inneren des blauen Gehäuses wirkt – und das auch noch bei einem äußerst kompakten Footprint. Nebenbei garantiert der Verzicht auf Lager und Getriebe durch die geringe Zahl der beweglichen Teile einen besonders verschleißarmen Betrieb, der trotz hoher Effizienz bis zu 30 % niedrigere Gesamtkosten generieren soll.

Darauf ist man in Bielefeld stolz: „Unser High Speed Turbo-Kompressor ist die Antwort auf die zunehmende Nachfrage nach kundenindividuellen Lösungen bei gleichzeitig hoher Energieeffizienz“, sagt Thorsten Meier, Geschäftsführer bei Boge. „Um die Fertigung und Montage des innovativen Maschinenkonzeptes einfach und sicher zu gestalten, haben wir zukunftsweisende Produktionstechnologien für unsere Anforderungen modifiziert.“

Dabei ist das nicht einmal der größte Clou des kompakten Verdichters: Der wirkliche Trumpf steckt in den Lagern, in denen sich der Rotor der Kompressors dreht. Denn es ist kein Kugellager und keine Rollen, in denen das kiloschwere Bauteil rotiert – sondern nichts als ein winziger Luftfilm.

Auf Luft gelagert – das klingt einfach, war jedoch eine echte Herausforderung für die Ingenieure: Damit sich bei einer ausreichend schnellen Drehung des Rotors eine hauchdünne Luftschicht ausbildet, die die schwere, magnetische Metallwalze abheben lässt, sind spezielle Beschichtungen und absolute Passgenauigkeit notwendig. Der Lohn der Mühe: Der HST kommt völlig ohne Ölschmierung aus.

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Ölfreier Kompressor, ölfreies Produkt

Kein Öl im Kompressor – das heißt auch keines in der Druckluft. Absolute Ölfreiheit, ein Argument das besonders Betreiber in sensiblen Anwendungsbereichen von Food bis Pharma überzeugt – denn wer will schon Öl im Essen?

Seit seiner Premiere auf der HMI 2015 hat der HST einigen Staub aufgewirbelt, ist man sich bei Boge sicher. Jetzt sehen die Bielefelder die Zeit gekommen, die nächste Stufe zu zünden: Erfolgte die technisch höchst anspruchsvolle Fertigung des Super-Kompressors bisher unter „Manufakturbedingungen“, wie Geschäftsführer Meier betont, hält jetzt das Industry-4.0-Zeitalter Einzug in der Boge-Fertigung.

Smart Factory nennen die Kompressorspezialisten ihr Konzept, dass eine vollvernetzte, Intelligente Produktion mit cleverer Benutzerführung und eine sichere Produktion von der Serienfertigung bis zu maßgeschneiderten Lösungen in Stückzahl 1 ermöglicht. „Smart Factory ist die richtige Fertigungsmethode für dieses Produkt“, ist Meier überzeugt.

Zwei Millionen Euro hat sich die Firma die intelligente Fabrik auf 2000 m² kosten lassen – ein großer Teil dieser Summe wurde für Ausrüstung wie 3D-Druck, Magnetisier- und Beschichtungsanlagen ausgegeben erklärt Meier – immerhin sei bei einem so besonderen Produkt wie dem HST das Fertigungswissen entscheidend, wie der Geschäftsführer des Bielefelder Unternehmens (der Boge gerne als „Best Of German Engineering“ buchstabiert sieht) erklärt.

Das Werkzeug denkt mit

Jetzt fertigen etwa 20 Mitarbeiter in der Smarten Fabrik Frequenzumrichter und Rotoren, beschichten Bauteile oder montieren komplette Kompressorbaugruppen – immer unterstützt durch die clevere und vernetzte Prozessführung. So wissen smarte Drehmomentschlüssel mit WLAN-Zugang beispielsweise selbst, welches Drehmoment gefordert ist, und stellen sich eigenständig ein.

Digitale Assistenzsysteme zeigen den Monteuren bei komplexen Arbeitsschritten, welche Werkzeuge und Bauteile sie einsetzen müssen. Und dank individueller Kennzeichnung der einzelnen Komponenten ist vollständige Rückverfolgbarkeit gegeben. Eine Andon-Tafel informiert jederzeit über den aktuellen Status der Fertigungslinien.

Vernetzt in die Zukunft

Mensch, Maschine und Bauteil sollen miteinander kommunizieren, zusammenarbeiten und sogar voneinander lernen, erklärt Meier. So projiziert der smarte Arbeitsplatz nicht nur Anleitungen und Teilelisten auf die Werkbank des Monteurs sondern passt sich auch nach und nach dessen Kenntnisstand an. Immer nur die Informationen die wirklich wichtig sind – und garantiert nichts vergessen.

So will Boge mit der intelligenten Fabrik den Fehlerteufel endgültig exorzieren. Das Vorbild dieser Produktion der Zukunft entstand unweit: Die Smart Factory OWL. Diese Forschungs- und Demonstrationsfabrik in Lemgo entstand auf Initiative der Fraunhofer-Gesellschaft und der Hochschule Ostwestfalen-Lippe, um neue Industrie-4.0-Technologien wissenschaftlich zu begleiten, praktisch zu erproben und für KMU erfahrbar zu machen.

Ausgestattet mit einer realen IT- und Produktionsumgebung im Wert von weiteren rund fünf Millionen Euro ist die Smart Factory Versuchs- und Demonstrationsplattform und Lernumgebung für Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Studierende. Auch Unternehmen der Region sollen von der Entwicklung profitieren und zukünftig auf dem Weg zur digitalisierten Produktion unterstützt werden, so die Forscher.

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„Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht, nicht nur Pionier im Feld der Industrie 4.0 zu sein, sondern diese Technologien auch in die Unternehmen zu bringen", erklärte Professor Dr. Jürgen Jasperneite, Leiter des Fraunhofer-Anwendungszentrums IOSB-INA in Lemgo und Initiator der Smart Factory OWL, der Presse.

„Auf Projektflächen besteht die Möglichkeit, Maschinen oder Anlagenteile für einen Pilotbetrieb temporär aufzubauen, mit Industrie 4.0-Lösungsbausteinen auszustatten und auf Herz und Nieren zu testen. Damit werden Potenziale und notwendige Investitionsentscheidungen frühzeitig bewertbar", so Jasperneite.

Kollege Computer

Ideale Bedingungen also für die Kompressorproduktion der Zukunft: Die in Lemgo installierten Prototypen wurden geprüft und geeignete Verfahren für die Boge-Serienproduktion weiterentwickelt. Innerhalb eines Jahres erfolgte der Teilumbau eines bestehenden Fertigungsbereichs am Hauptsitz des Familienunternehmens in Bielefeld-Jöllenbeck.

Dort ermöglicht jetzt ein digitalisiertes Assistenzsystem eine schnelle Einarbeitung und eine ergonomische Durchführung auch von komplexen Arbeitsschritten.

Die Bauteile „kennen“ ihre Eigenschaften und die Erfordernisse in der Fertigung. So erzeugt allein die Bauteilcodierung eine Projektion der Arbeitsanweisungen und Montageinformationen, die direkt im Sichtbereich des Beschäftigten erscheinen.

Pick-to-Light erleichtert die Montage der benötigten Teile, die über einen modularen Baukasten zur Verfügung stehen. Durch die Verbindung zum ERP-System stellt die jeweilige Prozesstechnologie automatisch die bauteilspezifisch relevanten Parameter ein.

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Kann ein Kompressor „dazulernen“?

Permanente Evolution - auch das ein Thema bei Industrie 4.0 wird sowohl beim HST-Kompressor wie auch der Smart Factory groß geschrieben: Der HST ermöglicht durch seine Konstruktion einen Austausch des Motors innerhalb einer Stunde – dadurch ist es jederzeit möglich, den Antrieb gegen einen effizienteren auszutauschen, sollten sich die Betriebsbedingungen geändert haben oder eine neue Motorengeneration zur Verfügung stehen.

Immer auf dem neusten Stand der Technik – der Hersteller geht davon aus, dass sich auf diese Weise der Kompressor nicht nur stets aktuell halten lässt, sondern im Laufe seiner Lebensdauer immer effizienter wird.

Und auch die Smart Factory lernt ständig dazu. Bewährt sich das Konzept, soll es in Zukunft auch auf andere Baureihen übertragen werden, so Boge.

Dieser Beitrag ist ursprünglich auf unserem Partnerportal PROCESS erschienen.

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