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Flexibel durch ein modulares Anlagen- und Steuerungskonzept

Wandlungsfähige Fertigung bei Phoenix Contact

| Redakteur: Matthias Brandstätter

Ein großer Vorteil der vernetzten Industrie ist die bedarfsgerechte Produktion. Lesen Sie in unserem Praxisbeispiel von der Plattform Industrie 4.0, wie Phoenix Contact mit diversen Prozessmodulen sowohl den Automatisierungsgrad skaliert als auch die Produktionsmenge flexibel anpasst.

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Die modular aufgebaute Produktionslinie integriert manuelle Arbeitsplätze für Montageaufgaben und automatisierte Prozessmodule für Beschriftungs- sowie Prüfprozesse.
Die modular aufgebaute Produktionslinie integriert manuelle Arbeitsplätze für Montageaufgaben und automatisierte Prozessmodule für Beschriftungs- sowie Prüfprozesse.
(Bild: Phoenix Contact)

Welche Herausforderungen galt es zu lösen und welcher konkrete Nutzen ergab sich?

Die Anpassung der Fertigungskapazitäten an immer weiter steigende Absatzmengen sowie die Erweiterung des produzierbaren Produktspektrums stellen wesentliche Herausforderungen bei der Fertigung von Elektronikgeräten dar. Das Leitbild Industrie 4.0 liefert passende Lösungsansätze, um Produktionsanlagen so zu gestalten, dass geänderte Marktanforderungen einfach berücksichtigt und eine wirtschaftliche Fertigung umgesetzt werden kann.
Allerdings erfordert eine optimale Ausnutzung von Produktionsressourcen bei hoher Produktvarianz und geringen Losgrößen wandlungsfähige Anlagen- und Steuerungskonzepte, um zum Beispiel minimale Rüstzeiten zu gewährleisten.

Hier setzt die modulare Fertigungslinie von Phoenix Contact an: Die Möglichkeit Prozessmodule auszutauschen sowie die intuitive Konfiguration von Prozessabläufen ermöglicht eine Integration neuer Produktvarianten und neuer Technologien mit geringem Aufwand. Mittels digitaler Bildverarbeitung werden Bauteil- und Montagetoleranzen im Beschriftungsprozess kompensiert und eine konstant hohe Produktqualität sichergestellt.

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Wie lässt sich der Industrie 4.0-Lösungsansatz beschreiben?

Die modular aufgebaute Produktionslinie integriert manuelle Arbeitsplätze für Montageaufgaben und automatisierte Prozessmodule für Beschriftungs- sowie Prüfprozesse. Durch die freie Kombinierbarkeit unterschiedlicher Module nach dem „Plug&Produce“-Prinzip lassen sich der Automatisierungsgrad und die Produktionsmenge der Linie einfach anpassen.

Das entwickelte Fertigungsleitsystem ermöglicht so die parallele Fertigung unterschiedlicher Artikelvarianten, eine einfache Konfiguration der variantenspezifischen Prozessabläufe und die Unterstützung manueller Prozessschritte durch komfortable Assistenzfunktionen. Eine durchgängige Erfassung der Fertigungshistorie stellt eine nachhaltige Qualitätsdokumentation sicher.

Was konnte erreicht werden?

Die modulare Bauweise der wandlungsfähigen Fertigungslinie erlaubt eine einfache Skalierung des Automatisierungsgrads, um die notwendigen Produktionsmengen zu berücksichtigen. Die „Plug&Produce“-Fähigkeit der Prozessmodule ermöglicht zudem eine einfache Integration neuer Fertigungstechnologien. Mithilfe eines grafischen Editors können die Beschäftigten im Fertigungsleitsystem Prozessabläufe für neue Produktvarianten konfigurieren, ohne dass ein Programmierer notwendig ist.

Das stellt eine schnelle und einfache Anpassung der Fertigung an veränderte Marktsituationen sicher. Die im Fertigungsleitsystem umgesetzten Schnittstellen gewährleisten zudem einen einfachen Austausch von Auftrags- und Produktdaten mit dem ERP-, PLM-, und MES-System sowie der Steuerungstechnik in der Fertigungslinie.

Die Bildverarbeitung kompensiert automatisch Bauteil- und Montagetoleranzen im Beschriftungsprozess, während automatisierte Prüfprozesse die korrekte elektrische Funktion sicherstellen. Das gewährleistet eine hohe Produktqualität. Eine situationsorientierte Montageassistenz minimiert die Arbeitsbelastung und Fehlermöglichkeiten bei manuellen Arbeitsschritten. „Der nächste wesentliche Schritt auf dem Weg zur Industrie 4.0 ist die vollautomatische Konfiguration der gesamten Produktionslinie auf Basis digitaler Produktbeschreibungen“, so Axel Borcherding, Director Production and Engineering in der Business Unit I/O and Networks.

Was können andere davon lernen?

Die Umsetzung von Industrie 4.0 erfordert das Zusammenspiel unterschiedlichster Fachdisziplinen und Unternehmensbereiche. Nur so ist es möglich, einen nahtlosen Datenfluss vom Kunden über die IT-Systeme im Unternehmen bis hin zur Fertigungslinie auf Basis standardisierter Datenformate und Schnittstellen umzusetzen.

Auf der Ebene der Fertigungsanlagen bedeutet Industrie 4.0 eine intelligente Kombination manueller und automatischer Prozessschritte entsprechend den individuellen Anforderungen der zu fertigenden Produkte. Die steigende Komplexität wandlungsfähiger Fertigungsanlagen muss durch geeignete Assistenzfunktionen kompensiert werden, damit sie für den Menschen beherrschbar bleibt.

Kooperation Die Inhalte dieses Beitrags sind zuerst auf der Plattform Industrie 4.0 erschienen und wurden mit freundlicher Genehmigung veröffentlicht.

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