30.10.2023
Massenfertigung nach Maß
Den Spagat zwischen der Forderung nach Individualisierung und Wirtschaftlichkeit zu bewältigen, stellt die Industrie vor neue Herausforderungen. Der Technologiedienstleister und Elektrogroßhändler Alexander Bürkle zeigt mithilfe eines Demonstrators als Beispiellösung für eine Produktionsanlage, wie eine Produktion in Losgröße 1 unter den Bedingungen der Massenfertigung möglich ist. Ein essenzieller Bestandteil der Anlage ist die Sensorik von Pepperl+Fuchs.
Spezielle Kundenwünsche rücken immer weiter in den Vordergrund. „Standard“ ist nun nicht mehr Standard. Um individuelle Kundenwünsche zu erfüllen, wird daher zunehmend auftragsbezogen produziert. Dies soll aber möglichst zu den wirtschaftlichen Bedingungen der Massenfertigung, wie geringen Kosten und schnellen Durchlaufzeiten, erfolgen. Doch wie kann das funktionieren?
Individualisierung bei gleichzeitig hoher Wirtschaftlichkeit lässt sich durch innovative Industrie-4.0-Konzepte erreichen. Damit lassen sich Produktionsprozesse in der Industrie digitalisieren und miteinander vernetzen. Durch die Vernetzung lassen sich mögliche Verzögerungen vorhersagen, sodass auch Engpässe oder Störungen schnell erkannt und behoben werden können.
Es werden hier verschiedene Komponenten wie Maschinen, Roboter und Sensoren zu einem Netzwerk verbunden, die über Technologien wie IO-Link miteinander kommunizieren.
Roboter und automatisierte Systeme können Unternehmen so zum Beispiel dabei unterstützen, ihre Produktionslinien flexibel und in Echtzeit anzupassen. So lassen sich die Produktionslinien individuell abstimmen, sodass Produktionsabläufe präzise geplant werden können. Damit können auch Lagerbestände genauer vorhergesagt, Ausschuss minimiert und Lieferzeiten optimiert werden. Das Konzept der Losgröße 1 spielt hier eine entscheidende Rolle. Während in der traditionellen Massenproduktion eine große Stückzahl eines Produkts gefertigt wird, versteht man unter der Losgröße 1 die Fertigung eines einzelnen Produkts, das exakt den individuellen Anforderungen des Kunden entspricht – zu den Bedingungen der Massenfertigung.
Losgröße 1: Personalisierte Wasserflaschen in Massenfertigung
Als Beispiellösung für die „Massenfertigung nach Maß“ stellte Alexander Bürkle erstmals auf der electra 2022 eine Demonstrationsanlage vor, die Wasserflaschen als Beispiel für kundenspezifische Produkte individuell bedruckt und dabei den gesamten Produktionsprozess transparent macht. Die herstellerunabhängige Automatisierungslösung veranschaulicht die intelligente Vernetzung von Maschinen, Produkten und Menschen und vereint eindrucksvoll die Massenfertigung mit der individuellen Fertigung. Besucher können vor Ort eine persönliche Wasserflasche in Auftrag geben und einen beliebigen Text, wie zum Beispiel ihren Namen, auf das Etikett drucken lassen. Sobald ihre Wasserflasche dann abholbereit ist, erhalten sie eine Benachrichtigung per E-Mail.
Der Demonstrator als Beispiellösung für die Massenfertigung nach Maß
Die exemplarische Produktionsanlage bildet die gesamte elektrotechnische Wertschöpfungskette in sämtlichen Einsatzbereichen ab: von Elektrokonstruktion über Steuerungstechnik, Automatisierung bis hin zu IIoT und Robotik. Die Komponenten in der Anlage sind über PROFINET und IO-Link miteinander vernetzt und kommunizieren untereinander. Durch die Verbindung von Information Technology (IT) und Operational Technology (OT) entsteht so eine ganzheitliche Lösung zum Anfassen. Alexander Bürkle setzt dabei auf eine Vielzahl an Technologien und Komponenten unterschiedlichster Hersteller. Pepperl+Fuchs lieferte die benötigte Sensorik.
„Wir sind sehr stolz auf die vertrauensvolle Zusammenarbeit mit den verschiedenen Herstellern, die diese gesamtheitliche Lösung erst möglich macht“, berichtet Bachofner. „Aufgrund unserer langjährigen Partnerschaft und der großen Bandbreite an Sensorik und Komponenten wie den IO-Link-Mastern oder RFID-Komponenten, die Pepperl+Fuchs bietet, war es bei der Planung der Anlage eigentlich selbstverständlich für uns, die Produkte auch hier zu verwenden.“
Sensorik im Einsatz
Die Sensoren und Technologien von Pepperl+Fuchs sorgen in der Anlage von Alexander Bürkle für die zuverlässige Erfassung und Übertragung der Produktions- und Auftragsdaten in Echtzeit und sichern somit einen reibungslosen Informationsfluss in der vernetzten Fertigungsumgebung. Die individuelle Produktion bei großen Mengen erfordert höchste Zuverlässigkeit aller Komponenten.
Pepperl+Fuchs bietet ein breites Portfolio an Sensoren und Technologien, die sich ideal für die Anforderungen von Industrie 4.0 eignen und sich nahtlos in die Anwendung integrieren lassen.
„Auch für Anwendungen unter rauen Bedingungen stehen passende und zuverlässig arbeitende Komponenten zur Verfügung.“ So überwachen induktive Sensoren und Reflexionslichtschranken die Lagerplätze und übermitteln die Informationen der Lagerplatzbelegung und Positionierung in der Fördertechnik an die Steuerung, während Vision-Sensoren die richtige Positionierung der Flaschen beim Druckvorgang sicherstellen und dafür sorgen, dass jeder Kunde seine personalisierte Flasche erhält.
Mithilfe von RFID-Tags kann der Auftragsstatus während der Produktion durchgängig verfolgt werden. Dazu sind diese unter den Warenträgern angebracht, die von RFID-Schreib-/Lesegeräten von Pepperl+Fuchs an verschiedenen Punkten im Produktionsprozess erfasst werden. Das Datenmanagement ermöglicht die personalisierte Zuordnung der Flaschen zum Shuttle. So behält der Kunde stets den Überblick über den Status seiner Bestellung.
Der Vision-Sensor VOS2000 scannt den Code auf der Flasche.
In der Abholbenachrichtigung erhält der Kunde schließlich einen QR-Code, mit dem er seine Wasserflasche abholen kann. Dafür scannt der Vision-Sensor der Serie VOS2000 den Code und sorgt so dafür, dass der Kunde die richtige Flasche erhält.
Innovation im Fokus: Neue Möglichkeiten für den Demonstrator
Der Demonstrator von Alexander Bürkle soll auch in Zukunft zeigen, was mit Industrie-4.0-Konzepten möglich ist und wie Hersteller Produkte in Losgröße 1 zu den wirtschaftlichen Bedingungen der Massenfertigung produzieren können. „Um stets die neuesten Innovationen vorzustellen, entwickeln wir die Anlage immer weiter“, erklärt Bachofner. „Die Anforderungen der Zukunft wie das Thema Nachhaltigkeit spielen dabei sicherlich eine Rolle.“
„Wir sind gespannt, wie sich der Demonstrator verändern wird und freuen uns auf die Herausforderung, neue passende Lösungen für Alexander Bürkle bereitzustellen“, blickt Haller in die Zukunft. Die Produkte und Technologien von Pepperl+Fuchs werden auch weiterhin in der beispielhaften Produktionsanlage von Alexander Bürkle vertreten sein. Mit der Weiterentwicklung des Demonstrators lassen sich gemeinsam neue technologische Möglichkeiten für die Massenfertigung nach Maß erschließen.
