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Digitalisierung im Umfeld pneumatischer und elektrischer Automatisierungstechnik bei SMC

Pneumatische und elektrische Automatisierungstechnik bei SMC
„Vierklang der Digitalisierung“

Welche Digitalisierungsfragen sich im Umfeld pneumatischer und elektrischer Automatisierungstechnik für SMC ergeben und worum es Maschinenbauern und Endanwendern beispielsweise beim Energiemonitoring geht, erläutert Christian Ziegler, Head of Digital Business Development bei SMC Deutschland.

»Interview: Nico Schröder, Korrespondent KEM Konstruktion, Augsburg

Inhaltsverzeichnis
1. Digitalisierung: von Big Data zu Smart Data
2. Energiemonitoring von Maschinen und Anlagen vorantreiben
3. Neuer SMC-Starterkit ermöglicht einfaches Energiemonitoring
4. Produktdaten im Engineering-Prozess nutzen
5. Digitalisierung als Dienstleistung – extern wie intern

KEM Konstruktion: Herr Ziegler, auf welche Aspekte fokussiert sich SMC, wenn es um Digitalisierungsfragen geht?

Christian Ziegler: Das Thema Digitalisierung bei SMC umfasst zwei Hauptaspekte. Der eine Aspekt von Digitalisierung ist nach außen gerichtet, das heißt zum Kunden hin. Der andere Aspekt betrifft SMC als Organisation, das heißt losgelöst davon, welche Produkte wir entwickeln und anbieten. Ob wir jetzt Komponenten für die Automatisierungsindustrie oder Kirchenorgeln bauen würden, die Digitalisierung betrifft uns als solches. Insofern schauen wir natürlich, wie wir Prozesse innerhalb von SMC flacher und schneller gestalten können.

KEM Konstruktion: SMC kommt aus dem Bereich der klassischen Pneumatik-Komponenten und hat inzwischen ein sehr viel breiteres Portfolio nebst IIoT-Fähigkeit aufgebaut. Welche Ausrichtung steckt dahinter?

Ziegler: Wir haben uns aus einem pneumatischen Portfolio heraus entwickelt. Inzwischen verfügen wir auch über ein umfangreiches elektrisches Portfolio mit Greifern, elektrischen Antrieben – ob rotativ oder linear. In Hinblick auf IIoT und vor dem Hintergrund einer Plattform-Strategie ist das interessant, da an einem Antrieb oder an einem Sensor Daten anfallen beziehungsweise erzeugt werden – sei es Druck, sei es Durchfluss. Es geht uns darum, diese Daten zu analysieren und zuverlässig Entscheidungen auf dieser Basis zu treffen. Dann ergibt es Sinn. Nur Daten zu erzeugen und abzuspeichern, ergibt keinen Mehrwert. Von daher sehen wir bei SMC folgenden Vierklang: Daten erzeugen, speichern, analysieren und eine Erkenntnis daraus treffen. Big Data und Festplatten- oder Clouddaten allein reichen nicht. Aus den generierten Daten sollten sich sinnvolle Erkenntnisse ableiten lassen. Einen Plan zu haben, wie ich die Daten nutzen möchte, gehört dazu.

Digitalisierung: von Big Data zu Smart Data

KEM Konstruktion: An welchen Stellen erzeugen die SMC-Komponenten Daten?

Ziegler: Die Daten werden in erster Instanz auf Aktuator- und Sensorebene erzeugt. Diese Daten müssen weiterverarbeitet werden. Das heißt, man kann sie lokal an der Maschine abspeichern oder auch in der Cloud. Dafür gibt es verschiedene Anbieter. Mit mehreren arbeiten wir zusammen. Zum einen ist das Atos als IT-Dienstleister. Zum anderen haben wir eine Partnerschaft mit der Software AG und nutzen die Cumulocity-IoT-Plattform. Das heißt, wir haben uns offen aufgestellt, weil wir schauen, welche Lösung unsere Kunden haben und in welcher Form wir mit unseren Komponenten und Gateways andocken können. So gehen die Daten in die Cloud oder es gibt eine Vorverarbeitung auf dem Gateway selbst. Hier arbeiten wir unter anderem mit Dell.

KEM Konstruktion: Welche konkreten Ziele verfolgen Sie mit diesen strategischen Partnerschaften?

Ziegler: Von unserer Strategie her ist es nicht angedacht, dass wir auf einmal Industrie-PCs entwickeln, zum Cloudanbieter werden oder Analytics-Plattformen anbieten. Es entspräche nicht unsere Herkunft und es gibt Firmen, die über geeignete Kompetenzen verfügen, die wir insofern bei uns im Haus nicht mehr in Richtung IoT-Software oder ähnlichem entwickeln brauchen.

KEM Konstruktion: SMC ist 2020 mit dem IT-Dienstleister Atos ein „Memorandum of Understanding“ eingegangen, um Digitalisierungsprojekte und gerade auch Lösungen zur Energieoptimierung voranzutreiben? Wie hat sich Ihre strategische Partnerschaft entwickelt?

Ziegler: Ein Beispiel, das unsere Entwicklung verdeutlicht, ist eine Lösung für Schweißzangen in der Automobilindustrie, bei der es darum geht, dem Kunden zu zeigen, mit bestehenden, heute schon im Einsatz befindlichen Produkten und entsprechender Analytics beispielsweise Standzeiten einer Schweißzange, von Schweißkappen oder Schweißschäften deutlich zu erhöhen. Letztlich geht es darum, sparsam zu sein. Die Einsparung ist auf der einen Seite monetär, weil ganz einfach weniger Kupferkappen gebraucht werden. Sie bedeutet auf der anderen Seite auch Einsparung von Arbeitszeit, weil weniger Kappen gewechselt werden müssen oder weil weniger Wartungszyklen umzusetzen sind. Das heißt, die Werker können sich auf andere Dinge konzentrieren, wenn weniger Wartung an der Schweißzange anfällt. Ein anderes Beispiel aus der Lebensmittelindustrie: Pulver, aus dem Babymilch hergestellt wird, wird auf einer Anlage produziert, deren Überwachung von einem Zylinder realisiert ist. Wir versuchen an der Stelle Anomalien zu erkennen, um vorauszusagen, wann der Zylinder ausfällt und es Probleme geben könnte. Dazu erzeugen, sichern sowie analysieren wir Daten und versuchen damit, eine clevere Auswertung zu erreichen.

KEM Konstruktion: Wo sehen Sie dabei die Grenze des Machbaren?

Ziegler: Die Grenze ist einfach die – und die haben auch unsere Marktbegleiter: Wir haben bestimmte Daten, die man heute bräuchte, um all diese Predictive-Maintenance-Lösungen umzusetzen, in den vergangenen 10, 20 Jahren teilweise nicht gespeichert, sprich, es ist ein großer Unterschied, ob ich ein Auto schweiße oder ob ich auf einer Maschine Babymilchpulver herstelle. Das heißt, wie die Komponente genutzt wird, hängt vom Einsatzzweck, von der Luftfeuchtigkeit, von der Temperaturumgebung und all dem ab, was einen Einfluss auf den Prozess hat. Solche Daten, um genau sagen können, wann genau ein Zylinder in einer bestimmten Applikation ausfällt, sind in den vergangenen Jahren in der Art und Weise noch gar nicht erhoben worden. Predictive Maintenance ist ein gutes Ziel ist, aber wenn jemand sagt, er könne das heute schon vollumfänglich umsetzen, muss man sicherlich zwei-, dreimal hinschauen, was das wirklich bedeutet.

Energiemonitoring von Maschinen und Anlagen vorantreiben

KEM Konstruktion: Wenn Sie Digitalisierung aus der Perspektive von Maschinenbauern oder Endanwendern betrachten – welche Bestrebungen treiben Sie aktuell um?

Ziegler: Aller Wahrscheinlichkeit nach werden wir auf der SPS-Messe einen Service beziehungsweise eine Dienstleistung in Richtung Nachhaltigkeit, konkreter gesagt zum Energiemonitoring von Maschinen und Anlagen, vorstellen (maßgeblich bestehend aus der SMC-Baugruppe „EnergieTransparenz@SMC“ und dem Shopfloor-IO-Wartungsmanager des Münchner Softwareintegrators Elunic; Anm. d. Red.). Wir haben in Kundengesprächen festgestellt, dass unseren Kunden teils noch unklar ist, was die einzelne Maschine eigentlich an Energie verbraucht. Also klar, beispielsweise wird irgendwo in der Produktionshalle einen Kompressor mit einer Einspeisung betrieben und in etwa ist bekannt, wie viel Strom der Kompressor im ganzen Jahr verbraucht. Aber welche Anlage oder welche Maschine eigentlich welchen Druckverbrauch oder Energieverbrauch hat, ist oft gar nicht so klar. Nur wenn Anwender nicht die Transparenz haben, welche Maschine oder Anlage überhaupt wie viel verbraucht, ist es schwierig in Richtung Einsparung oder Verbesserung zu denken, weil die Anwender keinen Hebel haben, an dem sie ansetzen können. Wir werden eine Lösung präsentieren, mit der unsere Kunden ins Thema Energiemonitoring einsteigen können – und zwar ganz einfach.

Neuer SMC-Starterkit ermöglicht einfaches Energiemonitoring

KEM Konstruktion: Wie einfach wird die SMC-Lösung zum Energiemonitoring in der Praxis einsetzbar sein?

Ziegler: Viele Hersteller schreiben Plug & Play drauf, ist mir auch klar, nur unsere Lösung ist wirklich sehr einfach: Sie wird grundsätzlich mit Sensoren funktionieren. Es wird ein Gateway in der Lösung dabei sein, wo die Sensoren angeschlossen sind und von dem Gateway wird es eine einfache Lösung zur Auswerteeinheit geben, weil wir festgestellt haben, gerade der klassische, mittelständisch-produzierende Betrieb mit 200 oder 300 Mitarbeitern in der Produktion, will sich nicht damit beschäftigen, ein Gateway zu implementieren, das Signale an externe Plattform gibt. Diese Unternehmen können kein großes IT-Projekt von mehreren Manntagen daraus machen, sondern brauchen eine einfache Lösung, um sie in die Maschine zu integrieren. Also letztendlich werden wir eine Mischung aus Produkten, die es heute schon von uns gibt, mit einem neuen Produkt zusammen mit einem Auswerteservices bieten. Es wird ein Starterkit sein – entsprechend auch zu einem sehr attraktiven Preis.

KEM Konstruktion: Wird es für das neue Energie-Monitoring-System, das voraussichtlich auf der SPS zu sehen sein wird, eine App-Anbindung für Smart Devices geben? Oder wie wird der Zugriffe aufs System funktionieren, um beispielsweise Funktionen zu steuern oder Daten beziehungsweise vielmehr Analysen und Hinweise abzurufen?

Ziegler: Es wird mit einem Smart Device funktionieren, aber nicht über eine App. Wir haben uns für eine Responsive-Browser-Lösung entschieden, um gar nicht über eine App gehen zu müssen, welche die Nutzer dann fortlaufend updaten müssten. Wir haben uns insofern für eine Webapplikation im Responsive Design entschieden, das heißt, man braucht lediglich einen Webbrowser, über den man sich einloggt und alle Funktionen werden auf dem Bildschirm am Rechner genauso gut wie auf dem Tablet oder auf dem Smartphone dargestellt.

Produktdaten im Engineering-Prozess nutzen

KEM Konstruktion: Welche Fragestellungen treiben Sie in Hinblick aufs Thema digitaler Zwilling um?

Ziegler: Der digitale Zwilling besitzt mehrere Schalen – vielleicht eine Schale für das Typenschild, eine Schale fürs Engineering, eine für die Inbetriebnahme, eine für die Produktion, eine Schale fürs Recycling, recht plastisch gesprochen. Wie diese Schalen herstellerübergreifend eigentlich aussehen, ist heute allerdings nicht abschließend definiert. Das heißt, letztendlich definieren wir vielleicht die Schale ganz anders als ein Marktbegleiter. Die sogenannte Semantik funktioniert nur nicht, wenn unterschiedliche Sprachen gesprochen werden. Sinn und Zweck der Vernetzungsthematiken ist es allerdings, Machine-to-Machine-Kommunikation erfolgreich umzusetzen. Von daher sind wir als Hersteller mit dem VDMA und ECLASS dabei, weitere Merkmale zu definieren, die notwendig sind, damit ein digitaler Zwilling in der Fluidtechnik in Gänze tatsächlich funktioniert. Klar, es gibt heute schon einzelne Feldmodelle und Feldversuche, aber in Gänze ist der digitale Zwilling für ein Fluidtechnikprodukt oder für ein elektronisches Produkt noch gar nicht definiert – abgesehen davon, dass Hersteller Exemplare definieren, aber eine Standardisierung über Normen, ob es nun IEC- oder ISO-Norm ist, gibt es in dem Sinne nicht. Wir arbeiten daher aktiv in der entsprechenden Arbeitsgruppe beim VDMA mit, um diese herstellerübergreifende Verwaltungsschalenmodelle zu ermöglichen.

KEM Konstruktion: In welcher Art und Weise stellen Sie Ihren Kunden heute Produkt-Daten zu Simulationszwecken bereit?

Ziegler: Geeignete Daten bereitzustellen ist ein interessantes, aber kein einfaches Thema – gerade in Hinblick auf die verschiedenen Simulationsprogramme auf dem Markt, ohne einheitlichen Standard. Das heißt, die Daten, die wir zu jeweiligen Softwareherstellern liefern müssen, sind für jeden Hersteller unterschiedlich. Auch ist es so, dass die Kunden ja in unterschiedlicher Güte simulieren. Das heißt, es ist für das Datenmodell, was Sie bereitstellen müssen, um eine Komponente zu simulieren, vollkommen unterschiedlich, ob Sie das Verhalten der Komponente alle Sekunde wissen wollen oder ob Sie das Verhalten der Komponenten alle fünf Millisekunden wissen wollen. Die Daten, die Sie für ein Simulationsmodell liefern müssen, um ein Verhalten herauszufinden, unterscheiden sich – eben entsprechend der Güte, in der Sie simulieren wollen. Am Markt existiert noch kein einheitliches Modell dazu, wie eine Simulation aussehen soll. Und es ist auch branchenmäßig vollkommen unterschiedlich. Das heißt, Kunden im Packagingbereich haben eine andere Vorstellung von Simulationsgenauigkeit als Kunden in der Metallurgie. Insofern ist die Herausforderung, genau das zu treffen, was der Kunde will, plus die heterogene Landschaft der Simulationssoftwarehersteller an sich. Aber auch hierzu sind wir im Gespräch und es ist uns vollkommen klar, dass eine Vereinheitlichung vonstattengehen muss. In diesem Jahr hat SMC beispielsweise mit der Georg-Ohm-Hochschule in Nürnberg eine „Voice of Customer“, das heißt eine Kundenbefragung, durchgeführt, um herauszufinden, was und in welcher Genauigkeit und Güte Kunden eigentlich simulieren möchten.

KEM Konstruktion: Aktuell ist Simulation damit pro Maschine und pro Simulationshersteller zu betrachten?

Ziegler: Also in der Regel erstellen wir Simulationswerte für ein Produkt und für eine einzelne Kundenanfrage. Was ich damit sagen wollte: Wir können leider die gleichen Simulationsdaten nicht dem nächsten Softwarehersteller geben, der diese Maschine simulieren will, weil dieser die Daten wiederum in einer ganz anderen Form braucht.

Digitalisierung als Dienstleistung – extern wie intern

KEM Konstruktion: Wie hat sich der Vertrieb dadurch verändert, Digitalisierung als Dienstleistung anzubieten, also weg von reinen Hardwarekomponenten und hin zu Value-added-Produkten beziehungsweise hin zu Produkten mit zusätzlichem Service oder Mehrwert?

Ziegler: Digitalisierung als Dienstleistungen zu verkaufen, hat uns natürlich verändert. Und in dem Sinne verkaufen wir Dienstleistung ja nicht einmalig, sondern im As-a-Service-Modell. Insofern hat sich auch die Art des Verkaufens gewandelt. Und auch Engineering- oder auch Onlinetools zu beherrschen, wird nochmal ein ganz anderes Gewicht bekommen. Wir sind zudem gerade dabei, bei uns im Kleinkundenbereich eine Sales-Marketing-Plattform einzuführen. Betrachten wir den Kleinkundenbereich mit über 20.000 Kunden, die einen kleinen Pneumatikbedarf im Jahr haben. Dem gegenüber steht eine limitierte Zahl an VertriebsmitarbeiterInnen. Das heißt, wir schauen uns konkret an, was der einzelne Kunde macht, wie er mit uns interagiert und nutzen gewisse Triggerpunkte, um sagen zu können, ein Kunde hat einen Bedarf und damit verbunden ein gewisses Interesse, dem wir konkret nachgehen möchten. Insofern sind wir aktuell dabei, verschiedene Datensilos aus der Vergangenheit – Daten von unserer Webseite, Daten aus unserem ERP-System, Daten aus unserem CRM-System, Daten aus der CAD-Umgebung – zusammenzubringen, um nützliche Informationen für Außendienstmitarbeiter ableiten zu können.

KEM Konstruktion: Wie sieht Ihr Digitalisierungs-Blick nach innen, also ein Stück weit losgelöst von den SMC-Produkten und entsprechenden Dienstleistungen, aus?

Ziegler: Wir sind gerade in einem Migrationsprojekt für unser ERP-System. Wir streben an, Ende des Jahres, Anfang nächstens Jahres bereits erste Module im Nachfolgesystem livenehmen zu können. Das ist natürlich auch eine Form der Digitalisierung, überhaupt mit dem System up to date zu bleiben und den MitarbeiterInnen die notwendigen Tools an die Hand zu geben.

Details zur Wartungs-Lösung, bestehend aus der SMC-Baugruppe „EnergieTransparenz@SMC“ und dem Shopfloor-IO-Wartungsmanager des Münchner Softwareintegrators Elunic, online unter: hier.pro/yTV6S

Die Engineering-Tools von SMC im Überblick: hier.pro/ALmQD

Kontakt:
SMC Deutschland GmbH
Boschring 13–15
63329 Egelsbach
Tel.: +49 6103 402–0
Mail: info@smc.de
www.smc.de

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