Industrieautomation: Effiziente, digitale Lösungen für die Produktion der Zukunft

• Sensoren
• Steuerungseinheiten
• Netzwerktechnik
• Software
• Aktoren

• Steigerung der Produktivität: Automatisierte Anlagen können rund um die Uhr arbeiten, ohne Pausen oder Ermüdungserscheinungen. Das führt zu einem signifikant höheren Ausstoß in kürzerer Zeit.
• Qualitätsverbesserung: Automatisch gesteuerte Maschinen führen Prozesse mit einer konstant hohen Präzision und Wiederholgenauigkeit aus. Menschliche Fehler werden minimiert, was die Ausschussrate senkt und eine gleichbleibend hohe Produktqualität sicherstellt.
• Erhöhung der Flexibilität: Moderne Automatisierungssysteme sind nicht mehr starr auf eine einzige Aufgabe festgelegt. Durch programmierbare Steuerungen und modulare Robotik lassen sich Produktionslinien schnell an neue Produkte oder veränderte Stückzahlen anpassen.
• Kostensenkung: Obwohl die Anfangsinvestition beträchtlich sein kann, führen mehrere Faktoren langfristig zu erheblichen Einsparungen: geringere Personalkosten für repetitive Aufgaben, ein reduzierter Materialverbrauch durch präzisere Prozesse und niedrigere Ausschussraten.
• Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit: Da automatisierte Anlagen Energie und Rohstoffe effizienter nutzen, reduzieren sie nicht nur die Kosten. Auch der Ressourcenverbrauch sinkt, wodurch nachhaltige Produktionsziele besser zu erreichen sind.
• Verbesserte Arbeitsbedingungen und Sicherheit: Maschinen können gefährliche, körperlich anstrengende oder monotone Arbeiten übernehmen. Dadurch reduzieren sich das Unfallrisiko und die körperliche Belastung für die Mitarbeitenden. Diese können sich stattdessen auf überwachende, planende und optimierende Tätigkeiten konzentrieren.
• Wettbewerbsfähigkeit: Unternehmen, die auf Automation setzen, können schneller auf Marktveränderungen reagieren und neue Geschäftsmodelle erschließen.

Mögliche Funktionen und Leistungen

• Überwachung und Steuerung: Permanente Kontrolle von Maschinenzuständen (Condition Monitoring), Materialfluss und Produktionsparametern
• Regelung und Anpassung: Automatisches Nachjustieren von Prozessen bei Abweichungen oder Schwankungen
• Datenanalyse und -auswertung: Erfassung und Auswertung von Sensordaten, um Prozessoptimierungen vorzunehmen – ein wichtiger Mosaikstein innerhalb einer Big-Data-Analyse.
• Kommunikation: Vernetzung verschiedener Maschinen und Anlagen per IoT (Internet of Things) zur Koordination von Produktionsabläufen
• Fehlererkennung und Wartung: Früherkennung von Störungen zur Reduktion von Stillständen und gezielter Planung von Wartungsarbeiten, etwa durch Predictive Maintenance
• Roboter-Integration: Einsatz von Robotern für Montagearbeiten, Handling, Verpackung, Logistik oder Qualitätskontrolle

• Automobilindustrie: Hier ist die Automation sehr verbreitet, von Schweiß- und Lackierstraßen im Karosseriebau bis hin zur hochautomatisierten Endmontage und Qualitätssicherung.
• Maschinenbau: Unternehmen in dieser Branche sind sowohl Anwender als auch Hersteller von Automatisierungstechnik. Sie kommt für flexible Fertigungslinien, CNC-Maschinen mit automatischer Steuerung und Roboterzellen (abgegrenzte Arbeitsumgebung eines Roboters) zum Einsatz.
• Lebensmittelindustrie: Automatisierte Anlagen übernehmen das Abfüllen, Verpacken und Kontrollieren von Produkten – schnell, hygienisch und zuverlässig. Sie stellen eine gleichbleibend hohe Qualität sicher und steigern die Effizienz deutlich. Außerdem lässt sich die Produktion in vollautomatischen Lagern organisieren.
• Medizin: Ein Anwendungsbereich ist die effiziente Produktion präziser Implantate. Automatisierte Laborstraßen vereinfachen außerdem die Analyse von Blutproben oder die DNA-Sequenzierung.
• Pharmazeutische Industrie: Automatisierte Produktions- und Prüfprozesse sorgen für bestmögliche Qualitätssicherung bei der Herstellung von Medikamenten, der Serialisierung, beim Track-and-Trace und der Kontrolle der Reinraumtechnik (zur Vermeidung von Kontamination).
• Elektroindustrie: Hier können automatisierte Maschinen die Bestückung und das Testen elektronischer Bauteile wie Leiterbahnen übernehmen.
• Logistik und Lagerhaltung: Automatische Palettierung, Regalbediengeräte und Fördertechnik sind nur einige Beispiele für die Industrieautomation in diesem Bereich. Riesige Verteilzentren nutzen außerdem automatisierte Lagersysteme, Sortieranlagen und Roboter, um Tausende von Bestellungen pro Stunde abzuwickeln.
• Chemische Industrie: Prozessautomatisierungen für sichere und gleichmäßige Abläufe sorgen für präzise Dosier-, Misch- und Abfüllprozesse sowie eine lückenlose Dokumentation.
• Energie- und Umwelttechnik: In der Energie- und Umwelttechnik sorgt Industrieautomation für die präzise Regelung von Energieflüssen und die kontinuierliche Überwachung komplexer Anlagen. So lassen sich Effizienz steigern, Emissionen senken und Betriebsstörungen frühzeitig erkennen.

Steuerungsebene

Feldebene (Sensoren und Aktoren)

Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human Machine Interface, HMI)

Industrieroboter

Industrielle Netzwerke

• Programmier-Software: Jede Steuerung und jeder Roboter benötigt ein spezifisches Programm, das die Logik der jeweiligen Aufgaben definiert. Ingenieur:innen nutzen hierfür spezielle Entwicklungsumgebungen, um die Abläufe zu programmieren und zu testen (z.B. TIA Portal, TwinCAT).
• SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition): Diese Systeme dienen der übergeordneten Überwachung und Steuerung von Produktionsanlagen oder sogar ganzer Standorte. Sie visualisieren Prozesse in Echtzeit und archivieren Daten für die spätere Analyse.
• MES (Manufacturing Execution System): MES-Software bildet die Brücke zwischen der betriebswirtschaftlichen Planungsebene und der Fertigungshalle. Sie steuert, verfolgt und dokumentiert den Produktionsprozess vom Auftrag bis zum fertigen Produkt in Echtzeit.
• Anbindung an ERP (Enterprise Resource Planning): Integrieren Unternehmen die Automation in ihr ERP-System, profitieren sie von einem nahtlosen Datenfluss. Produktionsaufträge aus dem ERP werden direkt an die Maschinen übermittelt und Verbrauchsdaten oder Fertigmeldungen fließen automatisch zurück.
• KI-basierte Anwendungen: Künstliche Intelligenz analysiert Prozessdaten, um darauf basierend Entscheidungen zu treffen – oft über rein regelbasierte Systeme hinaus. Ein wichtiger Teilbereich von KI ist maschinelles Lernen: Die Maschinen lernen aus den analysierten Daten und entwickeln eigene Algorithmen, ohne dass Menschen jeden Schritt vorher programmieren müssen. Auf diese Weise lassen sich Abläufe optimieren und die Qualitätskontrolle automatisieren.
• Digitale Zwillinge: Diese virtuellen Abbildungen von Anlagen und Prozessen (Digital Twins) ermöglichen Simulationen, Überwachung und vorausschauende Wartung in Echtzeit.
• Sicherheits-Software: Sie schützt Anlagen und Daten vor Cyberangriffen und sorgt für die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben, etwa durch den Cyber Resilience Act.

IT- und Datensicherheit

Funktionale Sicherheit

Normen und Richtlinien

• ISO 13849 (funktionale Sicherheit von Maschinen)
• IEC 61508 (funktionale Sicherheit von elektrischen, elektronischen und programmierbaren Systemen)
• Maschinenrichtlinie der EU

Schulungen und Sensibilisierung

1. Analyse und Zieldefinition: Analysieren Sie Ihre bestehenden Prozesse. Wo liegen die größten Potenziale für Effizienzsteigerung, Kostensenkung oder Qualitätsverbesserung? Definieren Sie klare, messbare Ziele für Ihr Automatisierungsprojekt.
2. Konzeption und Planung: Erarbeiten Sie ein detailliertes Konzept. Welche Aufgaben sollen automatisiert werden? Welche Technologien kommen infrage? Erstellen Sie ein Lastenheft, das alle Anforderungen an die neue Anlage beschreibt.
3. Auswahl der Partner und Technologien: Suchen Sie sich einen erfahrenen Systemintegrator oder Anlagenbauer, der Sie bei der Umsetzung unterstützt. Wählen Sie gemeinsam Komponenten und Systeme, die nicht nur die aktuellen Anforderungen erfüllen, sondern auch zukunftssicher und skalierbar sind.
4. Implementierung und Inbetriebnahme: In dieser Phase baut Ihr Systemintegrator oder Anlagenbauer die Anlagen auf. Die Entwicklung, Installation und Konfiguration der Software übernehmen in der Regel Automatisierungsingenieur:innen oder Software-Entwickler:innen der Partnerfirma. Sie können diese Schritte auf Wunsch auch intern abdecken, wenn Sie über das entsprechende Fachpersonal verfügen. Nach umfangreichen Tests nimmt die Partnerfirma die Anlage in Betrieb und Sie überführen sie gemeinsam schrittweise in den realen Produktionsbetrieb.
5. Schulung der Mitarbeitenden und Change Management: Der Erfolg eines Automatisierungsprojekts hängt entscheidend von den Menschen ab, die die Anlagen bedienen und warten. Sorgen Sie für eine umfassende Schulung, um die neuen Arbeitsweisen zu verstehen und einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten. Akzeptanz ist ein Schlüsselfaktor für den Erfolg. Bereiten Sie Ihre Mitarbeitenden daher rechtzeitig auf die anstehenden Veränderungen und die damit verbundenen Vorteile vor – Stichwort: Change Management.
6. Betrieb und kontinuierliche Optimierung: Mit der Inbetriebnahme ist Ihr Automatisierungsprojekt nicht abgeschlossen. Überwachen Sie die Leistung der Anlage, sammeln Sie Daten und nutzen Sie diese, um die Prozesse kontinuierlich zu verbessern.