Stellten die neuen Schwerpunktthemen des Spitzenclusters vor (v. l. n. r.): Frank Maier (Lenze), Jürgen Schäfer (Wago), Dr. Ursula Frank (Beckhoff), Jörg Timmermann (Weidmüller), Wolfgang Marquardt (it's OWL), Sonja Roth (Harting) und Hans-Jürgen Koch (Phoenix Contact). Bild: Tobias Schniedermeier

Stellten die neuen Schwerpunktthemen des Spitzenclusters vor (v. l. n. r.): Frank Maier (Lenze), Jürgen Schäfer (Wago), Dr. Ursula Frank (Beckhoff), Jörg Timmermann (Weidmüller), Wolfgang Marquardt (it‘s OWL), Sonja Roth (Harting) und Hans-Jürgen Koch (Phoenix Contact). Bild: Tobias Schniedermeier it‘s OWL

Wichtige Treiber und Impulsgeber sind dabei Schwergewichte der Automatisierungstechnik: Beckhoff Automation, Harting, Lenze, Phoenix Contact, Wago und Weidmüller. Auf der SPS IPC Drives diskutierten sie Potenziale, Ansätze und Wirkungen in den neuen Technologiefeldern. Prof. Dr.-Ing. Roman Dumitrescu, Geschäftsführer it‘s OWL Clustermanagement: „Um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen Unternehmen die Intelligenz in ihren Produkten und Produktionsverfahren erhöhen und neue Kundenzugänge erschließen. Gemeinsam mit unseren Unternehmen und Forschungseinrichtungen entwickeln wir dafür neue Basistechnologien, wiederverwendbare Lösungsmuster und Softwarebibliotheken, die insbesondere kleine und mittlere Unternehmen nutzen können.“ Dazu werden in einem ersten Schritt ab Dezember fünf Leitprojekte mit einem Volumen von 15 Mio. Euro umgesetzt. Insgesamt sollen mit Unterstützung von Land, Bund und EU bis 2022 Projekte im Umfang von 200 Mio. Euro auf den Weg gebracht werden. Die 24 Kernunternehmen von it´s OWL werden dafür 100 Mio. Euro investieren.

Maschinelle Intelligenz für die Produktion

Technologie-Netzwerk it´s OWL

Das Technologie-Netzwerk it´s OWL – Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe gilt als eine der größten Initiativen für Industrie 4.0. In der Zeit von 2012 bis 2017 haben 200 Unternehmen und Forschungseinrichtungen in 47 Projekten Lösungen entwickelt, mit denen insbesondere kleine und mittlere Unternehmen die Zuverlässigkeit, Ressourceneffizienz und Benutzerfreundlichkeit ihrer Maschinen und Anlagen steigern können.

Lenze erarbeitet beispielsweise in einem Leitprojekt gemeinsam mit Benteler, KEB, Hanning Elektrowerke, Miele, Weidmüller und fünf Forschungseinrichtungen Lösungen für maschinelles Lernen in der Produktion, die auf einer Plattform für weitere Clusterunternehmen verfügbar gemacht werden.

Frank Maier, Vorstand Lenze SE, erläutert: „Uns beschäftigt schon lange die Frage, wie wir unser umfangreiches Domänen- und Anwendungswissen softwaretechnisch in eine modulare Maschine einbringen. Mit neuen, maschinellen Lernverfahren sind wir in der Lage, Anomalien – die beispielsweise als Folge von Verschleiß oder Schädigungen auftreten – im Verhalten von Maschinen zu erkennen und so frühzeitig eine veränderte Qualität der produzierten Güter oder eine notwendige Wartung vorherzusagen. Das führt zu höherer Verfügbarkeit bei gleichzeitig reduzierten Wartungskosten.“

Beckhoff Automation ist es in abgeschlossenen it`s OWL-Projekten bereits gelungen, die Intelligenz von vernetzten Maschinen und Anlagen maßgeblich zu erhöhen. Durch den Einsatz von TwinCAT Analytics und TwinCAT IoT können Unternehmen beispielsweise ihre Energieeffizienz um 17 % steigern und ihren Ausschuss um 50 % reduzieren. „Im Spitzencluster wollen wir nun geeignete Kommunikationslösungen für die wachsende Menge an zu übertragenden Daten definieren. Zur Beherrschung der Komplexität und Unsicherheiten in der Entwicklung von Produktionssystemen mit maschineller Intelligenz ist zudem ein durchgängiges Engineering, mit begleitenden Simulationen unabdingbar“, unterstreicht Dr. Ursula Frank, Leiterin Forschungs- und Entwicklungskooperationen Beckhoff Automation.

Große Datenmengen aufbereiten und neue Services entwickeln

In einem Leitprojekt werden praxisnahe Ansätze für maschinelles Lernen in der Produktion entwickelt.

In einem Leitprojekt werden praxisnahe Ansätze für maschinelles Lernen in der Produktion entwickelt. it´s OWL

Wie große Datenmengen erfasst und genutzt werden können, ist Schwerpunkt des Leitprojekts „Industrial Automation Plattform für Big Data“. Dazu arbeiten Weidmüller, Lenze, KEB, Benteler und Kannegiesser mit vier Forschungseinrichtungen zusammen. Gemeinsam entwickeln sie Bausteine für IT-Plattformen, die selbstorganisierend Daten sammeln, aufbereiten, transportieren und speichern können.

„Wir wollen in dem Projekt die Grundlage für Value Based Services in modularen, wandlungsfähigen Produktionsanlagen schaffen. Wesentliche Anforderungen dafür sind Sicherstellung von IP und Security, Automatisierung der Integration und der Zugriffssteuerung, Unterstützung der relevanten Geschäftsmodelle sowie Integration heterogener Datenquellen“, erklärte Jörg Timmermann, iVorstandssprecher Weidmüller Gruppe.

Mit digitalen Zwillingen Inbetriebnahme und Betrieb von Maschinen optimieren

Mit einer technischen Infrastruktur für digitale Zwillinge können die Inbetriebnahme und der Betrieb von Maschinen erheblich vereinfacht werden.

Mit einer technischen Infrastruktur für digitale Zwillinge können die Inbetriebnahme und der Betrieb von Maschinen erheblich vereinfacht werden. Phoenix Contact

Ziel des Leitprojekts „Technische Infrastruktur für digitale Zwillinge” ist es, eine interoperable Interaktion und Nutzung der digitalen Modelle eines Produkts oder Produktionssystems während dessen Lebenszyklus zu ermöglichen – unter Berücksichtigung industrierelevanter Standardisierungsaktivitäten. Herausforderungen dabei sind die möglichst automatisierbare Erstellung der digitalen Zwillinge sowie deren Erreichbarkeit für Netzwerke, Plattformen und die damit verbundenen Geschäftsmodelle. Projektpartner sind Phoenix Contact, KEB, Lenze, Weidmüller und Bosch Rexroth sowie die Hochschule OWL und Fraunhofer IOSB-INA.

„In dem neuen Leitprojekt werden wir eine Referenzinfrastruktur entwickeln. Damit können wir den hohen Aufwand reduzieren, der beim Einsatz neuer Produktversionen oder Funktionsänderungen im Lebenszyklus von Maschinen und Anlagen anfällt, um deren Verfügbarkeit aufrechtzuerhalten. Durch die Verwendung des digitalen Zwillings sowohl der Maschinen und Anlagen als auch der in ihnen verbauten Produkte werden Einsparpotenziale von über 50 Prozent im Betrieb sowie weitere Einsparungen im Rahmen der Inbetriebnahme und des Service erwartet“, verdeutlicht Hans-Jürgen Koch, Executive Vice President Business Area Industry Management and Automation bei Phoenix Contact Electronics.

Darüber hinaus geht es um die energetische Abbildung der Fabrik über digitale Zwillinge sowie deren Interaktion mit den Engineering- und Laufzeitsystemen über ein innerbetriebliches gleichstrombasiertes Smart Grid.

Plattformen bieten neue Zugänge zu Kunden und Märkten

Das Leitprojekt Digital Business zielt darauf ab, die Potenziale von Plattformen für Unternehmen zu Erschließen.

Das Leitprojekt Digital Business zielt darauf ab, die Potenziale von Plattformen für Unternehmen zu Erschließen. Wago Kontakttechnik

Wie Unternehmen aufbauend auf dem technologischen Fundament neue Services entwickeln und Märkte erschließen können, ist Schwerpunkt des Leitprojekts „Digital Business“. Wago , Denios, GEA und Unity erarbeiten dazu gemeinsam mit Fraunhofer IEM und der Universität Paderborn Ansätze, um die Potenziale digitaler Plattformen für kleine und mittlere Unternehmen zu erschließen.

„Ein zentraler Aspekt im Business 4.0-Umfeld sind für uns neue Plattformen und Ecosysteme, die zunehmend auch Einfluss auf die B2B-Branche nehmen. Ihnen gelingt es, die Kundenschnittstelle zwischen Kunden und Produktanbieter zu besetzen“, erläutert Jürgen Schäfer, Mitglied der Geschäftsleitung von Wago. „Mit dem Projekt verfolgen wir das Ziel, gemeinsam mit der Expertise der Hochschulen eine Plattformstrategie mit den für uns relevanten Ecosystemen aufzubauen. Langfristig wollen wir digital vernetzte Wertschöpfungsketten mit neuen Services generieren, deren Bausteine auch kleinere Unternehmen auf ihrem Weg zum Business 4.0 inspirieren können“, so Schäfer weiter.

Digitale Arbeitswelten gestalten

Mit kognitiven Assistenzsysteme und Lernplattformen können Unternehmen die Arbeitswelt der Zukunft gestalten.

Mit kognitiven Assistenzsysteme und Lernplattformen können Unternehmen die Arbeitswelt der Zukunft gestalten. it´s OWL

In der digitalisierten Fabrik rücken zunehmend die sozialen Aspekte der Arbeitsplatzgestaltung in den Vordergrund. Um die Arbeitsplätze der Zukunft zu gestalten, müssen Unternehmen bei der Einführung neuer Technologien die konkreten Anwendungsbereiche berücksichtigen und dabei die Beschäftigten aktiv einbinden. In einem weiteren it´s OWL-Leitprojekt entwickeln und erproben Unternehmen, Hochschulen und die IG Metall neue Lösungen für die Digitalisierung der Arbeitswelt. Dabei geht es um Lernplattformen, kognitive Assistenzsysteme, partizipative Technologiegestaltung sowie agile Führung und Personalentwicklung.

„Eine digitale Transformation ist nur dann erfolgreich, wenn die Mitarbeitenden im Mittelpunkt dieses technologischen Wandels stehen. Es gilt im Unternehmen insbesondere die kulturellen, organisationalen und arbeitsplatz- und kompetenzbezogenen Herausforderungen zu meistern, die Bedenken der Mitarbeitenden ernst zu nehmen und mit professionellem Management und wirkungsvoller Führung zu verändern. Das geht nicht von heute auf morgen. Dabei ist es wichtig, Produktivität und Effektivität der Beschäftigten zu erhöhen, sie auf wertaddierende Tätigkeiten auszurichten und sie dafür umfassend aus- und fortzubilden, denn die Komplexität von Industrie 4.0 erfordert qualifizierte Menschen“, verdeutlicht Sonja Roth, Zentralbereichsleiterin Personal Harting Technologiegruppe.