Trends in automation - Festo

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Trends in automation - Festo
trends
  in automation
   Das Kundenmagazin von Festo 2.2015

                                        Kompass
                                        Flugkünstler
                                        Ultraleicht und kollisionsfrei:
                                        eMotionButterflies

                                        Impulse
                                        Industrie 4.0
                                        Veränderung in der
                                        Produktionswelt von morgen
Im Fokus

Kommunikation
Von Ameisen, Robotern und Menschen
                                        Synergien
                                        Auf Achse
                                        Mehr Effizienz durch Einheit
                                        von Portal und Achse
Trends in automation - Festo
Leitebene

                                           Steuerungs-
                                              ebene

          Kraft-
          paket

                                                  Feldebene

                                     Sensor-/Aktorebene

Sie wollen einfach positionieren.
Sie fordern optimale Performance.
Wir liefern Ihnen das komplette System.

Elektrisch positionieren
Der Elektrozylinder ESBF ist mit Vorschubkräften von bis zu 17 kN ein wahres    24.– 26.11.2015
Kraftpaket. Darüber hinaus ist er auch noch schnell und präzise. Unterschied-   Messe Nürnberg
                                                                                Halle 9, Stand 361
liche Motoren und Controller machen beliebiges Positionieren möglich. Damit
eignet er sich für den Einsatz in vielen industriellen Anwendungsfeldern.       www.festo.de
Trends in automation - Festo
Kommunikation ist
                                                    Evolution
                                                    Liebe Leserinnen und Leser,

                                                    „Alles, im Kleinen und Großen, beruht auf Weitersagen“, hat
                                                    schon Christian Morgenstern, deutscher Dichter, Schriftsteller
                                                    und Übersetzer einmal gesagt. Kommunikation ist die DNA der
                                                    menschlichen Entwicklung. Sie definiert die Welt, die uns umgibt,
                                                    und verleiht den Dingen ihren Sinn. Kommunikation gibt Informa-
                                                    tion weiter und konserviert sie für nachfolgende Generationen.
                                                    Durch Austausch und Auslegung entsteht Wissen, das ständig in
                                                    Bewegung ist, immer weiter wächst, sich verändert und so auch
                                                    dem Menschen Veränderung ermöglicht.

                                                    Historisch betrachtet hat die Weitergabe von Wissen zu höheren
                                                    Graden technischer Komplexität geführt. Wurde früher viel über
                                                    Automatisierung kommuniziert, so wird heute schon und in naher
                                                    Zukunft noch viel mehr in der Automatisierung kommuniziert –
                                                    Stichwort Industrie 4.0. Dezentrale Intelligenzen, vernetzt und
                                                    flexibel, tauschen schon heute Informationen untereinander aus.
                                                    Das Ziel: Automatisierung bis hin zu Losgröße eins. Statt zehn
                                                    Anlagen für zehn Produkte braucht es im Idealfall nur noch eine
                                                    Anlage für 1000 und mehr Produkte. Doch eines darf man dabei
Hans-Ulrich Witschel, Leiter Vertrieb Deutschland   nicht vergessen: den Menschen. Die zentrale Erfolgskomponente
                                                    für Industrie 4.0 ist die Qualifikation und Weiterbildung der
                                                    Mitarbeiter – damit sie die Zukunft mitgestalten können.

                                                    Einblicke in ganz unterschiedliche Formen der Kommunikation
                                                    gibt Ihnen die neueste Ausgabe von trends in automation. So
                                                    beschäftigen wir uns unter anderem mit der Frage, wie bei den
                                                    BionicANTs Kommunikation im bionischen Team funktioniert.
                                                    Eigenständige Entscheidungen bei der Herstellung von Magnum-
                                                    Eis trifft hingegen das Energieeffizienzmodul MSE6-E2M. Dass
                                                    zwischenmenschliche Kommunikation auch Automatisierungs-
                                                    projekte optimiert, zeigt das Beispiel des neuen Technikums von
                                                    Boehringer Ingelheim. Wenn Sie mit eigenen Augen die neuesten
                                                    Entwicklungen der elektrischen Automatisierung und Industrie 4.0
                                                    sehen wollen, dann besuchen Sie Festo auf der sps ipc drives 2015
                                                    in Nürnberg.

                                                    Ich wünsche Ihnen eine kurzweilige und inspirierende Lektüre
                                                    – und wenn sie Ihnen gefällt, sagen Sie es weiter.

                                                    Ihr
Trends in automation - Festo
Im Fokus Kommunikation Technik und
     Foto: © Connie Zhou / Google Inc.

                                               Kommunikation sind heute untrennbar mit-
                                               einander verbunden. Modernste Serverparks
                                               erlauben weltweiten Informationsaustausch.
                                               Maschinen kommunizieren untereinander,
                                               erkennen ihr Umfeld, entscheiden und handeln
                                               selbstständig. Lesen Sie in dieser Ausgabe,
                                               welche Rolle Industrie 4.0 für Festo spielt, wie
                                               die BionicANTs sich „unterhalten“ und wie enge
                                               Kommunikation zu erfolgreichen Projekten führt.

 trends in automation

                                         2.2015
                                                                                                    12        eMotionButterflies:
                                                                                                              permanente Kommunikation
                                                                                                              im Raum.

Editorial 3

                                                                                                  Kompass
Panorama 6
Festo weltweit 47
Preisrätsel/Impressum                     53
Soft Stop 54                                                                                      Kommunikation im Team
                                                                                                  BionicANTs: Die künstlichen Ameisen
                                                                                                  zeigen auf abstrahierte Art und Weise, wie
                                                                                                  selbstorganisierende Einzelkomponenten
                                                                                                  miteinander kommunizieren und als
                                                                                                  vernetztes Gesamtsystem eine komplexe
                                                                                                  Aufgabe lösen. 8

                                                                                                  Von der Leichtigkeit beflügelt
                                                                                                  eMotionButterflies: Mit den künstlichen
                                                                                                  Schmetterlingen kombiniert Festo den
                                                                                                  Ultraleichtbau künstlicher Insekten
                                                                                                  mit dem koordinierten Flugverhalten
                                                                                                  im Kollektiv. 12
Trends in automation - Festo
2.2015 trends in automation
                                                                                                                       Inhalt 4 5
                                                                                                                               –

  14        Industrie 4.0:
            vernetzt und extrem flexibel.

Impulse
Vernetzt und intelligent
                                               36        Auf Achse:
                                                         Prozessoptimierung dank
                                                         leistungsfähiger Einheit.
Industrie 4.0: Festo betrachtet den Wandel
in der Produktion ganzheitlich aus unter-

                                             Synergien
schiedlichen Perspektiven und forscht ge-
meinsam mit Partnern an neuen Lösungen
und Technologien. Im Interview spricht
Dr. Eberhard Veit über die Rolle des Men-    Velkommen!                                  Großer Genuss, kleiner Verbrauch
schen in der Produktion der Zukunft. 14      Dänemark: Das Land im Norden Europas        In der Eisproduktion reduziert Unilever
                                             verbindet Gemütlichkeit und Lebensfreu-     jetzt signifikant seinen Druckluftver-
Wenn Maschinen mit Menschen                  de, Tradition und Moderne auf eindrucks-    brauch mit dem neuen Energieeffizienz-
sprechen                                     volle Weise. Seit 45 Jahren ist Festo als   modul MSE6-E2M. 40
Let me entertain you! Der humanoide          landesweiter Marktführer in Kopenhagen
Roboter RoboThespian von Engineered          vertreten. 28                               Wenn die Chemie stimmt
Arts ist mit modernster Fluidic-Muscle-                                                  Eine Komplettlösung im neuen Technikum
Technologie ausgestattet. 20                 Auf den Geschmack gekommen                  von Boehringer Ingelheim zeigt, wie
                                             In den Raucherzeugern von Germos sor-       Funktionalität und Flexibilität der neuen
Flexibler Transport                          gen Standardkomponenten für eine hohe       Anlage erhöht wurden. Die enge Kommuni-
Multi-Carrier-System: Das innovative         Anlagenverfügbarkeit und reduzieren         kation hat das Projekt beschleunigt. 44
Transportsystem ergänzt klassische Trans-    dank kurzer Lieferzeiten nachhaltig die
portlösungen und bietet mehr Flexibilität    Lagerhaltungskosten. 32
in den Produktionsprozessen. 24
                                             Auf Achse
In 20 Minuten zum Handlingsystem             Die Integration von Belegtisch und Portal
Handling Guide Online: Mit dem neuen         mit 8,5 m langen EGC Achsen optimiert
Engineering-Tool konfigurieren und           die Prozesse des 1-K-PUR-Klebeauftrags-
bestellen Kunden smart und intuitiv ihre     systems von Technicon. 36
neue Systemlösung. 26
Trends in automation - Festo
Foto: © Kinez Riza

                     Handzeichen
                     Sie gelten als echte Sensation: die zwölf      ältesten der Welt sind. Dies bietet der
                     Handabdrücke von Sulawesi. Bereits vor         Wissenschaft völlig neue Erkenntnisse.
                     50 Jahren wurden sie und weitere Tier-         Bisher galten die in Europa gefundenen
                     zeichnungen in einer Höhle auf der indone-     Höhlenzeichnungen als die ältesten und
                     sischen Insel entdeckt, aber erst im letzten   bekanntesten ihrer Art.
                     Jahr konnten sie exakt datiert werden.
                                                                    Ob detailliert oder abstrakt, auf visuelle
                     Aufgrund der tropischen Umgebung               Art und Weise wurden so Botschaften
                     gingen die Archäologen bisher davon aus,       konserviert und Informationen weiterge-
                     dass die Malereien nicht älter als 10.000      geben. Uns vermitteln die Zeugnisse
                     Jahre sein konnten. Erst im letzten Jahr hat   früher Kommunikation heute einerseits
                     sich mit einer aufwendigen Datierungs-         spannende Einblicke in das Leben vor
                     methode tatsächlich ergeben, dass die          tausenden von Jahren und geben anderer-
                     filigranen und schablonenartigen Handab-       seits auch noch so manches Rätsel auf.
                     drücke mit knapp 40.000 Jahren die derzeit
Trends in automation - Festo
2.2015 trends in automation
            Panorama 6 7–
Trends in automation - Festo
BionicANTs: kooperatives Verhalten nach natürlichem Vorbild

Kommunikation
im Team
Ameisen gehen gemeinsam eigene Wege. Individuelles Handeln auf Basis kollek-
tiver Intelligenz macht sie im Team seit jeher erfolgreich. Die BionicANTs tun es
ihnen auf dem Parkett der Automation gleich. Ausgestattet mit Mikroprozessor,
Funkkommunikation und piezotechnologischem Bewegungsapparat arbeiten sie
zusammen, ohne zentrale Intelligenz.
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                                                                                                                       Kompass 8 9  –

D
          ie Insektenfamilie der Formicidae    Autonomous Networking Technologies.           intelligent an veränderte Bedingungen
          hat dem Menschen einiges             Die kleinen Sechsbeiner aus den Festo         anpassen. Die Komponenten der Industrie-
          voraus. Mit 130 Mio. Jahren Ent-     Forschungslaboren entscheiden selbst-         anlagen der Zukunft müssen in der Lage
          wicklungsgeschichte sind Amei-       ständig auf Basis komplexer Regelalgo-        sein, sich untereinander abzustimmen.
sen gut 128 Mio. Jahre älter als die Gat-      rithmen für kooperatives Verhalten. Ge-       Aufgaben, die heute noch ein Zentralrech-
tung Mensch. Die Anzahl ihrer Individuen       schaffen für die Teamarbeit, streben sie      ner übernimmt, werden in Zukunft von
und deren weltweite Biomasse übersteigt        ohne die Einflussnahme einer zentralen        einem Zusammenspiel einzelner Kompo-
die des Menschen bei weitem. Ameisen           Intelligenz, wie etwa die eines Rechners,     nenten übernommen.
können ein Vielfaches des eigenen Körper-      ein gemeinsames Ziel an.
gewichts tragen, überleben sowohl –40 °C                                                     Eigenständig und vernetzt agieren
als auch extremes Wüstenklima. Doch das        Ameisen als Vorbild der Zukunft               Die BionicANTs zeigen, wie einzelne Ein-
Erstaunlichste an ihnen ist: Sie leben in      Vor dem Blick auf die technischen Detail-     heiten eigenständig auf unterschiedliche
Staatengemeinschaften von bis zu 20 Mio.       lösungen der BionicANTs verdeutlicht ein      Situationen reagieren können, sich mit-
Tieren auf Grundlage kollektiver, nicht in-    kurzer Ausflug in die Zukunft der Produk-     einander abstimmen und als vernetztes
dividueller Intelligenz. Die Kommunikation     tion, was die bionischen Ameisen heute so     Gesamtsystem agieren. So schieben und
der Ameisen erfolgt mittels Duftstoffen,       bedeutsam macht. Denn in einigen Jahren       ziehen die künstlichen Ameisen mit
so genannten Pheromonen. Durch ihr             werden einzelne Produktionskomponen­          ver­einten Kräften einen Gegenstand über
Zusammenleben und -arbeiten auf Basis          ten analog zum System der Ameisen             eine abgesteckte Fläche. Dank der intelli-
kollektiver Intelligenz waren sie für die      agieren und hochflexibel gemeinsam an         genten Arbeitsteilung befördern sie effizi-
Forscher des Bionic Learning Network von       einem Projekt arbeiten. Hintergrund ist der   ent Lasten, die eine einzelne Ameise nicht
Festo prädestiniert, um als Vorbild für bio-   weltweite Trend hin zu stärker individuali-   bewegen kann. Wie ihre natürlichen Vor-
nische Technologieträger zu dienen: die        sierten Produkten in der Fertigung. Kleine    bilder arbeiten die BionicANTs nach klaren
BionicANTs. „ANT“ steht dabei gleicher-        Stückzahlen und eine hohe Varianten­          Regeln zusammen. Sie kommunizieren
maßen für das natürliche Vorbild wie für       vielfalt erfordern Technologien, die sich     per Funk miteinander und stimmen ihre
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Handlungen und Bewegungen aufeinan-                 integriert sind. Piezotechnologie sorgt         verändert und dienen dann als Vorbild für
der ab. Jede einzelne Ameise trifft ihre            auch für die Fortbewegung der BionicANTs.       marktfähige Produkte wie beispielsweise
Entscheidungen autonom auf Basis ihrer              In jedem der sechs Oberschenkel arbeiten        die Piezo-Proportionalventile von Festo.
Regelsysteme, ordnet sich dabei jedoch              drei trimorphe piezokeramische Biege-           Sie bewähren sich heute schon millionen-
dem gemeinsamen Ziel unter und trägt                wandler. Damit lassen sich die künstlichen      fach in der Medizintechnik und der Auto-
so ihren Teil zur Lösung der anstehenden            Insektenbeine nach oben, vorne und hin-         mobilindustrie. Aber auch Entwicklungen
Aufgabe bei. Eine hierarchische Ordnung             ten bewegen. Ein großer Vorteil der Piezo-      wie die Funktionsintegration, Leichtbau,
gibt es dabei nicht. Vielmehr beteiligen            technologie ist ihre hohe Präzision, große      Miniaturisierung und dezentrale Steue-
sich durch die verteilte Intelligenz alle           Energieeffizienz und der äußerst geringe        rungstechnologie fließen kontinuierlich in
BionicANTs gemeinsam am Lösungspro-                 Verschleiß. Der Körper der BionicANTs           die reale Produktion ein. Ein gelungenes
zess. Der dazu nötige Informationsaus-              wurde im SLS-Verfahren lasergesintert und       Beispiel ist die Ventilinsel CPX, die selbst-
tausch zwischen den Ameisen findet über             danach per 3D-MID-Technologie mit gut           ständig Condition-Monitoring-Aufgaben
das Funkmodul im Rumpf jeder einzelnen              sichtbaren Leiterstrukturen ausgestattet.       übernehmen kann. Es bleibt mit Spannung
Ameise statt. Bei Bedarf kann auch von              Die elektrischen Schaltungen auf der            zu beobachten, in welcher Form die
außen in die Interaktion regelnd einge­             Oberfläche übernehmen gleichzeitig kon-         Erkenntnisse der Bionik auf dem Gebiet
griffen werden.                                     struktive wie elektrische Funktionen. Ihre      der Kooperation von Komponenten durch
                                                    Energie beziehen die kleinen Sechsbeiner        Kommunikation als Nächstes in der
Zusammenspiel moderner Technologien                 aus zwei Akkus, die sie über ihre Fühler        Produktion Einzug halten werden.
In und auf den BionicANTs befindet sich             selbstständig an der Ladestation aufladen.
Hightech vom Feinsten. Ihre Umwelt                  Für die On-Board-Intelligenz sorgt ein             www.festo.com/bionicants
nehmen die künstlichen Ameisen mittels              moderner Mikroprozessor.
3D-Stereokamera und optischem Boden-
sensor wahr. So können sie sowohl ihre              Konkreter Nutzen für die Produktion
exakte Position bestimmen als auch mit              Aus Forschungsprojekten wie den
ihren Greifwerkzeugen ein Objekt fassen             Bionic­ANTs ergibt sich nicht erst in einigen
und bewegen. Die Zangenbewegung ihrer               Jahren ein konkreter Nutzen. Bereits heute
Kiefer erzeugen zwei piezokeramische                fließen moderne Technologien in die
Biegewandler, die als Aktoren im Kiefer             Entwicklung ein, werden verfeinert und

Ideale Plattform: Forschungsträger zur Erprobung neuer Technologien.
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                                                                                                                                Kompass 10 11   –

                                                                             Funkmodul
                                                                             Kommunikation der                      Ladeschaltung
                                                                             Ameisen untereinander                  Konstante Umwandlung von
                                                                                                                    8,4 Volt auf 300 Volt, die für
Ringleitung mit Endstufen                                                                                           piezokeramische Biegewandler
Permanente Spannung von                                                                                             notwendig sind
300 Volt und Schnittstelle
zur Aktorik

                                                                                                                    Prozessor
                                                                                                                    Verteilung aller nötigen Signale
                                                                                                                    und Ansteuerung der Aktoren

Fühler
Kontakt zur Ladestation

3D-Stereokamera                                                                                             Akkus
Selbstlokalisierung und                                                                                     2 Lipo Zellen seriell 8,4 V
differenzierte Objekterkennung                                                                              Laufzeit bis zu 40 Minuten

Optischer Sensorchip                          Piezokeramische Biegewandler                     Piezokeramische Biegewandler
Erfassung der zurückgelegten                  Bewegen der Greifzangen                          Schubbewegung in Vorwärts-
Distanz anhand der Bodenstruktur                                                               und Rückwärtsrichtung
                                                                                               Anheben und Senken des Beins

Ausgetüfteltes Konzept: In jeder Ameise sind zahlreiche Komponenten,
Technologien und Funktionen auf engstem Bauraum kombiniert.

Einmalige Kombination: 3D-MID-Technologie                              Hochintegrierte Bauteile: konstruktive und
auf lasergesinterten Formteilen.                                       elektrische Funktionen in einem.
eMotionButterflies: Bionic Learning Network entwickelt ultraleichte Flugobjekte

     Von der Leichtigkeit
     beflügelt
     Mit leichtem Flügelschlag haben sie auf der Hannover Messe die Besucher in
     ihren Bann gezogen: die eMotionButterflies. Die neueste Entwicklung des Bionic
     Learning Network von Festo zeigt, wie sich mehrere Objekte mittels vielfältigster
     Vernetzung kollisionsfrei im Raum bewegen können. Indoor-GPS fungiert als
     Leit- und Monitorsystem und steht beispielhaft für neue Möglichkeiten in der
     Produktion der Zukunft.

                                                                              Weitblick
                                                                         Mit der Entwicklung der
                                                                     eMotionButterflies gewinnt das Bionic
                                                                   Learning Network von Festo wertvolle
                                                                 Erkenntnisse für die Fabrik der Zukunft, wie
                                                                beispielsweise mögliche Lösungen für zukünftige
                                                               industrielle Logistikanwendungen. Neben Leicht-
                                                               bau und Miniaturisierung erlaubt insbesondere
                                                               das Indoor-GPS Einblicke in die Funktionsweise
                                                                von dreidimensionalen zentral gesteuerten
                                                                  Gesamtsystemen mit kollektivem Verhalten.

     Kommunikation
   Für einen prozesssicheren und stabilen Flug
  der Schmetterlinge braucht es eine permanente
 Kommunikation. Hierzu steuert ein Indoor-GPS die
Flugbahnen der eMotionButterflies. Zehn im Raum
installierte Kameras erfassen die Schmetterlinge
 über Infrarotmarker und bilden mit jeweils 160
  Bildern pro Sekunde den Raum ab. Der zentrale
   Leitrechner verarbeitet die Positionsdaten aller
     eMotionButterflies und bestimmt wie ein
        Fluglotse deren kollisionsfreie
            Flugbahnen.
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                                                                                                               Kompass 12 13   –

                       Bewegung
                    Im lasergesinterten Rumpf der künstli-
                  chen Schmetterlinge befinden sich alle zur
                Fortbewegung benötigten Aggregate: Elektro-
              nik, Batterie und zwei Servomotoren. Vorder- und
              Hinterflügel sind per Flügelwurzel direkt auf den
              Motoren angebracht. Über ein Gelenk am Rumpf
               fixiert, dient der hintere Flügel als Leitwerk. Ein
                Luftspalt zwischen den leicht überlappenden
                  Flügeln liefert die notwendige Aerodynamik.
                                                                           Steuerung
                                                                         Die Elektronik an Bord erlaubt das präzise Ansteu-
                                                                       ern beider Flügelpaare. Eine eigene Inertialsensorik
                                                                      regelt das Flugverhalten. Mit den beiden Servomotoren
                                                                     lassen sich die Schlagamplitude, die Schlaggeschwindig-
                                                                     keit und die jeweiligen Umkehrpunkte individuell und
                                                                      frei auswählen. So sind die eMotionButterflies voll
                                                                       manövrierbar, sehr wendig und kommen ihrem bio-
                                                                        logischen Vorbild äußerst nahe. In die Steuerung
                                                                          der künstlichen Schmetterlinge sind die Erkennt-
                                                                             nisse aus den Projekten BionicOpter und
                                                                                eMotionSpheres eingeflossen.

                                                                                         Leichtbau
                                                                                       50 cm breit, 32 g leicht: Die super-
                                                                                      leichten aerodynamischen Spaltflügel
                                                                                      der eMotionButterflies bestehen aus
                                                                                      hauchdünnen Carbonstäben, bespannt
                                                                                       mit elastischer Kondensatorfolie.

   Integration
 Miniaturisierung und Leichtbau – die
eMotionButterflies agieren als hochkomplexes
System mit reduziertem Materialaufwand. Die
 intelligent eingesetzte Funktionsintegration
  zusammen mit kleinstmöglichen Aggrega-
    ten spart Bauraum und reduziert den
       Materialeinsatz.

                                                                                            www.festo.com/emotionbutterflies
Industrie 4.0

Vernetzt und
intelligent
Die Fabrik von morgen wird vernetzt und extrem flexibel sein. Der Begriff
„Industrie 4.0“ steht stellvertretend für diese Veränderungen der Produktionswelt.
Für Festo bedeutet dies mehr als nur technologische Entwicklungen. Auch der
Mensch und seine Qualifikation und Weiterbildung sind entscheidende Erfolgs-
faktoren in der Produktion der Zukunft. Im Fokus aller Aktivitäten zu Industrie 4.0
steht bei Festo der Nutzen für den Anwender von Automatisierungstechnik.
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                                                                                                                          Impulse 14 15–

                                                                                                Industrie 4.0 hält Einzug in Produktion
                                                                                                Viele Komponenten und Systeme von
                                                                                                Festo verfügen heute bereits über die für
                                                                                                Industrie 4.0 notwendigen hard- und soft-
                                                                                                wareseitige Voraussetzungen. „Derzeit
                                                                                                handelt es sich noch um Insellösungen,

D
                                                                                                die noch nicht in größerem Maßstab
          ie Welt der Produktion verändert                                                      vernetzt sind. In den nächsten Schritten
          sich von Grund auf. Der Trend                                                         werden sich diese und ähnliche Kompo-
          geht immer mehr zum individua-                                                        nenten zu vernetzten Gesamtsystemen
          lisierten Produkt. Die damit ver-                                                     verbinden“, sagt Prof. Post.
bundenen kleinen Stückzahlen und die
hohe Variantenvielfalt erfordern Technolo-                                                      Mit der Automatisierungsplattform verfügt
gien, die sich kontinuierlich an veränderte                                                     Festo schon heute über eine in sich
Bedingungen anpassen. Flexible und ver-                                                         durchgehend vernetzte Komponente. Das
netzte Produktionsanlagen sind daher das                                                        elektrische Terminal für Ventilinseln bietet
Ziel der Aktivitäten, die unter dem Stich-                                                      so nicht nur einen Anschluss an die Feld-
wort „Industrie 4.0“ diskutiert werden.         anpassen, die über den Bestellprozess           und Leitebene, es ist auch diagnosefähig
                                                eingehen. Fallen einzelne Systeme oder          und übernimmt Condition-Monitoring-Auf-
„Die Veränderungen der Produktionswelt          Komponenten aus, wird dies in einer             gaben. Die CPX kann mit einer vollwertigen
und damit auch der Automatisierungs-            vernetzten Produktion sofort erkannt und        CoDeSys-Steuerung ausgestattet werden
technik sind als ein evolutionärer Prozess      von anderen Systemen automatisch kom-           und damit eine unterlagerte Funktion oder
zu betrachten“, erklärt Prof. Dr. Peter Post,   pensiert. Auch können sich Komponenten          eine ganze Maschine oder einen Teilpro-
Leiter Corporate Research and Technology        künftig selbst organisieren – sie melden        zess einer Anlage steuern. Mittels Safety-
bei Festo. „Künftig werden sich Funktionen      sich über einheitliche Schnittstellen selbst-   Funktion lassen sich zudem Fehler schnell
aus den Leit- und Steuerebenen nach             ständig beim Hauptrechner an, ähnlich           lokalisieren und Module gegebenenfalls
unten auf die Shop-Floor-Ebene verlagern,       wie bei der USB-Technologie am Computer.        austauschen.
zum Teil bis hin zu den einzelnen Kompo-        Ein virtuelles Abbild von Anlagen unter-
nenten.“ Für diese Aufgaben ist in Pro-         stützt den Anwender schließlich bei der         Durchflusswerte aus dem Druckluftnetz
duktionsanlagen zunehmend dezentrale            schnellen und einfachen Inbetriebnahme          nicht nur messen, sondern die Informa-
Intelligenz notwendig, um den Fertigungs-       und Rekonfiguration, um möglichst kurz-         tionen auch vor Ort auswerten und ent-
prozess aktiv zu unterstützen. Sie ermög-       fristig und flexibel auf neue Anforderungen     sprechende Maßnahmen einleiten, kann
licht ein schnelles Ausbalancieren und          reagieren zu können. All dies steigert die      heute bereits das Energieeffizienzmodul
Auslasten der Anlagen: Produktionslinien        Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen         MSE6-E2M. Bei Unilever ist es seit rund
könnten sich zum Beispiel künftig automa-       bei gleichzeitig geringerem Zeitbedarf und      einem Jahr erfolgreich in der Eisproduktion
tisch an die individuellen Kundenaufträge       Aufwand für den Anwender.                       im Einsatz (s. S. 40).
Mensch und Maschine wird dadurch enger,
                                                                                            die Anlagen gleichzeitig immer komplexer.
                                                                                            Diese Entwicklung erfordert eine intelli-
                                                                                            gente Sensorik, die eine geschützte und
                                                                                            intensive Interaktion und das flexible
                                                                                            Zusammenspiel zwischen Robotern und
                                                                                            Mitarbeitern ermöglicht. Dadurch können
                                                                                            Maschinen gefahrlos eingesetzt werden,
                                                                                            um mit Menschen direkt zusammenzu­
                                                                                            arbeiten und sie bei ihrer täglichen Arbeit
Flexible Prozesse                                                                           zu entlasten, zum Beispiel bei eintönigen
Wie sich Objekte flexibel per dezentraler                                                   Aufgaben in der Montage. Erste Vorreiter
Sensorik und Intelligenz transportieren                                                     waren hier Projekte aus der Bionik, wie
lassen, zeigt das Multi-Carrier-System,                                                     der preisgekrönte Bionische Handling-­
entstanden in Zusammenarbeit von Festo                                                      Assistent (2010), der nachgiebig auf Kolli-
und Siemens (s. S. 24). Das innovative                                                      sionen reagiert, oder die ExoHand (2012)
Transportsystem für flexible Produktions-                                                   von Festo, die beispielsweise zur Kraftver-
prozesse kann entsprechend spezifischer        Mensch und Technik interagieren              stärkung bei Arbeiten in der Produktion
Anforderungen frei konfiguriert werden         Technologische Neuerungen und die Ver-       eingesetzt werden könnte.
und transportiert Objekte sehr flexibel        änderungen in der Produktionswelt wirken
über robuste Wagen, so genannte Carriers.      sich auch auf die Rolle des Menschen in      Know-how für neue Arbeitswelten
Ein virtuelles Abbild der Anlage ermöglicht    der Fertigung aus. Eine der Kernfragen       Mit Industrie 4.0 steigen nicht nur die
eine sehr einfache Konfiguration und           von Industrie 4.0 ist die Zusammenarbeit     Ansprüche an die Produktionstechnologie,
Inbetriebnahme.                                von Mensch und Technik. In Zukunft           auch das Know-how der Mitarbeiter muss
                                               werden Roboter den Menschen aktiv bei        wachsen – insbesondere was Kenntnisse
Innovative Lösungsansätze                      manuellen Tätigkeiten unterstützen, davon    in der Industrial IT betrifft. Die Fähigkeit
Wie vernetzte Gesamtsysteme sich selbst        ist auch Prof. Post überzeugt: „Mensch       zum interdisziplinären Arbeiten ist gefragt,
organisieren, zeigen auch die auf der          und Maschine ergänzen sich ganz hervor-      denn künftig werden alle Akteure noch
Hannover Messe 2015 präsentierten              ragend: Ein Mensch ist sehr flexibel und     enger zusammenarbeiten und an einem
BionicANTs (s. S. 8). Die Bionikprojekte von   kann in kürzester Zeit eine Fülle von        Strang ziehen müssen. Einige der heutigen
Festo demonstrieren jedes Jahr innovative      Aufgaben beherrschen. Maschinen sind         Tätigkeitsfelder wird es in der Zukunft nicht
Lösungsansätze für wichtige Themen­            dagegen oft statisch, arbeiten dafür aber    mehr geben, aber dafür werden neue
bereiche von Industrie 4.0 wie Funktions­      schnell, extrem präzise und kraftvoll. Wir   dazukommen. Ausbildung und Qualifizie-
integration, intelligente Komponenten,         arbeiten bei Industrie 4.0 daran, diese      rung spielen deshalb für die Produktion
flexible und adaptive Anlagen oder die         beiden Welten optimal miteinander zu         der Zukunft eine entscheidende Rolle. Eine
intuitive Bedienbarkeit von Maschinen.         verbinden.“ Die Zusammenarbeit von           konkrete Kompetenz, die in der vernetzten
2.2015 trends in automation
                                                                                                                   Impulse 16 17
                                                                                                                              –

                                             „Die unter dem Stichwort
                                             Industrie 4.0 diskutierten
                                             Veränderungen der
                                             Produktionswelt sind ein
                                             evolutionärer Prozess.“
                                             Prof. Dr. Peter Post, Leiter Corporate Research and Technology

                                                    Zusammenarbeit schafft Zukunft
                                                    Das Engagement für das Thema Industrie 4.0 geht weit über Unter-
Produktion entscheidend sein wird, ist die          nehmensgrenzen hinaus. Gemeinsam mit Forschungsinstituten,
Fähigkeit der Mitarbeiter, Signale der              Universitäten oder Partnern aus der Wirtschaft arbeitet Festo an
Veränderung wahrzunehmen, zu interpre-              dem Thema unter anderem in der Initiative „Plattform Industrie 4.0“.
tieren, auftretende Probleme zu analysie-           Sie wird getragen von den Verbänden VDMA, ZVEI und BITKOM,
ren und dafür neue, noch unbekannte                 Unternehmen wie SAP, Siemens und Festo sowie der Bundesregie-
Lösungen zu erarbeiten. Auf die künftige            rung. Festo ist sowohl im Vorstands- als auch im Lenkungskreis
Produktion projiziert, bedeutet dies, dass          der Plattform Industrie 4.0 vertreten. Insbesondere engagiert sich
Mitarbeiter in der Lage sein müssen,                Festo für die Erstellung einer Referenzarchitektur für Industrie 4.0
Maschinen, Anlagen und Produkte neuen               sowie für die Entwicklung von verbindlichen Standards und Normen
Typs zu projektieren, zu montieren und zu           wie der Definition einer „Industrie-4.0-Komponente“. Mehr zur
bedienen sowie einzurichten und instand             Arbeit der Plattform Industrie 4.0 finden Sie im Interview mit
zu halten.                                          Herrn Dr. Eberhard Veit.

Es geht bei der Qualifizierung für die              Daneben engagieren sich die Festo AG und auch Festo Didactic in
Produktion der Zukunft aber nicht um das            weiteren Initiativen zu Industrie 4.0, zum Beispiel bei der hersteller­
reine Vermitteln von Fertigkeiten und               unabhängigen Initiative SmartFactory KL. Ziel dieser Demonstra-
Kompetenzen, sondern vielmehr um einen              tions- und Forschungsplattform an der Universität Kaiserslautern
Kulturwandel. In der vernetzten Produktion          ist es, neue Technologien und Konzepte in das Umfeld der Fabrik-
brauchen wir eine Kultur des Lernens und            automation zu transferieren und die Zusammenarbeit intelligenter
des interdisziplinären Austauschs. Die              Komponenten verschiedener Hersteller und ihre Vernetzung unter-
Bereitschaft zur Anpassungsfähigkeit und            einander unter realen Bedingungen zu entwickeln und zu testen.
zum Lernen wird erfolgsbestimmend für
Unternehmen sein.
Industrie 4.0: Interview

Nachgefragt
Welche Rolle der Mensch im Gesamtbild der Produktion der Zukunft einnehmen
wird und wie ein Unternehmen seine Mitarbeiter darauf vorbereiten kann,
darüber spricht im Interview Dr. Eberhard Veit. Der Vorstandsvorsitzende der
Festo AG gehört zum Leitungsgremium der von Politik, Wirtschaft, Verbänden,
Wissenschaft und Gewerkschaft getragenen ‚Plattform Industrie 4.0‘.

   trends in automation: Die Bundesregierung will verstärkt      in der Vergangenheit durch bahnbrechende Innovationen
die Digitalisierung und Vernetzung der Produktion voran-         die industrielle Entwicklung maßgeblich beeinflusst. Jetzt
treiben. Offizieller Startschuss der ‚Plattform Industrie 4.0‘   müssen wir mit unserem Erfindergeist vorangehen und die
war auf der Hannover Messe 2015. Herr Dr. Veit, Sie ge­          neue Entwicklung gestalten, um unsere globale Wettbe-
hören zur Spitze des Verbundes. Was verbirgt sich hinter         werbsfähigkeit zu sichern und auszubauen.
‚Plattform Industrie 4.0‘?
                                                                   Sie sprechen von Interaktion. Was bedeutet das genau?
Dr. Eberhard Veit: Vorweg möchte ich eines anmerken: In          Wie muss man sich das vorstellen?
diesem Fall bedeutet Startschuss nicht, dass wir bei null
anfangen. Die neu formierte Plattform kann auf die hervor-       Veit: In Zukunft werden Mensch und Technik noch enger
ragende Arbeit ihres Vorläufers, der Verbändeplattform           zusammenarbeiten als heute. Einerseits werden wir immer
Industrie 4.0, zurückgreifen. Mit dem engen Schulterschluss      häufiger den direkten Kontakt mit Robotern oder anderen
von Politik, Verbänden und Industrie haben wir das Thema         Maschinen haben, beispielsweise in der Servicerobotik. Für
jetzt auf eine breite politische und gesellschaftliche Basis     unsere neue Technologiefabrik in Ostfildern-Scharnhausen
gestellt und durch die Einbindung der Unternehmen den            haben wir zum Beispiel einen Roboter mit intelligenter
Praxisbezug noch einmal deutlich verstärkt. Die Teilnehmer       Sensorik entwickelt, der ohne Schutzkäfig sicher mit den
arbeiten in interdisziplinären Arbeitsgruppen mit Hochdruck      Mitarbeitern interagiert. Oder denken Sie an den Bionischen
an den Zukunftsthemen Standardisierung, Forschung und            Handling-Assistenten, mit dem wir bereits 2010 den Deut-
Sicherheit, aber auch an Fragestellungen zu neuen Arbeits-       schen Zukunftspreis gewonnen haben. Solche Maschinen
welten, zur Qualifizierung und zu rechtlichen Themen. Ich        können künftig den Menschen bei eintönigen oder anstren-
denke, damit sind wir gut gerüstet, um den Wandel in der         genden Aufgaben entlasten, zum Beispiel in der Montage.
Produktionswelt voranzutreiben.                                  Wichtig ist: Die Technik muss den Menschen verstehen und
                                                                 umgekehrt – das gilt auch für die Bedienung und Steuerung
  Wandel bedeutet ja auch Veränderung. Was bedeutet              von Maschinen. Wir werden künftig völlig neue Bedienkon-
dies für Unternehmen und welche Voraussetzungen müssen           zepte haben, zum Beispiel mit mobilen Endgeräten wie Tablet
Unternehmen schaffen?                                            oder Smartphone, die einfach und intuitiv funktionieren und
                                                                 den Mitarbeiter unterstützen. Da sehe ich große Potenziale.
Veit: Bei Industrie 4.0 geht es ja nicht nur um die Einführung
neuer Technologien. Wir reden vielmehr über einen Wandel          Das bedeutet also nicht, dass der Mensch durch
der industriellen Fertigung hin zu einer vollständig vernetz-    Maschinen ersetzt wird?
ten und flexiblen Produktion. Dabei ist auch die Arbeitswelt
der Menschen betroffen: Es wird neue Aufgaben und Anforde-       Veit: Richtig. Der Mensch ist und bleibt ein integraler und
rungen geben, neue Möglichkeiten der Interaktion zwischen        unverzichtbarer Bestandteil der Produktionswelt der
Mensch und Technik. Ausbildung und Qualifizierung spielen        Zukunft. Neue Technologien werden Mitarbeitern in der
deshalb eine entscheidende Rolle. Deutschland hat bereits        Produktion zwar bestimmte Arbeitsschritte abnehmen,
2.2015 trends in automation
                                                                                                                                Impulse 18 19
                                                                                                                                          –

                                                            „Der Mensch ist und bleibt ein
                                                            unverzichtbarer Bestandteil
                                                            der Produktion der Zukunft.“
                                                            Dr. Eberhard Veit, Vorstandsvorsitzender der Festo AG

                                                            Dr. Eberhard Veit, Vorstandsvorsitzender der Festo AG

beispielsweise das Sammeln, Auswerten und Nutzen von             Rechnung wie durch ihr Seminarangebot zu Industrie 4.0.
Daten zur Steuerung der Prozesse. Dafür werden aber andere       Auch in unserer Technologiefabrik Scharnhausen spielt das
Arbeitsschritte hinzukommen, und da kommen wir zu einem          Thema Lernen eine zentrale Rolle: Wir haben dort eine eige-
elementaren Punkt: Weiterbildung und Qualifizierung werden       ne Lernfabrik integriert, an der Schulungsinhalte praxisnah
ein entscheidender Erfolgsfaktor sein, noch stärker als          und direkt vor Ort vermittelt werden können.
heute. Wir brauchen in der vernetzten Produktion die Fähig-
keit zum interdisziplinären Arbeiten, eine Kultur des Lernens.     Wenn Sie von Industrie 4.0 sprechen, von welchem Zeit­
                                                                 rahmen reden Sie dann: 10, 20, 30 Jahre? Und: Ist dies über-
  Können Sie hier ein Beispiel geben?                            haupt ein Prozess, der ein klar definierbares Ziel erreichen
                                                                 kann oder handelt es sich dabei um eine in die Zukunft offene
Veit: Denken Sie an das Berufsbild des Mechatronikers: Es        Entwicklung?
vereint mechanische, elektronische und informationstech­
nische Elemente – also genau das interdisziplinäre Wissen,       Veit: Industrie 4.0 ist für Festo ein hochinterdisziplinäres
das wir in der Produktion der Zukunft brauchen. Insgesamt        Zukunftsprojekt, an dem wir kontinuierlich weiterarbeiten.
gilt: Ingenieure benötigen zunehmend Know-how im Bereich         Aus unserer Sicht wird sich die Automatisierungspyramide
der IT; umgekehrt müssen sich IT-Spezialisten verstärkt den      evolutionär verändern: Funktionen aus den höheren Ebenen
Bedarfen aus dem ingenieurstechnischen Umfeld anpassen.          werden sich nach unten verlagern. In den kommenden Jahren
Softwareentwicklung, Elektronik und Hardwareentwicklung          sind sicher erste industrielle Umsetzungen, wie ganzheit­
rücken mit dem Maschinen- und Anlagenbau eng zusammen            liches Energiemanagement oder Condition Monitoring, zu
– hier ist Festo ein Vorreiter.                                  erwarten. Wichtig ist, dass wir vor allem die Arbeitsfelder
                                                                 verstärkt anpacken, bei denen es noch großen Handlungsbe-
  Mitarbeiterqualifikation wird also immer mehr an               darf gibt, beispielsweise die IT-Sicherheit oder Standardisie-
Bedeutung gewinnen. Was heißt das für Unternehmen?               rungs- und Normungsprozesse. Insgesamt ist Industrie 4.0 ein
Welche Voraussetzungen müssen Unternehmen schaffen?              Entwicklungsprozess, der noch einen längeren Umsetzungs-
                                                                 horizont haben wird. Mit der Arbeit der Plattform Industrie 4.0
Veit: Durch Industrie 4.0 kommen ganz unterschiedliche           und ihres Vorgängers sind wir auf einem guten Weg.
Entwicklungen auf Unternehmen und ihre Mitarbeiter zu.
Welche das genau sind, wird sich in Zukunft erst noch
zeigen – sicher ist aber, dass das Aus- und Weiterbildungs-
angebot angepasst werden muss. Denn exzellente Ressour-
cen für Forschung und Entwicklung sowie die Verfügbarkeit
von Facharbeitern sind für die Zukunftsfähigkeit von
Unternehmen im globalen Wettbewerb wichtiger denn je.
Unsere Tochter Festo Didactic trägt dem durch ihre Lehr- und
Forschungsplattformen wie die Cyber-Physical Factory ebenso
RoboThespian: Der
                               Roboter-Mime kommuni-
                               ziert und interagiert bei
                               vielen Gelegenheiten mit
                               Menschen. Er reagiert
                               auf Stichworte und wirkt
                               in seinen Bewegungen
                               äußerst lebensecht.
Foto: © Engineered Arts Ltd.
2.2015 trends in automation
                                                                                                            Impulse 20 21
                                                                                                                        –

RoboThespian: faszinierende Interaktion

Wenn Maschinen mit
Menschen sprechen
Wo immer er auftaucht, staunen die Menschen: RoboThespian unterhält sein Publi-
kum weltweit auf überraschend lebensechte Art. Er begrüßt Besucher im Kennedy
Space Center der NASA in Florida, informiert im phaeno Wissenschaftszentrum in
Wolfsburg und gibt Auskunft in Australiens Wissenschafts- und Technologiezentrum
Questacon – und er hat es sogar auf die Titelseite der New York Times geschafft. Damit
seine Bewegungen so natürlich wie möglich anmuten, ist der „Roboter-Schauspieler“
ausgestattet mit modernster Fluidic-Muscle- und Piezoventil-Technologie von Festo.

                                    D
                                               ie Menschen unterhalten sich        Universitäten und Unternehmen, wahl­
                                               gerne mit ihm, dem humanoiden       weise im Rahmen von Shows, als fester
                                               Roboter RoboThespian – und er       Bestandteil von Ausstellungen oder zur
                                               „geht“ gerne gezielt auf die Men-   Begrüßung von Unternehmenskunden.
                                     schen zu. Erfunden und entwickelt wurde       Universitäten in Großbritannien und den
                                     er von Engineered Arts Limited im engli-      USA erforschen mit ihm Human-Robot
                                     schen Penryn, Cornwall. Dort wird er auch     Interaction (HRI). 2005 wurde die erste
                                     gefertigt. RoboThespian ist 1,75 m groß       Version von RoboThespian speziell für
                                     und rund 33 kg schwer. Sein Chassis           die Kommunikation und Interaktion in
                                     besteht aus Aluminium, seine Körperhülle      der Öffentlichkeit entworfen. Sein Name
                                     aus Kunststoff. Zum Leben erwecken ihn        spricht dabei Bände: „Thespian“ ist eine
                                     insgesamt 30 von einem integrierten           alte englische Bezeichnung für Schauspie-
                                     Computer gesteuerte Bewegungsachsen:          ler und lässt sich am ehesten mit „Mime“
                                     Mit ihnen bewegt er Kopf, Arme oder Hän-      ins Deutsche übersetzen.
                                     de nahezu lebensecht. Über einen Touch-
                                     screen schließlich interagiert und kommu-     Stichwort genügt
                                     niziert er mit den Menschen, auf die er in    Nennt sein menschliches Gegenüber be-
                                     seiner Lebenswelt trifft.                     stimmte Stichwörter, startet RoboThespian
                                                                                   dank seiner Fähigkeit zur Sprachinter­
                                     Intelligenter Schauspieler                    aktion zuvor definierte Reaktionen. Für
                                     Je nach Programmierung und technischer        exakte Antworten und Hinweise kann er
                                     Ausstattung kann RoboThespian sich sogar      auch selbstständig Suchmaschinen besu-
                                     aktiv mit seinem Gegenüber unterhalten.       chen und Informationen aus dem Internet
                                     Der kluge Kopf spricht mehrere Sprachen       abrufen. Wird er per drahtlosem Headset
                                     und erkennt Gesichter und Gesten. Welt-       und Tablet von Menschen gesteuert,
                                     weit faszinieren mittlerweile mehr als        spricht er Besucher sogar individuell an.
                                     60 dieser Roboter Besucher von Museen,        Das Tablet zeigt dabei den Kamerablick
„Wir setzen den
         Fluidic Muscle
         von Festo ein, weil
         die Bewegungen
         von RoboThespian
         dadurch sehr
         natürlich wirken.“
         Will Jackson, Geschäftsführer Engineered Arts
         und Erfinder des RoboThespian

        Foto: © Engineered Arts Ltd.

                                                         des Roboters, so dass man ihn auf diese
                                                         Weise veranlassen kann, einer ausge-
                                                         wählten Person nachzublicken und sie
                                                         anzusprechen.

                                                         Natürliche Bewegung durch künstliche
                                                         Muskeln
                                                         Ein Großteil seiner menschenähnlichen
                                                         Beweglichkeit beruht auf den pneumati-
                                                         schen Muskeln Fluidic Muscle. Wie echte
                                                         Muskeln ziehen sie sich zusammen und
                                                         entspannen sich. Die Bewegung der Arme
                                                         und Hände übernehmen jeweils insgesamt
                                                         zwei bzw. acht Fluidic Muscles in den Grö-
                                                         ßen DMSP-10 bzw. DMSP-20. Die Finger-
                                                         bewegungen erfolgen durch die neuen
                                                         kleinen DMSP-5. Der Fluidic Muscle ist ein
                                                         Membran-Kontraktions-System, ein flexib-
  (A)
                                                         ler Schlauch mit so genannten multifila-
(A) Bewegung per Muskelkraft – Fluidic Muscle            menten Garnen als Festigkeitsträger, die
und 30 Bewegungsachsen verleihen dem Roboter-            in einer rautenförmigen Struktur integriert
Mimen große Dynamik und Beweglichkeit.                   sind.
(B) Leichte Leistungsträger, ideal für humanoide
Bewegungsabläufe – neueste Piezoventiltechnik            Präzise Steuerung per Piezotechnologie
baut besonders klein, bietet extrem kurze Schalt-        Angesteuert werden die künstlichen Mus-
zeiten, ist leistungsstark und sehr präzise.
                                                         keln unter anderem von Piezoventilen VEAB
(C) Fingerfertigkeit: Die Bewegung der Finger            von Festo. Insbesondere bei Anwendungen
übernehmen die neuen kleinen Fluidic Muscles             zur Durchfluss- und Druckregelung sowie
DMSP-5.                                                  als direkt geregelte Proportionalventile
                                                         bieten sie gegenüber konventionellen
                                                         Magnetventilen zahlreiche Vorteile, wie
                                                         man beim RoboThespian sieht: Sie bauen
                                                         besonders klein, sind leicht, hoch präzise,
                                                         sehr langlebig, schalten extrem schnell
2.2015 trends in automation
                                                                                        Impulse 22 23  –

                                                                           Bernd Lorenz,
 (B)                                                                       Leitung Membrane
                                                                           Technologies, Festo

                                             Nachgefragt

                                               trends in automation:
                                             Welche Vorteile machen den Pneumatischen Muskel
                                             zur idealen Besetzung im RoboThespian?

                                             Bernd Lorenz: Der Muskel ist für die Anwendung
                                             optimal: Er agiert wie ein menschlicher Muskel, zieht
                                             sich zusammen und entspannt sich – und das ohne
                                             Reibungswiderstand oder Losbrechmoment, eben
                                             Stick-slip-frei. Er ist hermetisch dicht und sauber, da
 (C)
                                             keine Schmiermittel benötigt werden. Alle Bewegungen,
                                             langsam oder schnell, führt er ruckfrei und harmonisch
                                             aus. Durch seine flexible Struktur und sein nach­
                                             giebiges Verhalten ist er der perfekte Antrieb für die
                                             Kooperation zwischen Mensch und Maschine.
und benötigen bis zu 50 Prozent weniger
Energie. Darüber hinaus erzeugen sie so      Durch die Ansteuerung über Piezoventile kommen diese
gut wie keine Abwärme und arbeiten           Eigenschaften noch besser zum Tragen. Nicht zuletzt:
nahezu geräuschlos. Dies prädestiniert sie   Mit dem Fluidic Muscle entfallen aufwendige hydrauli-
heute schon für den Einsatz in der Labor-    sche bzw. elektrische Konstruktionen komplett. Gerade
und Medizinautomation.                       im Bereich der Animatronik sind diese Vorzüge elemen-
                                             tar, denn hier geht es darum, möglichst lebensechte
Botschafter der Industrie 4.0                Beweglichkeit mit passender Kommunikation zu
RoboThespian ist ein faszinierendes          verbinden. Genau das erwarten die Menschen, die auf
Beispiel für die Mensch-Maschine-Kommu-      humanoide Technologie stoßen und mit ihr interagieren.
nikation. Er verkörpert das zukünftige       Festo hat im Bereich des Live-Entertainments bereits
Potenzial von Industrie 4.0 auf beeindru-    viel Erfahrung, von der Zauber-Show über Fahrsimula-
ckende Weise: Der Mensch schafft und         toren bis hin zu Rüttelsitzen im 4D-Kino.
programmiert die Maschine, die dann
weitestgehend autonom und flexibel auf        Gibt es noch weitere Einsatzmöglichkeiten?
ihre Umwelt reagiert.
                                             Lorenz: Der Fluidic Muscle eignet sich für zahlreiche
  www.festo.de/fluidicmuscle                 weitere Applikationen. Im Bereich der Industrieauto-
                                             matisierung hat sich der Pneumatische Muskel in drei
                                             Anwendungsbereichen bewährt und etabliert. Als
                                             pneumatische Feder, um Zugspannungen an Bändern,
                                             Seilen, Ketten usw. zu kontrollieren und feinfühlig zu
                                             regulieren. Um hohe Spannkräfte auf kleinen Durch-
                                             messer zu erzeugen, zum Beispiel beim Fixieren von
                                             Bauteilen in Formen oder Maschinen. Und für gezieltes
                                             Rütteln und schnelles Vibrieren, wie es in der Zuführ-
                                             technik oder Abfülltechnik notwendig ist.
Intralogistik: Multi-Carrier-System MCS®

Flexibler Transport
Heute Tausende von Parfümflacons abfüllen und verpacken, morgen nur einige
wenige Cremetuben und übermorgen Losgröße 1 – alles auf ein- und derselben Anlage.
Wie das geht, zeigt das Multi-Carrier-System MCS®, ein Gemeinschaftsprojekt von
Festo und Siemens, realisiert in einer Abfüll-und Verpackungsmaschine von Optima.

D
          ie Zeiten, in denen auf einer Linie   Aufbruch Richtung Industrie 4.0                  Maximale Flexibilität
          tagein tagaus das gleiche Produkt     Das Multi-Carrier-System trägt bereits           Innerhalb der Anlage bewegen sich die zu
          in hohen Stückzahlen hergestellt      heute Industrie 4.0 relevante Optionen           befüllenden Behälter wie Flaschen, Dosen
          wurde, sind vorbei. Eine wachsen-     in sich. Dazu gehören beispielsweise der         oder Flacons einzeln auf multiformat­
de Zahl von Produkt- und Verpackungsva-         besonders flexible elektromechanische            fähigen, individuell ansteuerbaren Wagen.
rianten, immer kürzere Produktlebenszyk-        Aufbau für die wirtschaftliche Fertigung         Angetrieben werden die selbstfahrenden
len sowie der Trend zu Individualisierung       bis hin zu Losgröße 1 sowie dezentrale           Wagen von Linearmotoren. Um Staus zu
von Verpackung und Produkt stellen die          Sensorik und Intelligenz der Werkstück-          vermeiden, bewegen sie sich innerhalb der
Hersteller von Abfüll- oder Verpackungs-        träger und Antriebe. Selbst die Simulation       Maschine nach den Regeln des Schwarm-
maschinen sowie deren Endkunden vor             inklusive eines virtuellen Zwillings ist voll-   verhaltens synchron zum Prozess –
große Herausforderungen. Mit dem Multi-         ständig auf eine spätere Anordnung und           entweder einzeln oder in Gruppen. Die
Carrier-System bietet sich ihnen jetzt eine     Anlage zur Systemauslegung und -opti­mie-        Wagen werden frei und nahtlos ins Multi-
Lösung für mehr Flexibilität und höhere         rung vorbereitet. Schon aus der Simulation       Carrier-System ein- und ausgeschleust.
Wettbewerbsfähigkeit.                           lassen sich Programmdaten generieren.            Denkbar einfach ist die Anbindung an die
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                                                                                                                        Impulse 24 25    –

                                                        Formatverstellung auf
                                                        Knopfdruck: möglich mit
                                                        dem Multi-Carrier-System.

Gemeinschaftsprojekt: Abfüll- und
Verpackungsmaschine von Optima.

                                                                                               „Das Multi-Carrier-
                                                                                               System nimmt
                                                                                               drei Trends der
                                                                                               Zukunft vorweg:
vorhandene Intralogistik. Die Wagen             von bis zu 40 m/s² – vollkommen ruckfrei
können unabhängig voneinander beschleu-         und präzise. Verkürzte Umrüstzeiten, redu-     Losgröße 1 als
nigt, verzögert und frei positioniert werden.
Dank integrierter RFID-Chips tragen sie
                                                zierte Wartungskosten durch den geringe-
                                                ren Verschleiß und die gute Reinigungs­        Standard, Flexi­bili­
alle Informationen, die die Maschine zur
Realisation des Endprodukts braucht,
                                                fähigkeit sind weitere Pluspunkte des viel-­
                                                seitigen Transportsystems.
                                                                                               tät in der Software
mit sich. Damit sind Einzelanfertigungen
industriell möglich.                            Die Einsatzmöglichkeiten des Multi-Carrier-
                                                                                               und intelligente,
                                                Systems sind praktisch unbegrenzt und          selbst­lernende
Formatverstellung auf Knopfdruck
Die Verpackungsmaschine von Optima
                                                bieten sich für alle Branchen mit hoher
                                                Produktvielfalt an. Dazu zählen beispiels-     Maschinen.“
besteht aus drei Modulen: Füllen,               weise die Kosmetikindustrie mit ihrer          Rainer Feuchter, Geschäftsführer Optima
Verschließen und Lasern. Der modulare           großen Zahl an Produktvarianten, die
Maschinenaufbau erfordert einen flexiblen       Nahrungs- und Genussmittelindustrie mit
Trans­port: Die Maschine kann sechs             schnellen saisonalen Wechseln oder die in-
Flaschen bei laufendem Transport befüllen       dustrielle Anfertigung von Unikaten durch
und anschließend zwei davon gleichzeitig        Bestellung von Endkunden per Online-
verschließen. Diese Schritte verlangen eine     Konfigurator.
Zweier-Gruppierung der Wagen, um ohne
Stau produzieren zu können. Für die indivi-        www.festo.de/mcs
duelle Laserbeschriftung benötigt die
Anlage lediglich einzelne Wagen – leicht
erfüllbar mit dem Multi-Carrier-System.

Unendlich viele Möglichkeiten
Das Multi-Carrier-System ist bis zu 3 m/s
schnell und erreicht eine Beschleunigung
Handling Guide Online

In 20 Minuten zum
Handlingsystem
Mit wenigen Mausklicks zum passenden Standard-Handhabungssystem inklusive CAD-
Modell und Nettopreis – dafür steht der Handling Guide Online von Festo. Die Einzelschritte
Anfrage, Auslegung, Angebot, CAD-Konstruktion und Bestellung, für die bisher 10 bis
15 Tage einzuplanen waren, verkürzt die Konfigurations- und Bestellplattform auf gerade
einmal 20 Minuten.

D
        er Handling Guide Online öffnet    Kernkompetenzen ihres Unternehmens.          Drei Schritte zum Handling
        neue Horizonte. Das Wälzen von     Ein Großteil des Engineering-Aufwands        Nur drei Schritte sind notwendig, um zum
        Katalogen, langwierige Lieferan-   entfällt, detaillierte Produktkenntnisse     fertig konfigurierten Handling zu kommen.
        tenanfragen, das Bestellen von     werden nicht benötigt. Die sichere Aus-      Im ersten Schritt wählt der Konstrukteur
Einzelkomponenten und aufwändige           wahl der richtigen Komponenten aus dem       den Handlingtyp aus und gibt die Applika-
Einzelkonstruktionen für Handhabungs-      modularen Festo Handhabungsbaukasten         tionsdaten im Handling Guide Online ein.
aufgaben sind damit ein für alle Mal       übernimmt die intuitive Software mit ihrer   Das Tool berechnet die passenden Hand-
passé. Mit dem neuen Software Tool ge-     strukturierten Datenabfrage. Die sofortige   lingsysteme inklusive Preis. Aus diesen
winnen Konstrukteure Zeit zur Planung      Nettopreisabfrage bringt Planungssicher-     Vorschlägen wählt der Planer im zweiten
und Projektierung der technologischen      heit – von Anfang an.                        Schritt das für ihn am besten passende
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                                                                                                                                     Impulse 26 27   –

Der Handling Guide Online ist in den Online-Produktkatalog                      Das Datenblatt sowie das konfigurationsrichtige CAD-Modell stehen
von Festo eingebunden.                                                          in allen gängigen Dateiformaten sofort zum Download zur Verfügung.

Handlingsystem aus. Das Datenblatt sowie            Wochen. Auch die Zeit für Parametrierung
das konfigurationsrichtige CAD-Modell               und Inbetriebnahme verkürzt sich deutlich.
stehen ihm in allen gängigen Dateiforma-            Maschinen- und Anlagenbauer können
ten sofort zum Download zur Verfügung –             damit ihre Time to Market – bezogen auf
für eine direkte Integration in die eigene          die eingebauten Handhabungssysteme –
Anlagenkonstruktion.                                um bis zu 70 % verkürzen.

Im dritten Schritt konfiguriert er mit zusätz-         www.festo.com/handling-guide
lichen Optionen das ausgewählte System
nach seinen Anforderungen. Danach legt
er das ausgewählte Handhabungssystem
per Mausklick in den Warenkorb. Mit
einem weiteren Klick geht die Bestellung
an Festo. Die Handling-Experten von Festo
liefern ein einbaufertiges System inklusive                                                              Tools genutzt, aber wir mussten jedes
Anwenderdokumentation gemäß EU-                                                                          individuelle Bauteil einzeln auswählen
Maschinenrichtlinie innerhalb kürzester                                                                  und in unsere CAD-Pläne einzeln ein-
Zeit direkt einbaubereit an die Maschine                                                                 fügen. Der Handling Guide Online hat
oder Anlage.                                                                                             diese Schritte enorm vereinfacht und
                                                                                                         aufs Klicken und Auswählen reduziert.
Individuell entwickelt
Neben den flexiblen Standards entwickelt                                                                  Worin sehen Sie für sich den größten
Festo auch Handlingsysteme ganz nach                                                                     Vorteil des Handling Guide Online?
individuellen branchenspezifischen Anfor-
derungen, wie etwa mit frei definierbaren                                                                Selwyn: Bisher verbrachten wir viel
Achsgeometrien für kürzere Zykluszeiten                 Steve Selwyn, Automation                         Zeit damit, alle passenden Komponen-
oder zur Integration in Maschinen mit                   Engineer bei Intersurgical Ltd.,                 ten auszuwählen und diese zusammen
                                                        Großbritannien
minimalem Platzbedarf. Denn sollten                                                                      mit dem Technikteam von Festo auf
trotz der Vielfalt von Möglichkeiten die im                                                              Kompatibilität mit unseren Anwendun-
Handling Guide Online vorgeschlagenen                                                                    gen zu prüfen. Da die neue Software so
Handlingsysteme nicht den Anforderungen                 Aus der Praxis                                   intuitiv zu bedienen ist, vereinfacht sie
entsprechen, können Konstrukteure ihre                                                                   den gesamten Prozess. Zeit spart auch
ins System eingegebenen Applikations-                     trends in automation: Ihr Unterneh-            die Möglichkeit, die Projekt-Dokumen-
daten ganz einfach mit einem Mausklick                   men ist einer der führenden Entwickler          tation sofort herunterzuladen. Alles in
an die Handhabungsexperten von Festo                     und Hersteller Europas von Einwegpro-           allem hat uns die Software maßgeblich
senden, um ein individuelles Angebot zu                  dukten für Beatmung. Sie sind einer             dabei unterstützt, die Kosten unserer
erhalten.                                                der ersten User des Handling Guide              Projekte zu senken.
                                                         Online. Was hat sich für Sie geändert?
Time to Market verkürzt                                                                                     www.intersurgical.de
Neben der Einsparung bei Konstruktion                   Steve Selwyn: Bevor der Handling
und Bestellung reduzieren die standardi-                Guide Online verfügbar war, hatten wir
sierten Handhabungssysteme die Mon-                     auch die Festo Engineering Software
tage- und Auslieferungszeiten von bisher
knapp zwei Monaten auf nur noch wenige
(A)    (B)

      (A) Bunt: Die Häuserzeile aus dem 18. /19.
      Jahrhundert am ehemaligen Fischerhafen
      in Kopenhagen lädt zum Bummeln und
      Verweilen ein. Foto: © shotshop.com

      (B) Zeitlos: Dänisches Design ist welt-
      bekannt. Hier der Klassiker EGG Chair
      („Das Ei“) von Arne Jacobsen aus dem
      Jahr 1958. Foto: © visitdenmark.com

      (C) Wahrzeichen: Seit über 100 Jahren
      sitzt „Die kleine Meerjungfrau“ an der
      Uferpromenade Kopenhagens.
(C)
      Foto: © visitdenmark.com
2.2015 trends in automation
                                                                                                               Synergien 28 29–

Dänemark

Velkommen!
Freundlich, offen, zukunftsorientiert – die Dänen gelten in Europa als ein
besonders aufgeschlossenes und sympathisches Volk. Mit seinen zahlreichen
Inseln lädt das Land zur Entdeckung der Langsamkeit ein. Tradition und
Moderne verbinden sich im Norden Europas zu einer fruchtbaren Symbiose.

D
          as Land des europäischen Lächelns liegt im             Königin und Parlament
          Norden. Dänemark gehört laut Studien zu den glück-     Weit bis in die Zeit der Wikinger reichen die Wurzeln des Namens
          lichsten Völkern der Welt. Familie und Freunde         „Dänemark“ zurück. Man findet ihn heute eingeritzt auf den
          genießen einen besonders hohen Stellenwert. Stress     berühmten Runensteinen von Jelling aus der Zeit um 900 n. Chr.
und Hektik sind in Dänemark eher verpönt. Man lässt sich Zeit,   Auf die Wikingerzeit geht auch die dänische Monarchie, eine
liebt es ruhig und gemütlich. Das Leben in und mit der Natur     der ältesten der Welt, zurück. Zu den Vorfahren von Königin
sorgt für große Gelassenheit. Vielleicht ist es auch die große   Margarethe II. zählen Könige wie Gorm der Alte (gest. 958) und
Nähe zum Meer, die alles im harmonischen Fluss hält. Denn        Harald Blauzahn (gest. 987). Heute ist das politische System
jeder Däne verfügt zumindest theoretisch über fast eineinhalb    eine parlamentarische Monarchie. Die Regierung setzt sich aus
Meter Küstenlinie.                                               Vertretern eines Mehrparteiensystems zusammen. Koalitionen
                                                                 und Konsenspolitik kennzeichnen die Politik. Seit dem Jahr 1909
Menschen am Meer                                                 hat keine Partei allein über eine Mehrheit im Parlament verfügt.
Mit seinen mehr als 400 Inseln und 7314 km Küste ist
Dänemark ein Land der See und Seefahrer. Am bekanntesten         Vielfalt der Wirtschaftswelt
sind die Wikinger, von denen es heißt, sie hätten noch vor       Als offizielle Währung Dänemarks gilt seit 1875 die Dänische
Columbus Amerika entdeckt. Dabei brauchen die Dänen nicht        Krone. Wechselkurstechnisch ist sie seit der Einführung des Euro
in die Ferne zu schweifen. Denn die Inselwelt ist weit über      an diesen gebunden. Die wirtschaftliche Struktur des Landes
die Grenzen des Landes hinaus berühmt für ihre Vielfalt und      kennzeichnet eine Vielzahl mittel­ständischer Industrie- und
Schönheit. Sie reicht von den beeindruckenden Kreidefelsen       Dienstleistungsunternehmen. International bekannte Namen
der Ostsee-Insel Mön über feine Sandstrände, malerische          sind u.a. Novo Nordisk, Bang & Olufsen, Vestas, Grundfos, Ecco,
Dörfer bis hin zum Weinanbau auf der Insel Bornholm. Selbst      Lego und Rockwool. Zu den weltweit agierenden Großunter­
die Hauptstadt Kopenhagen liegt auf einer Insel, die den         nehmen zählen im Bereich der Schifffahrt A.P. Møller – Mærsk,
bezeichnenden Namen Seeland trägt. Anstrengende Anstiege         im Lebensmittelbereich Arla und der international viertgrößte
bleiben den Dänen erspart. Der höchste Punkt des Landes          Brauereikonzern Carlsberg. Daneben bestimmen Unternehmen
erhebt sich 171 m über den Meeresspiegel.                        des Maschinen- und Anlagenbaus, der pharmazeutischen
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