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Sensoren und Software holen Robert Boschs Drehbank von 1887 ins Industrie 4.0-Zeitalter

Alte Maschine, neu vernetzt

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Sie ist 129 Jahre alt, pedal­be­trie­ben und ein Pracht­stück der Indus­trie 1.0. Unter­neh­mens­grün­der Robert Bosch hat ab 1887 noch persön­lich an der 300 Kilo­gramm schwe­ren, guss­ei­ser­nen Dreh­bank gear­bei­tet. Unter ande­rem wurden darauf Teile für den Magnet­zün­der gefer­tigt, jenes Produkt, das dem Unter­neh­men Ende des 19. Jahr­hun­derts zum Durch­bruch verhalf. Nun hat Bosch die histo­ri­sche Dreh­bank aus dem Museum ins Indus­trie 4.0‑Zeitalter kata­pul­tiert.

Dies gelang mit tech­ni­scher Unter­stüt­zung des neuen IoT (Inter­net of Things) Gate­way von Bosch. Das vernetzte System kombi­niert Senso­rik, Soft­ware sowie eine IoT-fähige Indus­trie­steue­rung und ermög­licht damit die Zustands­über­wa­chung der Dreh­bank. „Unser welt­weit einma­li­ger Aufbau zeigt, dass selbst älteste Maschi­nen mit dem IoT Gate­way schnell und einfach vernetzt werden können“, sagte Dr. Werner Struth, in der Bosch-Geschäftsführung unter ande­rem für die Indus­trie­tech­nik und die Ferti­gungs­ko­or­di­na­tion verant­wort­lich. „Damit erschließt Bosch auch Betrei­bern älte­rer Maschi­nen­parks die Vorteile der vernetz­ten Indus­trie“, erklärte Struth.

„Viele Maschi­nen im Hand­werk oder in der Ferti­gung sind noch ohne Indus­trie 4.0‑Anbindung. Unter ande­rem fehlen ihnen Senso­ren, Soft­ware oder die Anbin­dung an IT-Systeme des Unter­neh­mens – und damit wesent­li­che Voraus­set­zun­gen für die vernetzte Ferti­gung. Allein in Deutsch­land sind mehrere zehn Millio­nen Maschi­nen betrof­fen. Global betrach­tet ist das ein Milli­ar­den­markt für Retrofit-Lösungen wie das Bosch IoT Gate­way“, sagte Struth. Die Indus­trie brau­che vernetzte Maschi­nen, wenn sie nach­hal­tig Erfolg haben solle. Genau das leis­tet das IoT Gate­way, schnell und flexi­bel. Bosch zeigt damit, wie Betrei­ber älte­rer Produk­ti­ons­an­la­gen ihre Maschi­nen vernet-zen, dadurch in Echt­zeit über­wa­chen und somit opti­mie­ren können. Das ermög­licht etwa die voraus­schau­ende Wartung und redu­ziert somit Ausfall­zei­ten bei gleich­zei­tig stei­gen­der Produk­ti­vi­tät.
Großer Bedarf für Retrofit-Lösungen
Der tech­ni­sche und wirt­schaft­li­che Hinter­grund für das IoT Gate­way: Innova-tionszyklen im Maschi­nen­bau unter­schei­den sich von jenen in vielen ande­ren Bran­chen. Einmal ange­schaffte Maschi­nen blei­ben oft über Jahr­zehnte im Einsatz. Sie lassen sich nur mit hohem Aufwand und mit hohen Kosten an neue Anfor­de­run­gen anpas­sen. Ein großer Teil des welt­weit instal­lier­ten Maschi­nen­parks ist daher noch ohne Anbin­dung an die vernetzte Ferti­gung. Der Bedarf an soge­nann­ten Retrofit-Lösungen zum Nach­rüs­ten für die vernetzte Ferti­gung ist daher riesen­groß. Das gilt auch für Bosch: „Wir setzen das IoT Gate­way bereits selbst ein und sparen damit Geld. Zum ande­ren bietet unsere Toch­ter Bosch Rexroth diese Lösung ab Herbst unse­ren Kunden an“, sagte Struth.
Schon nach 18 Mona­ten amor­ti­siert
Im Bosch-Werk Homburg haben Ingeni-eure mit dem IoT Gate­way zum Beispiel einen Prüf­stand für Hydrau­lik­ven­tile aus dem Jahr 2007 vernetzt. Dank neuer Senso­ren, die die Quali­tät des einge­setz­ten Öls über­wa­chen, lässt sich der Zeit­punkt für den nöti­gen Ölwech­sel nun weit­aus genauer bestim­men als zuvor. Dies spart Zeit, Geld und schont die Umwelt. In diesem konkre­ten Fall hatte sich das Nach­rüs­ten mit dem IoT Gate­way bereits nach 18 Mona­ten amor­ti­siert. Im nächs­ten Schritt sollen 22 weitere Prüf­stände und später viele weitere Maschi­nen bei Bosch nach­ge­rüs­tet werden. Außer dem Gate­way bietet Bosch auch die nötige Soft­ware an, um Daten zum Beispiel in der Bosch IoT Cloud zu analy­sie­ren, aufzu­be­rei­ten und darzu­stel­len.
Das IoT Gate­way wird – je nach Anwen-dung – um Senso­ren erwei­tert, die an der nach­zu­rüs­ten­den Maschine ange-bracht werden. Die Senso­ren erfas­sen etwa Tempe­ra­tur, Druck, Vibra­tion, Strom­ver­brauch, Ölqua­li­tät, Neigungs­win­kel, Dreh­ge­schwin­dig­keit oder andere Para­me­ter. Diese Daten über­setzt die Soft­ware in Echt­zeit in ein Format, das sich in bestehen­den Produk­ti­ons­um­ge­bun­gen einglie­dern lässt. Das IoT Gate­way muss hier­für nicht program­miert, sondern über einen Brow­ser ledig­lich konfi­gu­riert werden. Das verkürzt die Inbe­trieb­nahme dras­tisch. Hier­bei nutzt Bosch unter ande­rem die kürz­lich präsen­tierte, neue und offene Maschi­nen­spra­che PPMP (Produc­tion Perfor­mance Manage­ment Proto­col).
„Indus­trie 4.0‑getunte“ Dreh­bank
Die museale, nun Indus­trie 4.0‑getunte Dreh­bank ermög­licht wesent­li­che neue Merk­male der vernetz­ten Ferti­gung: Zum einen die Prozess­über­wa­chung für die stän­dige Quali­täts­si­che­rung, zum ande­ren die fort­lau­fende Zustands­über­wa­chung (condi­tion moni­to­ring), um unge­plante Ausfall­zei­ten zu verhin­dern. Für die Prozess­über­wa­chung erfas­sen Senso­ren unter ande­rem die Dreh­zahl des Werk­stücks: Zu hohe oder zu nied­rige Schnitt­ge­schwin­dig­kei­ten verschlech­tern die Ferti­gungs­qua­li­tät beim Drehen von Metall und können das Werk­zeug beschä­di­gen. Dank der von Senso­ren am IoT Gate­way erfass­ten und über­tra­ge­nen Daten erkennt der Bedie­ner am Fußpe­dal jeder­zeit auf einem Moni­tor, ob er schnel­ler oder lang­sa­mer treten muss, um die opti­male Dreh­zahl einzu­hal­ten.
Zudem erkennt die jetzt vernetzte Dreh­bank schlei­chende Verän­de­run­gen am Antrieb: Mit zuneh­men­dem Alter kann der lederne Treib­rie­men zwischen dem Antriebs­rad und der Spin­del mit dem Werk­stück durch­rut­schen. Für das mensch­li­che Auge ist dieses zunächst unsicht­bar. Senso­ren erken­nen aber bereits Abwei­chun­gen im Prozent­be­reich. Ist ein vorge­wähl­ter Schwel­len­wert erreicht, zum Beispiel ein Durch­rut­schen von zwei Prozent, sendet das vernetzte System auto­ma­tisch eine Nach­richt an den rich­ti­gen Instand­hal­ter. Der wech­selt den Riemen inner­halb einer vorge­ge­be­nen Zeit aus. So verhin­dern die Senso­ren, das Gate­way und die Soft­ware den unge­plan­ten Ausfall der jetzt Indus­trie 4.0‑fähigen Dreh­bank. Dies stei­gert die Produk­ti­vi­tät.
Im Jahr 1887 für 507 Mark gekauft
Robert Bosch hatte die Dreh­bank im Februar 1887 gekauft und auch selbst daran gear­bei­tet. Sie war vermut­lich bis 1901 im Einsatz. Umge­rech­net auf heutige Verhält­nisse entspricht der dama­lige Kauf­preis von 507 Mark etwa 30 000 bis 40 000 Euro – für den klei­nen Betrieb, den Robert Bosch erst 1886 gegrün­det hatte, war das eine beträcht­li­che und auf Dauer gerech­nete Inves­ti­tion. „Daran hat sich bis heute nichts geän­dert: Maschi­nen sind teuer. Wir müssen sie so effi­zi­ent wie möglich nutzen. Das Vernet­zen hilft uns entschei­dend dabei“, sagte Struth.
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