Funktionen statt Komponenten: \“Mensch und Mechatronik ist Olympia für Mechatronikbegeisterte\“

Immer häufiger ist in den Zeitschriften, auf Messen und Kongressen, die Rede vom \’mechatronischen Engineeringansatz\‘. Auf der SPS/IPC/Drives stellte sich gar ein Verein vor, der es sich zur Aufgabe gemacht hat, das mechatronische Engineering zu fördern. Über die Entwicklung und die Ziele sprach ich mit Stephan Plewa und Claus-Peter Kühnl. Beide sind Mitglieder bei Mensch und Mechatronik. Zunächst wollte ich wissen, welche Beweggründe es gibt, sich bei dem Verein zu engagieren. Für Mediseal-Manager Plewa ist die Hauptmotivation der Austausch mit Gleichgesinnten: \“Es gibt sicherlich Probleme in der Maschinenautomatisierung, die haben nur wir. Ich glaube aber, dass es viele Probleme gibt, die andere auch haben. Dazu gehören insbesondere die Modularisierung der Maschinen und die Entwicklung der Module als funktionale Einheiten aus Mechanik, Elektrotechnik und Software. Wir können uns austauschen, weil wir branchenübergreifend aufgestellt sind. Es gibt keine direkten Wettbewerber in der Gruppe. Das ermöglicht es uns, mit anderen Maschinenbauern viele Themen einmal offen und ehrlich anzusprechen. […] Das Zusammenspiel von Soft- und Hardwareentwicklung ist bei Mensch und Mechatronik ein Dauerthema. Hier stellen sich viele Fragen: Wie verwaltet man solche Funktionen, wie sind die Zusammenhänge in der Entstehung solcher Funktionen usw. Der Verein hat hier eine wichtige Funktion: Er sorgt für einen offenen und ehrlichen Informationsaustausch. So können wir uns weiterentwickeln\“, erläutert Plewa. Mechatronik am Beispiel \“Wir haben bei Phoenix Contact den hauseigenen Maschinenbau umgestellt auf Teams, die aus Mechanikern, Elektrotechnikern und Softwerkern bestehen\“, erläutert Kühnl die Vorteile des mechatronischen Engineerings. \“Jede Maschinenfunktion haben wir in eine mechatronische Funktion umgebaut. Dabei haben wir festgestellt, dass wir bei der mechatronischen Konstruktion die Risiken der Maschinenentwicklung bereits sehr früh im Projekt beurteilen können. Das gibt uns viel Zeit zu reagieren.\“ Was wollen die Maschinenbauer? Auch Automatisierungsanbieter sind Mitglied bei Mensch und Mechatronik, unter anderem Festo, igus, Eplan und Phoenix Contact. Das gibt den Maschinenbauern auch die Möglichkeit, ihre Forderungen an die Automatisierungsanbieter zu adressieren, mehr noch, dort gemeinsam Lösungsansätze partnerschaftlich zu entwickeln. Plewa formuliert das so: \“Langfristig haben wir an neuen Komponenten weit weniger Interesse als an neuen Funktionen. Für uns ist die Lösungskompetenz unserer Lieferanten entscheidend. Ich möchte am liebsten an der Entwicklungskompetenz der Zulieferer partizipieren.\“ Um dies zu veranschaulichen, bedient sich Plewa einer Analogie aus der Automobilindustrie: \“Ich glaube nicht, dass man bei einem großen Automobilhersteller noch eine elektrische Sitzverstellung konstruiert. Das gesamte Know-how liegt beim Sitzhersteller. Beim Automobilisten wird lediglich ausgewählt, konfiguriert und integriert.\“ Als gutes Beispiel dafür, was er sich wünschen würde, nennt Plewa die Funktionen \’Leimen\‘ in Verpackungsmaschinen. \“In jeder Verpackungsmaschine muss in irgend einer Form geleimt werden. Herkömmlich macht nun jeder Maschinenbauer in etwa das gleiche: Er kauft ein Leimgerät, eine Leimdüse und all die anderen Komponenten, die für die Funktion nötig sind. Die Integrationsaufgabe liegt dann beim Maschinenbauer. Er schreibt die Visualisierung, das Steuerugsprogramm, die Rezepte samt Verwaltung usw. Es wäre jedoch wünschenswert, diese Funktion komplett zukaufen zu können.\“ Schnittstellen zur Integration von Funktionen Will man komplette funktionale Lösungen in ein eigenes Maschinen- oder Anlagenkozept integrieren, stellt sich zwangsläufig die Frage nach der Schnittstelle, die für die Integration notwendig ist. Dafür müssen standardisierte Schnittstellen geschaffen werden. \“Diese Schnittstellen müssen offene Schnittstellen sein\“, fordert Plewa. Dabei verweist er auf den XML/P-Arbeitskreis des VDMA, mittels dessen sich Maschinenkomponenten untereinander verständigen können. Über dieses Protokoll ist es z.B. möglich komplette Vision-Systeme zu integrieren und zwar inklusive Bedienoberfläche, integriert in unser Touchscreen. \“Das gleiche können wir mit Waagen und auch mit Codelesern\“, erklärt Plewa. Diese Integrationsschnittstelle eignet sich jedoch nur bei mäßig schnellen Prozessen. So müsste man schnellere Maschinenmodule, beispielsweise einen Querschneider, durch ein schnelles Bussystem in die Maschinenautomatisierung einbinden. Die Vielzahl der Bussysteme stellt hierbei eine der größten Hürden dar. Und Plewa macht seinem Unmut, über die Abgrenzungsgebaren der Komponentenlieferanten Luft. Man könne sich nicht einmal auf einheitliche Flanschmaße und Wellendurchmesser bei Servomotoren einigen, beklagt er sich, geschweige denn auf einen Kommunikationsstandard. Kühnl hingegen verweist darauf, dass sich beispielsweise die Automobilbauer inzwischen auf den einheitlichen Standard Profinet geeinigt hätten, wenngleich auch er bezweifelt, dass das dazu führen wird, dass alle anderen Protokolle vom Markt verschwinden. \“Es wäre schon schön, wenn es nur drei oder vier Protokolle schaffen würden, sich am Markt zu etablieren. Und wenn sich die Maschinenbauer auf ein einziges Protokoll einigen könnten, wäre die Sache auch für die Automatisierungslieferanten viel einfacher\“, spielt Kühnl den Ball zurück. Mensch und Mechatronik sei sicher nicht die Plattform, um diese Problematik zu lösen. Trotzdem werden Kühnl und Plewa sich doch noch einig, denn auch wenn Plewa von den Vorteilen von Ethernet Powerlink überzeugt ist, zuckt er mit den Achseln und sagt: \“Letztendlich ist es mir egal, welcher Bus in der Maschine eingesetzt wird, hauptsache ich kann meine Funktionen damit realisieren.\“ Standardisierung sei für den Anwender wichtig, aber auch ein Hemmschuh für den Fortschritt. Auf diese Formel kann man sich einigen und das Thema wird vertagt. Automatisierungssysteme: möglichst universell oder gern speziell? Sollen Automatisierungsanbieter ihre Produkte stärker an den Funktionsanforderungen der Kunden orientieren? Schließlich gibt es viele Branchen mit jeweils zahllosen funktionalen Anforderungen. Soll ein Automatisierungssystem also möglichst speziell sein, um schnell zum Ziel zu kommen, oder soll es möglichst universell sein, um jede Anforderung jeder Branche abdecken zu können? Kühnl dazu: \“Bei der vorhin genannten Analogie zu den Automobilisten geht es meist um Stückzahlen von größer 100.000. Je kleiner die Stückzahlen sind, um so mehr schlagen die Entwicklungskosten auf die einzelne Komponente durch. Mensch und Mechatronik ist auch ein Weg, Funktionen für möglichst viele Maschinenbauer interessant zu machen. Das ist ein Aspekt von Mensch und Mechatronik – sicherlich jedoch nicht der größte. Fertigungstiefe reduzieren: Risiko oder Chance Gerade den Automobilisten wird eine hohe Abhängigkeit von ihren Lieferanten nachgesagt. Zudem geht bei diesem Prozess des \’Outsourcing\‘ viel Know-how im Betrieb verloren. Sind die Kosteneinsparungen im internationalen Wettbewerb des Maschinenbaus mittlerweile so notwendig, dass man dieses Risiko eingehen müsste. Doch Plewa korrigiert: \“Es geht nicht vorrangig um Kosteneinsparungen. Ich glaube nur nicht, dass wir alles am besten können. Deshalb möchten wir am Know-how anderer Industriezweige teilhaben. Damit profitieren wir auch von kürzeren technischen Entwicklungszyklen. Ich glaube, dass es viele Bereiche gibt, in denen uns unsere Zulieferer einen Schritt nach vorne bringen könnten, wenn sie ihr Know-how richtig einsetzen. Das haben die Automatisierungsanbieter in der Vergangenheit schon getan, aber ich glaube auch, dass die Entwicklungsmöglichkeiten damit noch nicht ausgeschöpft sind.\“ Mensch und Mechatronik will Netzwerke bilden Wie kann der Verein Mensch und Mechatronik helfen diese Ziele zu erreichen? Claus Kühnl dazu: \“Wir werden sicher nicht die Mechatronik neu erfinden und wir sind auch nicht die richtige Plattform, um Definitionen von Standards zu etablieren. Es geht bei Mensch und Mechatronik darum, zunächst die Anforderungen aus dem Maschinenbau festzulegen und dann die richtigen Leute miteinander zu vernetzen. Genau diese Idee steckt hinter Mensch und Mechatronik. Mensch und Mechatronik ist kein Ersatz für DIN oder VDMA. Es ist eine Speerspitze einer Entwicklungsrichtung.\“ …wer nicht fragt bleibt dumm Eher zufällig wird plötzlich die Bedeutung von Mensch und Mechatronik wieder sichtbar: Als wir auf das Thema Engineering zu sprechen kommen und es um OPC und FDT/DTM geht, erläutert Plewa seine kategorische Ablehnung gegenüber dem Windows-Betriebssystem im Umfeld von Maschinen und Anlagen, für die Pharmaindustrie. Das sei der eigentliche Gedanke von Mensch und Mechatronik, erläutert Kühnl bei dieser Gelegenheit: \“Wenn man den Maschinenbau nicht fragt, dann kann man auch keine Antwort bekommen, die für die Weiterentwicklung unseres Automatisierungsportfolios wichtig ist.\“ Kasten 1: Das Unternehmen MediSeal MediSeal ist ein international agierendes Unternehmen und spezialisiert auf die Entwicklung, Konstruktion und Fertigung von Thermoform-, Siegelrandbeutel-Maschinen, Kartonierern sowie kompletten Verpackungslinien bis zur versandfertigen Palette für die pharmazeutische und kosmetische Industrie. Dabei stehen hohe Anforderungen an die Pharmasicherheit, Leistungsfähigkeit und Flexibilität im Vordergrund. Das offene Plattformkonzept ermöglicht die problemlose Einbindung von MediSeal-Verpackungsanlagen in ein Linienmanagementsystem. Als Pionier in der Blister- und Vierrandsiegelbeutelverpackung steht MediSeal an der Spitze innovativer Verpackungstechnik und baute – zuletzt mit der wegweisenden Einführung digitaler Servoantriebstechnik – seine technologisch führende Position stets aus. Im Einzelnen produziert MediSeal Blisterverpackungslinien u.a. für Tabletten, Kapseln, Spritzen, Pulver und Flüssigkeiten sowie Vierrandsiegelbeutel- und Stickverpackungsmaschinen in kompakter, vertikaler Bauweise für Pulver, Tabletten, Tücher und Flüssigkeiten. Weiter bietet das Unternehmen auch Universalkartonierer in Verbindung mit Blisterverpackungs-, Beutel- und Stickpackmaschinen sowie mit Flaschen- und Objektzuführungen an. MediSeal mit Sitz im westfälischen Schloß Holte ist aus der Klöckner Medipak hervorgegangen (gegründet 1934 als Wolkogon) und gehört mit den beiden Schweizer Schwesterunternehmen Rondo und Dividella zur Körber Medipak-Gruppe. Kasten 2: VDMAXML_P