Der Maschinenbau steht vor großen Herausforderungen: Hersteller müssen leistungsstarke Systeme in Rekordzeit liefern und dabei unvorhersehbare Ereignisse in den Lieferketten, uneinheitliche internationale Normen und Standards sowie eine schwankende Verfügbarkeit von Komponenten berücksichtigen. Unter solchen Bedingungen sind nicht neue Funktionen oder außergewöhnliche Möglichkeiten das sichere Erfolgsrezept. Vielmehr kann ein Umdenken bei den Grundlagen den Durchbruch bringen.
Dabei geht es um drei Grundprinzipien. Das erste ist die Dimensionierung. Die Systeme sollten nur Funktionen und Merkmale bieten, die einen unmittelbaren Mehrwert schaffen, und keine kostspieligen Extras, die praktisch nie genutzt werden. Das zweite Grundprinzip ist Offenheit. Die Antriebe sollten ungehindert mit verschiedenen Steuerungen, Protokollen und Märkten interagieren können, ohne die Anwender an proprietäre Systeme zu binden. Ein dritter Aspekt ist die Resilienz, also die widerstandsfähige Auslegung von Systemen, die auch in Zeiten globaler Unsicherheit zuverlässig gebaut und unterstützt werden.
Im Zusammenspiel ergeben diese drei Prinzipien einen neuen Grundsatz für die Antriebstechnik. Dabei stehen Flexibilität, Zuverlässigkeit und Einfachheit nicht im Widerspruch zueinander, sondern sind Teil der gleichen Designphilosophie.
Unnötige Komplexität kostet Geld
In dem Bestreben, ihre Maschinen möglichst vielseitig zu gestalten, überspezifizieren viele Hersteller häufig ihre Antriebssysteme. Sie wählen Servoantriebe und Motoren mit fortschrittlichen Funktionen und vielen theoretischen Vorteilen, die im Betrieb aber so gut wie nie eingesetzt werden. Die Strategie ist nachvollziehbar: Die Highend-Ausführung verspricht, auch zukünftige Anforderungen und Eventualitäten abzudecken.
Allerdings bedeutet jede überflüssige Funktion zusätzlichen Aufwand für Entwicklung, Konfiguration und Lagerhaltung. Überspezifizierte Systeme sind zudem anspruchsvoller im Hinblick auf die Steuer- und Regeltechnik – von der Sicherheitsvalidierung bis hin zum Wärmemanagement. Mit zunehmender Anzahl der Achsen wächst der Komplexitätsgrad und kann sich zu einem ernstzunehmenden Hemmschuh für die Effizienz in der Entwicklung und im Betrieb entwickeln.
In der Regel nutzen etwa 80 Prozent der Anwendungen nur einen relativ kleinen, essenziellen Funktionsumfang. Eine effektive Strategie für die Konstruktion ist daher ein modularer Maschinenaufbau. Dabei werden Antriebskomponenten mit exakt auf die jeweilige Aufgabe abgestimmten Funktionen ausgewählt, ohne überflüssige Extras. Dies bedeutet jedoch keineswegs Abstriche bei der Leistung. Vielmehr ist eine ebenso sorgfältige Systementwicklung wie bei der Bewegungssteuerung erforderlich.
Durch den Verzicht auf unnötige Funktionen und die Fokussierung auf die tatsächlichen Anforderungen der meisten Anwender können Maschinenbauer ihren Entwicklungsprozess vereinfachen, ihre Time-to-Market verkürzen und dennoch die anspruchsvollen Leistungsvorgaben erfüllen.
Offene Systeme eröffnen neue Chancen
Viele Motion-Control-Plattformen sind als geschlossene Systeme konzipiert: Controller, Antriebe, Software und sogar die Kabelausführung sind so gestaltet, dass sie nur miteinander funktionieren. Theoretisch soll dies Kompatibilität gewährleisten. In der Praxis kann die Bindung an einen einzigen Anbieter jedoch zu Ineffizienzen führen. Maschinenbauer verlieren dadurch ihre Flexibilität und geraten in Schwierigkeiten, wenn es zu Lieferproblemen kommt, oder ein Kunde eine andere SPS-Umgebung bevorzugt.
Daher setzen sich zunehmend offenere und interoperable Konzepte durch. Diese bieten den Herstellern mehr Freiheit, ohne dass die Zuverlässigkeit darunter leidet. Servoantriebsregler mit Multiprotokoll können beispielsweise in Ethercat-, Profinet- und Ethernet/IP-Netzwerken betrieben werden, und zwar durch einfache Softwarekonfiguration statt durch Änderungen an der Hardware. Auf diese Weise funktioniert eine Regler- und Motorplattform mit den unterschiedlichsten Steuerungen und Feldbusarchitekturen – unabhängig von den Präferenzen bestimmter Regionen oder einzelner Kunden.
Für global agierende Maschinenbauer ist das ein großer Vorteil: Eine Maschine, die für einen bestimmten Markt entwickelt wurde, lässt sich auch in anderen Regionen vermarkten – ohne Überarbeitung der Steuerungsarchitektur oder separate Stücklisten für die einzelnen Protokolle. Dies vereinfacht die Zertifizierung, reduziert den technischen Aufwand und gewährleistet Zukunftssicherheit.
Offene Systeme erleichtern zudem die Kombination und den Wechsel der Technologiepartner. So können die Servoverstärker und Motoren von einem Anbieter stammen, die SPS und HMIs hingegen von einem anderen. Solange alle durch standardisierte Kommunikationsebenen „die gleiche Sprache“ sprechen, können sie effizient zusammenarbeiten.
Dies vereinfacht nicht nur die Einrichtung und vermeidet Kompatibilitätsprobleme, sondern erleichtert den Herstellern auch den Bau widerstandsfähiger Systeme. Sie können schnell reagieren, wenn Komponenten knapp werden oder sich die Lieferfristen verlängern – ein Aspekt, dessen Bedeutung viele Unternehmen erst nach den Herausforderungen der vergangenen Jahre in vollem Umfang erkannt haben.
Technologien dem Wandel anpassen
Offene Architekturen und geringe Komplexitätsgrade sind nicht nur aus technischer Sicht sinnvoll, sondern auch aus betriebswirtschaftlicher. Hardware, die sich für unterschiedliche Regionen und Steuerungsarchitekturen eignet, vereinfacht die Bestandsverwaltung. Antriebssysteme, die ab Lager mit kalkulierbaren Lieferzeiten verfügbar sind, machen die Projektplanung zuverlässiger; und wenn Software-Tools das Fehlerrisiko bei der Einrichtung minimieren, erfolgt die Inbetriebnahme für alle Beteiligten und Standorte zügiger und konsistenter.
Aus diesen Gründen findet in der Branche allmählich ein Umdenken statt. Das alte Rezept ‚mehr Funktionen = mehr Möglichkeiten‘ weicht einer differenzierteren Betrachtungsweise. Weniger, aber mit Bedacht ausgewählte und intelligent eingesetzte Funktionen führen zu besseren Ergebnissen.
Hersteller wie Kollmorgen haben auf diesen Wandel reagiert, indem sie Servoplattformen entwickelt haben, die sich an den wesentlichen Funktionen orientieren, die die meisten Anwender benötigen, statt auf einen möglichst großen Funktionsumfang. Systeme wie die Kollmorgen Essentials Reihe spiegeln eine pragmatische Herangehensweise an die Automatisierung wider: unverändert hohe Leistung und weltweite Kompatibilität sowie Abbau unnötiger Komplexität.
Es geht dabei nicht um Verzicht, sondern um die Einsicht, dass nicht jede Achse alles können muss, nicht jede Maschine von einer maßgeschneiderten Integration profitiert und nicht alle Komponenten an ein geschlossenes System gebunden sein sollten. Gerade weil die Automatisierung so schnell voranschreitet, liegt wirklicher Fortschritt oft in der Reduzierung auf das Wesentliche statt in der weiteren Verkomplizierung.
Durch Systemoffenheit, Resilienz und richtige Dimensionierung können Maschinenbauer ihre Entwicklung beschleunigen, Kosten einsparen und das Vertrauen ihrer Kunden in ihre Systeme stärken – selbst in einer zunehmend komplexeren Welt.
