Retrofit: Maschinen mit IoT fit machen für die Industrie 4.0

Retrofit ist einer der angesagtesten Trends im Umfeld der Themenbereiche Digitalisierung und Industrie 4.0. Der Begriff setzt sich aus dem lateinischen Wort „retro“ (für rückwärts) und dem englischen Verb „to fit“ (für anpassen) zusammen. Retrofit steht für das nachhaltige Prinzip „Aus Alt mach Neu“: Was in diesem Fall bedeutet, dass sich viele produzierende Unternehmen aus den unterschiedlichsten Branchen mit einem vergleichsweise geringen Aufwand die Vorteile digitaler Technik zunutze machen können. Sie setzen nämlich nicht nur auf neue Maschinen, sondern modernisieren ihre alten Anlagen mit Retrofit und machen sie so fit für die Industrie 4.0. Das Internet of Things (IoT) spielt dabei eine wesentliche Rolle. Welche genau, erläutern wir Ihnen in diesem Blogbeitrag. 

 

Aus Alt mach Neu – Retrofit als Nachhaltigkeitsprinzip

Der Digitalisierungsprozess hat in vielen Unternehmensbereichen die technischen Anforderungen erheblich erhöht. Das heißt für eine vorhandene Maschine: Will man sie im Sinne der Nachhaltigkeit weiterhin nutzen und nicht entsorgen, dann werden die vorhandenen Komponenten durch moderne Bauteile ersetzt. Dabei spielt die Mechanik kaum eine Rolle, es geht vielmehr um neue, digitale Technologien in den Bereichen Steuerungs-, Antriebs- und Automatisierungstechnik. Hier wurde die technische Entwicklung in den vergangenen Jahren unglaublich schnell vorangetrieben.

Entscheidet sich ein Unternehmer nun für ein Retrofit anstelle einer Neuanschaffung, profitiert er von zahlreichen Vorteilen. An erster Stelle stehen die geringeren Investitionskosten, die erfahrungsgemäß weitaus geringer ausfallen als der Kauf einer neuen Maschine. Werden die benötigten neuen Komponenten entsprechend fachgerecht implementiert, ist die Anlage wieder fit für die Ansprüche der Industrie 4.0 – mit den bekannten und gewünschten Effekten:

- Längere Maschinennutzungsdauer

- Geringere Ausfallzeiten

- Geringere Produktionskosten aufgrund höherer Energieeffizienz, Produktivität und Produktqualität

- Einhaltung gesetzlicher Vorgaben (Emissionsbestimmungen, Sicherheitsauflagen etc.)

- Möglichkeit der validen und schnellen Erfassung von Prozess- und Maschinendaten für Industrie 4.0

 

Weitere nicht zu unterschätzende Vorteile eines Retrofits: keine langwierigen Genehmigungsverfahren, keine kostenintensiven Umbauten oder Neubauten innerhalb der Fertigung und ein geringer Schulungsaufwand bei der Wiederinbetriebnahme – die Maschinenbediener haben die Grundfunktionalität der Anlage ja bereits lange Jahre verinnerlicht.

 

Retrofitting als Beschleuniger für Digitalisierung und Industrie 4.0

Über das Internet of Things vernetzte Maschinen und auf diese Weise gesammelte Daten bilden die unverzichtbare Grundlage für eine erfolgreiche, effiziente Digitalisierung. Mithilfe von Retrofitting kann jedes Unternehmen seinen vorhandenen Maschinenpark fit für die Industrie 4.0 machen, ohne direkt in komplett neue Anlagen investieren zu müssen. Die Lösung: Die bestehenden Anlagen werden mit moderner Sensorik und Kommunikationstechnologien kostengünstig aufgerüstet. So sind sie nicht nur in der Lage, benötigte Produktionsdaten zu erfassen und zu analysieren; auch die Vernetzung als Grundvoraussetzung für einen digitalisierten Produktionsprozess im Sinne einer Industrie 4.0 ist so problemlos realisierbar.

Moderne Sensorik sorgt dafür, dass Maschinen physikalische Größen wie Temperatur, Stromverbrauch oder Druck messen können. Über ein IoT-Gateway werden diese Messwerte bzw. Daten ausgelesen und digital erfasst. Eine intelligente Vorgehensweise, die keinerlei Eingriffe in die vorhandene Steuerung der Anlage nötig macht. Die miteinander vernetzten Maschinen übermitteln die Daten im nächsten Schritt via Internet an eine spezielle Software, die die gesammelten Werte analysiert, visualisiert und je nach Anforderung mit weiteren Produktionsdaten zusammenführt. An diesem Punkt wird klar erkennbar, was IoT leisten kann: Über ein Dashboard können die Maschinenzustände jederzeit und ortsunabhängig überprüft werden – was die ideale Basis für eine effiziente Planung, Steuerung und Optimierung der Produktionsprozesse bildet. Denn nur unter diesen Voraussetzungen ist es möglich, in einem nächsten Schritt Produktionskennzahlen wie z.B. die Overall Equipment Effectiveness (OEE) oder den Nutzungsgrad zu berechnen und verlässlich zu prognostizieren. Jedes Unternehmen sollte z.B. wissen: Eine funktionierende Predictive Maintenance ist nur über die Möglichkeit der verlässlichen Kennzahlenprognose realisierbar – und genau dies ermöglicht eine intelligente Automatisierung der Produktion. 

 

How-to: Maschinen fit machen für die Industrie 4.0

Jedes Unternehmen, dass nicht den Anschluss verlieren und weiterhin im internationalen Wettbewerb bestehen möchte, kann die Digitalisierung seines Maschinenparks durch Retrofitting schrittweise selbst in die Realität umsetzen. Eine sinnvolle, strukturierte Planung hilft dabei, zu erkennen, welche Maschinen als erstes fit für die Industrie 4.0 gemacht werden sollten:

- Ist- und Anforderungsanalyse

Der erste notwendige Schritt: Analyse der vorhandenen Anlagen und Produktionsprozesse – welche Maschine eignet sich für Retrofitting und den Einsatz in einem digitalen Industrie 4.0-Umfeld? Bei diesem Schritt helfen die folgenden Fragestellungen, um die Anforderungen an die Retrofit-Komponenten zu definieren: Welche Indikatoren und Messwerte sollen erfasst werden? Gibt es bereits verbaute Sensoren? An welchen Stellen macht es Sinn, Sensoren nachzurüsten? Welche genauen technischen Voraussetzungen sollten in diesem Zusammenhang erfüllt sein?

- Kosten-Nutzen-Analyse

Ein klassischer Vergleich der durch ein Retrofitting entstehenden Kosten mit den Kosten einer Neuanschaffung.

- Komponentenauswahl

Die Anforderungsanalyse ist erstellt, nun erfolgt auf dieser Basis die Auswahl der benötigten Retrofit-Komponenten für neue Sensorik, Hardware und Software.

- Implementierung

Es geht an die praktische Umsetzung bzw. an die technische Umrüstung der Maschine: Demontage der alten und Einbau der neuen Komponenten, Installation der Hard- und Software installiert sowie die Umsetzung der Vernetzung der Maschinen.

- Inbetriebnahme / Datenerhebung / Datenauswertung

Mit der Inbetriebnahme der neuen Komponenten beginnt automatisch die Messung und digitale Erfassung der Daten. Diese werden durch die installierte Software bzw. genutzte IoT-Plattform visuell in Form von Dashboards angezeigt und ausgewertet.

- Maßnahmen

Die gesammelten und ausgewerteten Daten bilden die Grundlage für konkrete Maßnahmen zur Produktionsplanung, -steuerung und-optimierung. 

 

Fazit: Retrofitting als idealer Einstieg in die Digitalisierung

Digitales Retrofitting ist normalerweise bei jeder Maschine umsetzbar, egal, wie lange sie bereits in Betrieb ist. Die dazu nötigen Nachrüstungskomponenten bietet unter anderem auch die ROBIOTIC GmbH an. Unternehmen können durch sinnvoll realisierte Retrofits viele Vorteile der aktuellen digitalen Technologien nutzen – bei vergleichsweise geringem Aufwand. Damit ist Retrofitting der ideale Einstieg auf dem Weg zur digitalen Industrie 4.0 der Zukunft. Denn eins ist sicher: Eine vernetzte Produktion innerhalb einer Smart Factory wird in absehbarer Zeit der Standard sein, der über den Erfolg vieler produzierender Unternehmen entscheidet.