Retrofitting von Maschinen und Anlagen für die Vernetzung mit Industrie 4.0 Technologie (RetroNet)

Problemstellung
Industrie 4.0 setzt einen hohen Grad der Kommunikationsfähigkeit und Vernetzung der Produktionsmittel, wie Maschinen, Roboter, Zellensteuerungen und übergeordneter Leitsysteme, voraus. Eine Fähigkeit, die ein Großteil der bis heute in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) eingesetzten Maschinen- und Anlagentechnik nicht oder nur ansatzweise besitzt. In mittelständischen Unternehmen stellen die gewachsenen Maschinen- und Anlagenbestände oft einen zentralen Unternehmenswert dar, der mit großem Engagement erhalten sowie nur langfristig und sukzessive abgelöst wird. Die Vernetzung und Kommunikationsfähigkeit bleiben dadurch eingeschränkt, die technologischen Innovationen dem Unternehmen verschlossen. Mit der kommunikationstechnischen Einbin-dung bewährter Maschinen in digitale Netzwerke können kostenintensive Neuanschaffungen entfallen und „Altbestände“ nahtlos in Industrie 4.0-orientierte Infrastrukturen eingebunden werden.

Zielsetzung
Das Ziel des Forschungsprojekts RetroNet war die Entwicklung von Komponenten und Methoden, die die Kommunikationsfähigkeit und Vernetzung des vorhandenen, im Unternehmen über Jahre ge-wachsenen Maschinen- und Anlagenbestand ermöglichen. Die Integration in cyberphysische Systeme erfolgte hierbei auf der Basis einer Verbindungs-(Konnektoren)-Technologie, die als Bindeglied zwischen der einzelnen Maschine und der cyberphysischen Architektur (Hard- und Software) fungierte. Unternehmen können auf diese Weise in dem verfügbaren Maschinen- und Anlagenbestand aktuellste Technologien einsetzen.

Vorgehensweise
Für eine praxisnahe Realisierung wurden in mehreren Anwenderszenarien die möglichen Ausprägungsstufen der RetroNet-Technologie in Unternehmen verschiedenster Größe untersucht. Das Spektrum der Szenarien reichte dabei von einer ersten Integration von Maschinen in einem Kleinunternehmen bis zum methodisch begleiteten Integrationsprozess von Fertigungslinien in der Serienproduktion. Für die Datenerfassung wurden Konnektorenkomponenten entwickelt, die die Maschinen-, Anlagen- und Produktionsdaten an eine zentrale Plattform übermitteln. Diese wiederum stellt eine Basisinfrastruktur für die Umsetzung von Datenanalyse, -auswertung und Visualisierung zur Verfügung. Parallel dazu wurden Methoden und Konzepte entwickelt, die eine Betrachtung der wirt-schaftlichen Vorteile sowie eine Investitions- und Risikoabschätzung für das Unternehmen im Industrie 4.0-Integrationsprozess zulassen.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Die Bereitstellung einer skalierbaren Komponentenarchitektur befähigt insbesondere KMU, innovative, auf digitaler Vernetzung basierende Technologien und Dienste in die Wertschöpfung des Unternehmens zu integrieren. Die Integrationsmethodik, u.a. validiert an Anwenderszenarien der Fertigungsprozess-, Verfügbarkeits- und Auslastungsoptimierung, ermöglicht den Unternehmen, Chancen und Risiken der Einbindung des vorhandenen Maschinenbestandes zu kalkulieren und den Einstieg in die Industrie 4.0 bedarfsgerecht und wirtschaftlich erfolgreich zu steuern.

• AUCOTEAM GmbH
• Bosch Rexroth Aktiengesellschaft
• F & M Werkzeug- und Maschinenbau GmbH
• Finow Automotive GmbH
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• KleRo GmbH Roboterautomation
• PI Informatik Projektierung von Informationssystemen & Informatikservice GmbH
• Technische Universität Berlin
• Universität Stuttgart