Motion Terminal VTEM, Bild: Festo

Motion Terminal VTEM: Mit dem Zuschalten neuer Funktionen über Apps können Maschinenentwickler einen Basis-Maschinentyp erstellen und diese Maschine mit unterschiedlichen Ausprägungen je nach Kundenwunsch ausstatten. Bild: Festo

Wirtschaftlicher Wandel und damit einhergehende Veränderungen des Konsumverhaltens haben den Bedarf an Verpackungstechnik in den letzten Jahren sprunghaft ansteigen lassen. Die zentralen Forderungen der Unternehmen zielen ab auf:

  • hohe Flexibilität
  • effiziente Herstellung von kleineren Batches
  • kurze Umrüstzeiten der Maschinen
  • Rückverfolgbarkeit

„Um dies zu gewährleisten, brauchen wir vernetzte, selbstüberwachende und selbst optimierende Verpackungsmaschinen“, erklärt Jörg Dahlhoff, Strategic Market Manager Packaging bei SMC. „Tendenziell übernehmen dabei immer mehr intelligente Steuerungen Funktionen, die früher der Mechanik vorbehalten waren. Durch richtig gewählte Automatisierungskomponenten und Software lassen sich damit Funktionen in den Maschinen und Anlagen flexibel und aufwandsarm verändern.“ Bindet man diese Komponenten und Systeme zusätzlich noch in die horizontale und vertikale Kommunikation ein, so können die Formatwechsel auch automatisiert ablaufen. Die Digitalisierung liefert den Maschinenherstellern also die Mittel an die Hand, die Forderungen der Betreiber zu erfüllen. Allerdings hat die Entwicklung auch Schattenseiten: „All diese Anforderungen treiben möglicherweise die Kosten der Maschinen in die Höhe. Deshalb erfordert die Umsetzung der oben genannten Themen in neue Maschinenkonzepte auf Seiten der Maschinenbauer herausfordernd hohe Investitionen“, betont Jörg Dahlhoff und fügt hinzu, dass dies aber auch zu einer Konsolidierung im Verpackungsmarkt führen könne.

Folgen für Pneumatikhersteller

Smart Pneumatics Analyzer, Bild: Aventics
Der Smart Pneumatics Analyzer ist eine sofort integrierbare Industrie-4.0-Lösung. Bild: Aventics

Die Digitalisierung der Verpackungsmaschinen hat Auswirkungen auf die Komponenten und deren Hersteller. Das zeigt sich an der Pneumatik. Sie bleibt weiter im Trend und erschließt sich mit der Digitalisierung eine neue Stufe der Produktivität, wenngleich elektrische Antriebe vermehrt in Verpackungsmaschinen eingesetzt werden. Mit der Vernetzung verändern sich die Aufgaben der Lieferanten, wie sich bei Aventics beobachten lässt: „Anlagenbauer müssen sich auf die Komponenten verschiedener Zulieferer verlassen können und einzelne Komponenten und Funktionen in ein Gesamtsystem integrieren. Der Trend geht dabei zu Komplettlösungen, wobei der Lieferant die Systemverantwortung übernimmt“, berichtet Xavier Van Aelst, Director Food & Beverage. „Bei bestimmten Applikationen wie der Blasform- und Abfülltechnik beschäftigen wir uns deshalb sehr intensiv mit den Prozessen, um sie mit intelligenter Pneumatik stetig zu verbessern und die Maschinenarchitektur vereinfachen zu können“, so Van Aelst weiter. So kann beispielsweise eine integrierte Diagnose in der Druckluftaufbereitung den Verbrauch überwachen oder Leckagen in der Maschine finden und damit die Grundlagen für eine zustandsorientierte Wartung liefern. Der Hersteller nutzt bei der Entwicklung anwenderspezifischer Komponenten und Kleinserien auch den 3D-Druck.

Vorteile intelligenter Komponenten

Leichtlaufzylinder, Bild: SMC
Leichtlaufzylinder der Serien MQQ, MQM und MQP ermöglichen hohe Geschwindigkeiten bis 3000 mm/s. Bild: SMC

Ein zentrales Merkmal der Digitalisierung ist die Vernetzung von Automationskomponenten mit Managementsystemen im Produktionsumfeld. Sie wirken in der Digital Factory als sich selbst organisierendes Produktionsnetzwerk. Bisher wurde alles hierarchisch vom ERP/ MES-System bis zum Sensor gesteuert. Künftig wird der Kundenauftrag die durchgängige Supply Chain bis zum Versand transparent navigieren.  Intelligente Komponenten sind die Voraussetzungen für solche Produktionsanlagen und die Anbindung an cloudbasierte Ökosysteme. Mehr direkte Intelligenz in den Komponenten vereinfacht auch die Installation und Inbetriebnahme. Und mit der entsprechenden Digitalisierung lassen sich intelligente Wartungskonzepte ableiten. Voll vernetzte Systeme sind dann in der Lage, sich durch Einsatz von Sensorik selbst zu steuern und an das jeweilige Produkt anzupassen.