Industrielle Automation: Typen, Vorteile & Rolle in Industrie 4.0

Industrielle Automation besteht seit Jahrzehnten. Kennen Sie alle Typen? Wie fügt sie sich in Industrie 4.0 ein? Dieser Beitrag beantwortet die häufigsten Fragen zur Industriellen Automation.

Was ist Industrielle Automation?

Übergeordneter Begriff für alle Technologien/Methoden, die repetitive Aufgaben automatisch ausführen – mit oder ohne Bedienerinteraktion.

Universum sehr breit, Technologien vielfältig. Neben Robotern, SPS, Pneumatik … für repetitive Aufgaben gibt es Technologien für Mehrwert in vielen weiteren Industrieprozessen.

Zusammenhang mit Industrie 4.0

Heute nicht mehr ohne Industrie 4.0 verstehbar. Industrielle Automation = natürliche Evolution der Produktionsprozesse (Dampfmaschine, Elektrizität, erste Roboter/Automaten). Industrie 4.0 vernetzt diese traditionellen Systeme: Gemeinsames Management & Diagnose des gesamten Produktionsprozesses + Datenanalyse für Wettbewerbsfähigkeit, Qualität, Wartung.

Vorteile I4.0:

• Schnelle Anpassung an Produkentwicklung am Markt.
• Mehr Individualisierung Endprodukt durch digitale Systeme (Prozessvariation ohne großen Aufwand).
• Agilere Referenzwechsel in derselben Linie (verschiedene Teile/Produkte an gleichen Positionen ohne Duplikation).
• Mehr Kontrolle über Fertigungsparameter → höhere Qualität.

Typen der Industriellen Automation

ATRIA realisierte zahlreiche Projekte mit Technologien zur Aufgabenautomatisierung: Computer Vision, kollaborative Robotik, Industrierobotik, AGVs/AMR, Augmented Reality.

Details:

• Computer Vision: Visuelle Umgebungsinformationen via Bilder → Anwendungen: Teilsvermessung, Fehlererkennung, Positionierung.
• Kollaborative Robotik: Roboterarme in Arbeitsbereiche mit Mensch-Roboter-Koexistenz. Sensoren für Umgebungsreaktion.
• Industrierobotik: Klassische Automatisierung repetitiver Aufgaben, oft schwere Teile (Cobots schaffen nicht). Beispiel: Teiletransfer Position zu Position.
• AGVs, AMRs, AIVs: Fahrerlose Transportsysteme für Materialtransport in Fabriken. Weitere Nutzung: Funktionstests an verschiedenen Stationen. Typen: Leitgeführte, mapping-basiert etc. Dedizierter Beitrag.
• Augmented Reality: Wartung, Aufgabenführung, Ergonomieverbesserung. ATRIA: Industrieprojektoren, Smart Glasses, Tablets. Mehr in AR-Beitrag & AR in industrieller Wartung.

Technologiekombinationen für komplexere Probleme:

• Robotik + Vision + KI: Roboter für Montage, Platzieren, Transport. Vision für Lokalisierung, chaotisches Picking. Aber: Mehr Potenzial. ATRIA setzt auf KI für komplexe Fälle, die traditionelle CV nicht löst. KI ermöglicht: Nicht nur Lokalisierung/Gut-Schlecht-Bewertung, sondern Adaption an neue Situationen/Hindernisse/Fehler. Beispiel: Förderbandprodukt → Roboter verpackt. Traditionelle CV: „Gute“ Muster definieren, Abweichung = Ausschuss. Mit KI: Neue „schlechte“ Fälle bewerten, separieren, komplexere/robustere Anwendungen bei Änderungen/Variabilität. Beispiel hier.
• Robotik + Vision + AGV/AMR: Cobots auf mobilen Plattformen (MIR, UR + Vision + KI). Flexibilität: Roboter bewegt sich selbstständig zwischen Stationen – kein Roboter pro Station nötig. Wartezeiten optimiert. Vision kompensiert Plattformtoleranzen, referenziert Werkstück korrekt. Projektlink.

Vorteile der Industriellen Automation

• Produktivitätssteigerung: Größere Kontinuität, 24/7/365-Betrieb → höhere Produktivität & Wettbewerbsfähigkeit.
• Qualitätsverbesserung: Echtzeit-Parameterkontrolle, CV-Kameras, intelligente Prozesse → höhere Qualität über gesamte Linie.
• Flexibilität: Kapazitätserhöhung, neue Produkte/Änderungen verarbeitbar.
• Wettbewerbsfähigere Betriebskosten: Ausschussreduktion, Qualitäts-/Produktivitätssteigerung senken Kosten.
• Informationsgewinnung: Massendaten aus Stationen/Maschinen → präventive Wartung (Parameter-Trends), Ausschussreduktion, Linieneffizienz.
• Sicherheit: Menschen von gefährlichen/kompromittierenden/verschleißenden Aufgaben befreit → weniger Verletzungen.

Anwendungen der Industriellen Automation

Vielfältige Anwendungen – einige allgemeiner (branchenübergreifend), andere branchenspezifisch:

• Teile-Picking: Position-zu-Position-Transfer – Top-Automatisierungskandidat. Jede Anwendung anders (Einstellungen/Elemente). Chaotisches Picking komplexer Geometrien heute möglich – 3D-Vision + passender Greifer-Design. Projekt mit Yumi ABB.
• Qualitätskontrolle: Oft manuell, mühsam. Automatisierbar via Computer Vision (Kunststoff/Metall-Fehler, diverse Konfigurationen). 100%-Inspektion, effizienter, schneller. Beispiel von uns.
• Pharmaindustrie: Abfüllen (Medikamente/Pillen), Verpacken, Kartonieren – weitgehend automatisiert, autonome Arbeitszellen.
• Landwirtschaft: Automation präsent, wachsend. Autonome Traktoren/Erntemaschinen, Drohnen (Spritzen, Plantageninspektion). Parallelisierung → Wettbewerbsfähigkeit in anspruchsvollem Sektor. Lieblingsprojekt.
• IT-Anwendungen: IT-Aufgabenautomatisierung wichtig – große Datenmengen erfassen/verarbeiten ohne große Teams. Supply-Chain-Bezug: Automatischer Lagerbestandscheck, Nachbestellung bei Schwellenwert.
• Bergbau: Großer Wandel durch Automation. Autonome Fahrzeuge (Abbau, Abbruch) → massives Risikoreduktion für Arbeiter. Menschen übernehmen sicherere Aufgaben.

Wie Industrielle Automation in Unternehmen integrieren?

Interessant, aber Umsetzungsfragen. Zu bewertende Faktoren:

• Endziel der Anwendung
• Schwierigkeitsgrad
• Wirtschaftlicher Return
• Zeitkosten
• Benötigte Ressourcen
• Anwendungsspezifische Details

Es gibt „Industry 4.0 Enabler“ wie ATRIA – zuverlässige, agile Umsetzung all dieser Aufgaben.

Schritte zur Implementierung eines Industrial-Automation-Systems

1. Planung: Tiefes Prozessverständnis für Design des Automationssystems. Lieferantenauswahl, Implementierungszeiten, Ressourcen.
2. Montagemanagement: Geplante Stillstände, Wartung, Wochenenden nutzen → Installations-/Testeinfluss minimieren.
3. Systemintegration: Neues System muss mit Bestehendem kommunizieren, vernetzt sein. Kommunikationssysteme anpassen.
4. Ausführung & Programmierung: Installation vor Ort. Programmierung oft vorab → Zeitersparnis. Vernetzung, Mobile-Elemente-Installation, Hilfsarbeiten.
5. Verifikation: System in Betrieb → Test/Nachjustierung auf korrekte/optimale Funktion.
6. Wartungsplanung: Dokumentierter Wartungsplan für dauerhaften Betrieb.
7. Schulung: Kritisch für Automationsmanagement. Stationsbetrieb eng mit korrekter Bedienung verknüpft.
8. Störungsbehebung: Kabellose Sensoren/Detektoren wo möglich → Wartung/Fehlererkennung erleichtert.

ATRIA realisierte diverse Automation-Projekte, kunden- & prozessangepasst – hier ansehen.

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