Maschinenbau: Parametrieren statt programmieren
Bedienfreundlich sollen Maschinen sein, leicht zu konfektionieren und einfach zu warten. Vor dem Hintergrund der demografischen Entwicklung und des Fachkräftemangels wandelt sich dieser Anwenderwunsch zur Notwendigkeit. Denn wo es an qualifiziertem Personal mangelt, sind andere Konzepte gefragt.
Zu den wichtigsten Trends im Maschinenbau gehören aktuell die Beschleunigung der Innovationszyklen, eine wachsende Variantenvielfalt und Komplexität sowie immer knappere Zeitbudgets für die Entwicklung neuer Modelle. Während die Technik, die für die Erstellung effizienter, leistungsfähiger und flexibler Maschinen benötigt wird, immer aufwendiger wird, nehmen Kompetenz und Qualifikation auf der Anwender- und Bedienerseite ab. Das zumindest befürchten mehr als die Hälfte, nämlich 56 %, der rund 1800 befragten Mitglieder im Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA).
Speziell Entwicklungs- und Konstruktionsleiter deutscher Maschinen- und Anlagenbauunternehmen wurden im Sommer 2011 für die vom Hamelner Antriebsspezialisten Lenze in Auftrag gegebene Studie befragt. Der Fokus der Untersuchung lag dabei auf der Schnittstelle zwischen Komponentenlieferanten und Maschinenherstellern im Bezug auf die Antriebs- und Steuerungstechnik.
Maschinen- und Anlagenbauer erwarten weniger qualifiziertes Personal
Weniger qualifiziertes Personal erwarteten die Befragten demnach nicht nur beim Betrieb, sondern auch in der Entwicklung (41 %) sowie bei Produktion und Montage von Maschinen (58 %). 61 % folgerten daraus, die Produktion einer Maschine müsse einfacher werden. Für die Bedienbarkeit kann logischerweise nichts anderes gelten. Hier geht es schließlich auch um Arbeitsschutz, Sicherheit, Vermeidung von Maschinenausfällen und Stillstandszeiten.
Wie sich diese Ziele erreichen und Komplexität einschließlich der mit ihr verbundenen Risiken reduzieren lassen, dazu gibt es durchaus unterschiedliche Vorstellungen und Ansätze – modulare Konzepte, Baukastensysteme, Standardisierung, mit mehr Sensorik ausgestattete Roboter und ähnliches.
Neu-Parametrierung ist eine wichtige Option zur Arbeitserleichterung im Maschinenbau
Für Anwender von Maschinen, Anlagen und Robotern bedeutet das z. B. eine einfache Handhabung, klare Benutzerführung, übersichtliche und „griffige“ Bedienelemente. Für Maschinenbediener sowie Systemintegratoren ist darüber hinaus ein wählbarer Funktionsumfang für verschiedene Anwendungsfälle oder die Option zur anstelle der Umprogrammierung eine wichtige Arbeitserleichterung.
In der innovationsfreudigen Konsumgüterindustrie kommt z. B. es darauf an, Produktions- und Verpackungsmaschinen binnen kürzester Zeit an neue Produkte anpassen und umrüsten zu können. Hier sind modulare Konzepte gefragt, die den schnellen Austausch und die einfache Installation produktspezifischer Komponenten unterstützen. 84 % der im VDMA befragten Fachleute waren der Meinung, Servicefreundlichkeit müsse bereits bei der Entwicklung berücksichtigt werden. Noch höher lag der Grad der Zustimmung, differenziert nach Maschinengruppen, bei Nahrungsmittel-/Verpackungsmaschinen und Holzbearbeitungsmaschinen.
„Bei der Entwicklung einer neuen Maschine sehen sich Entwickler zunehmend mit der Herausforderung konfrontiert, sich nicht bis ins letzte Detail mit allen Fragen der Automatisierung auskennen zu können“, lautet eine der Feststellungen in der Studie, der 61 % der befragten Entwicklungs- und Konstruktionsingenieure zustimmten. 83 % waren der Meinung, dass die Antriebs- und Steuerungstechnik zunehmend komplexer wird und dass eine flexible Variantenfertigung mit modularisierten Komponenten an Bedeutung gewinnt. Und drei von vier vertraten die Auffassung, dass aufgrund der zunehmenden Komplexität Maschinenbau und Komponentenlieferanten enger zusammenarbeiten müssen.
Hochschulausbildung im Wandel: Generalisten statt Spezialisten
Wandeln werde sich die Entwicklungsmethodik, prophezeit Prof. Holger Borcherding, Leiter des Labors Leistungselektronik und Elektrische Antriebstechnik an der Hochschule Ostwestfalen-Lippe: „Die Technik wird komplexer, die Ingenieure werden knapper, ihre Ausbildung wird anwendungsorientierter“, umreißt er die Situation und die Parameter. „In der Hochschulausbildung verändern sich die Schwerpunkte – weg vom Spezialisten, hin zum Generalisten. Das heißt: weniger „harte“ Physik und tiefes Fachwissen, Simulation statt profunder Kenntnisse.“ Borcherding sieht das mit einer gewissen Wehmut, erkennt aber auch einen Vorteil: „Es entstehen fachübergreifende Entwicklungsmethoden.“
Wohin die Reise gehen kann, ist bei CNC-Maschinen bereits zu erkennen. Dort gehören grafische Animationen von Programmschritten immer öfter zum Funktionsumfang der Steuerungen. Um insbesondere auch für Nutzer in Schwellenländern die Bedienung möglichst komfortabel zu gestalten hat z. B. Siemens Drive Technologies die Bedien- und Programmieroberfläche „Sinumerik Operate“ entwickelt. Die grafische Oberfläche verfügt neben der klassischen Programmierung nach DIN/ISO oder per G-Code mit der Arbeitsschrittprogrammierung ShopMill und ShopTurn auch über die Möglichkeit zum einfachen Erstellen von Programmen durch die Verkettung typischer Bearbeitungsgänge.
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