Bewegt aber sicher

elektro AUTOMATION: Herr Rössel, wesentliches Element der Smart Factory ist eine umfassende Vernetzung der Produktionsanlagen. Wie beurteilen Sie die aktuelle Diskussion um das Hype-Thema Industrie 4.0, welche Entwicklungen sehen Sie auf die Industrie zukommen?

Rössel: Industrie 4.0 wird sich nur dann sicher und erfolgreich etablieren, wenn die direkte Kommunikation zwischen dem WWW und den Maschinen in der Produktion zuverlässig möglich ist. Denn einer der Grundgedanken von Industrie 4.0 ist die industrielle Fertigung individueller Teile, im Web konfiguriert, online bestellt und dann unter den Bedingungen der Großserienproduktion kostengünstig in kürzester Zeit ausgeliefert. Dafür ist eine schnelle Kommunikation aller Elemente bis zur Maschine notwendig, und hier befindet sich der Ethernet-Standard bereits auf dem Vormarsch. Die Kommunikation erfolgt dabei über Ethernetleitungen, die aber im Gegensatz zu Serverfarmen und Bürowelten zusätzlich extrem hohen mechanischen-, medien- und EMV-Belastungen ausgesetzt sind. Und genau das wird die Herausforderung der Industrie sein: für die jeweilige besondere mechanische Maschinenanforderung die richtige Ethernetleitung zu finden.

elektro AUTOMATION: Die industrielle Kommunikation auf der Basis von Ethernet ist längst Standard. Mit welchen Anforderungen treten ihre Kunden an Sie heran, welche Leitungen werden aktuell für die Fabrikverkabelung nachgefragt?

Rössel: Elektrisch betrachtet wird aktuell mehrheitlich CAT5e, Profinet oder auch manchmal CAT6 gefordert. In wenigen Fällen denken Kunden schon einige Schritte weiter und möchten CAT6A oder sogar CAT7. Aber das ist aufgrund von fehlenden Interfaces und Infrastrukturen für die Industrie derzeit noch eher die Ausnahme. Unabhängig davon, für welchen Standard sich der Kunde dabei entscheidet, merken wir aber, dass das Bewusstsein für die Auswahl der richtigen Ethernetleitung zunimmt. Das liegt auch daran, dass viele Kunden Leitungen von der Stange ausprobiert haben, aber dann schnell feststellen mussten, dass selbst sogenannte industrielle Ethernetleitungen nicht für die Bewegung in Energieketten geeignet sind. Und im Gegensatz zum stationären Einsatz im Büro oder in Serverfarmen sind die Anforderungen für den Einsatz in der Industrie deutlich vielfältiger. So gibt es Holzbearbeitungsmaschinen, die ein individuelles Möbelstück innerhalb von wenigen Stunden komplett fertigen können oder Tiefkühllager in dem Convenience-Produkte auf die nächste Onlinebestellung warten. Beide Anwendungen benötigen eventuell eine CAT5e-Leitung, doch die Anforderungen an die Leitungen sind mechanisch komplett anders. Die Leitung, die in der Holzbearbeitungsanlage zuverlässig ihren Dienst verrichtet, ist im Kühllager bei -35°C nicht einsetzbar. Deswegen bieten wir alleine im Bereich der CAT5e-Leitungen mechanisch acht verschiedene Konstruktionen an – vom Einsatz in der Holzmaschine, über die Werkzeugmaschine, Hochgeschwindigkeits-Halbleiterbestücker oder Tiefkühllager bis hin zum Roboter. Insgesamt bieten wir 38 verschiedene Ethernetleitungen an, die sich elektrisch und mechanisch unterscheiden.

elektro AUTOMATION: Welche Anforderungen müssen darüber hinaus Energieketten und Leitungen erfüllen, um eine optimale Verfügbarkeit zu gewährleisten?

Rössel: Das wichtigste ist eine ganzheitliche Betrachtung der Einsatzbedingungen und den daraus resultierenden spezifischen Konstruktionsprinzipien der Leitungen. Das wird aus meiner Sicht in der Bedeutung noch immer unterschätzt. So gibt es eine Vielzahl an Herstellern, die Ethernetleitungen anbieten und diese aus Ermangelung an Möglichkeiten auch nur nach gängigen VDE- oder IEC-Normen prüfen beziehungsweise testen, auch wenn diese Verfahren keinerlei Bezug auf die Bewegung in der Energiekette haben. Wir haben in den letzten 25 Jahren zusätzlich eigene Normen und Testregeln erstellt, die genau diese spezielle Bewegung in der Energiekette abbilden. Unsere Chainflex-Leitungen, die ja aufgrund von gewählten Werkstoffen und Aufbauten ja schon speziell für die Kette entwickelt sind, müssen immer wieder diese Normen erfüllen und ihre Lebensdauer im Realtest unter Beweis stellen. Im mit 2.750 Quadratmetern und über 60 Testmaschinen größten Testlabor der Branche testen wir in Köln immer die Kombination von Leitung und E-Kette zusammen, um die optimale Konstruktion sicher zu stellen. Diese Daten aus den Testzyklen fließen direkt in die frei zugänglichen Online-Tools ein. Dadurch ist es sehr einfach, die individuell passende Ethernetleitung direkt im Web auszuwählen und die Lebensdauer in der eigenen Anwendung zu berechnen. Gleichzeitig sind wir durch die vielen Tests unter realen Bedingungen in der Lage, dem Kunden eine einzigartige 36-monatige Garantie auf seine Ethernetleitung zu geben.

elektro AUTOMATION: Sind Glasfasern eine Alternative zu Kupferleitungen?

Rössel: In jedem Fall und das gilt im Besonderen für die Bewegung in der Energiekette. Wenn man die richtige Konstruktion der LWL nutzt, ergeben sich daraus direkte Vorteile:

elektro AUTOMATION: Was ist bei der Konstruktion von Anlagen insbesondere beim Verlegen der Leitungen in der Kette zu beachten?

Rössel: Bei der Auswahl von Leitungen sind viele Faktoren zu berücksichtigen: Passt sie zur Anwendung, besteht eine hohe Medienbelastung (Öle, Schmierstoffe etc.), ist sie einer erhöhten Zugbelastung ausgesetzt oder ist es besonders kalt. Es gibt außerdem Regeln, wie eine Leitung in der Kette zu verlegen und wie eine Zugentlastung durchzuführen ist. Wir empfehlen darüber hinaus, auch aus wirtschaftlichen Gründen, keine unterschiedlichen Mantelwerkstoffe in einer Kette zu nutzen. Aber hier nochmals der Verweis auf den ganzheitlichen Ansatz: Der einfachste Weg tatsächlich ist, man macht sich Gedanken um Platz, Radien, Medien, Temperatur, Verfahrweg, Geschwindigkeit und die zu erwartende mechanische Belastung, geht dann entweder über den Online-Konfigurator oder im Katalog über die Chainflex-Klassifizierung und wählt die passende Leitung für seine Anwendung.

elektro AUTOMATION: Wie sichern Sie die Qualität der Produkte? Welche Garantien bieten Sie den Anwendern?

Rössel: Igus beschäftigt tatsächlich viele Ingenieure damit, im Testlabor Leitungen systematisch bis zur Zerstörung zu prüfen. Über 850 Tests laufen dazu parallel, über 2 Milliarden Testzyklen pro Jahr. Sie bestehen aus Werkstoff-, Qualifizierungs- und Designtests für neue Produkte sowie Qualitätssicherungstests. Geht es um die Qualifizierung neuer Werkstoffe, überarbeiteter Konstruktionen oder neuer Leitungen, können diese Tests Jahre in Anspruch nehmen, bevor abschließende Aussagen getroffen werden oder diese Leitungen als Neuheiten vorgestellt werden. Bei der laufenden Fertigung geht Igus wieder einen eigenen Weg. Denn mindestens 20 % aller gefertigten Leitungen werden nach einem statistischen Auswahlverfahren entnommen und wieder in der Energiekette in der Dauerbewegung geprüft. Dadurch sind wir in der Lage, schleichende Fertigungsverschiebungen oder sogar Fehlfertigungen frühzeitig zu erkennen, noch bevor diese Leitungen auf den Markt kommen. Daher hat auch jede Fertigungslänge einer Chainflex-Leitung eine individuelle Chargennummer, mit der wir jede Leitung von der Fertigung bis zum Kunden nachverfolgen können. Diese Sicherheit, die wir uns in über 25 Jahren erarbeitet haben, spiegelt sich dann auch in einer am Markt noch immer einzigartigen Garantie von 36 Monaten oder 10 Mio. Zyklen wider.

elektro AUTOMATION: Welchen Service bieten Sie als Ergänzung zu den eigentlichen Leitungen?

Rössel: Uns ist wichtig, dass der Kunde für sich entscheiden kann, wie er eine Leitung bekommt. Mit der Leitungsproduktion auf drei Kontinenten und aus 14 Lager- und Montagezentren weltweit erhält der Kunde damit direkt ab Lager genau die Leitung, wie er sie für sein Produktionssystem benötigt: als einzelne Leitung individuell geschnitten, als aufgetrommelte Meterware, als konfektionierte Leitung oder als einbaufertiges Energiekettensystem. Zusätzlich bietet Igus mit dem Montageservice auch die Möglichkeit einer Installation direkt vor Ort an.

elektro AUTOMATION: Vorbeugende Wartung ist ein Zusatznutzen für den Anwender.

Rössel: Die intelligenten Produkte von Igus haben die Zielsetzung, die Anlagenverfügbarkeit zu erhöhen und so Kosten beim Anwender zu senken. Diese ‚smart plastics‘ sagen den Austauschtermin im laufenden Betrieb voraus und integrieren sich nahtlos in die Fertigungsprozesse. Fällt nur eine einfache Leitung aus, kann eine aufwändige Maschine sehr hohe Kosten verursachen. Smart plastics beruht daher auf dem Gedanken, das Ausfallrisiko frühzeitig zu erkennen und eine vorbeugende Wartung auszulösen. Damit wird beispielsweise der Verschleiß von Energieketten ermittelt, bevor die Kette zerstört wird. Bei Leitungen werden die elektrischen Eigenschaften überwacht. Die Isense-Produktfamilie umfasst unterschiedliche Sensoren und Überwachungsmodule. Sie erfassen den Verschleiß im laufenden Betrieb und geben Alarm, sobald eine Reparatur oder ein Austausch erforderlich ist. Durch die Vernetzung über das Igus Communication Modul icom erfolgt die direkte Integration in die Infrastruktur des Unternehmens.

elektro AUTOMATION: Die Anforderungen an die Verkabelung werden in Zukunft weiter wachsen. Welche Entwicklungen sehen Sie für die Zukunft voraus und welchen Einfluss werden diese auf die zukünftigen Produkte von Igus haben?

Rössel: Das Datenvolumen in der industriellen Kommunikation wird in der Zukunft exponentiell wachsen. Industrie 4.0 ist auch dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation der Produktionsanlagen untereinander deutlich zunehmen wird, was dazu führt, dass die heute etablierten Feldbusse schnell an ihre Grenzen stoßen und folglich an Bedeutung verlieren werden. Daraus resultierend sehen wir schon heute eine immer weitere Verbreitung von Ethernet in der Industrie. Langfristig werden die Datenmengen, und dadurch auch die Empfindlichkeit soweit anwachsen, dass die kupferbasierende Kommunikation aussterben wird. Der Umstieg auf LWL-basierende Kommunikationsnetze wird dabei unausweichlich sein. Und im Prinzip ist das sogar gut für die Industrie. Es wird dadurch eine sicherere Datenübertragung gewährleistet. Und genau das ist doch am Ende ein entscheidendes Kriterium, um Ausfallzeiten zu minimieren. ge