Die zunehmende Vernetzung und Plattformkonnektivität führt zu völlig neuen Steuerungsarchitekturen. Kurz gesagt: Die Welt der Werkzeugmaschinen wandelt sich rasant. Dieses Thema wird im Mittelpunkt der Diskussionen zwischen Ausstellern und Besuchern der AMB, der Internationalen Fachmesse für Metallbearbeitung, stehen, die vom 13. bis 17. September in Stuttgart stattfindet. Professor Dr.-Ing. Thomas Bauernhansl, Direktor des Instituts für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb (IFF) der Universität Stuttgart und des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), mahnt, diese Entwicklung ernst zu nehmen und die damit verbundenen Chancen zu diskutieren.
 
Professor Bauernhansl, Roboter übernehmen Produktionsanlagen. Werden sie zu einer Konkurrenz für Werkzeugmaschinen?
Es gibt noch keinen Roboter, der eine Werkzeugmaschine vollständig ersetzen kann. Er ist lediglich in der Lage, nicht-essentielle Maschinenprozesse auszuführen, beispielsweise Handhabungsaufgaben oder Aufgaben, die den Bediener unterstützen. Typische Aufgaben sind Entgraten, Positionieren oder der Austausch von Teilen. Späne kann ein Roboter jedoch nicht abtragen, da ihm die dafür erforderliche Präzision und Beweglichkeit fehlt. Zukünftig könnte die Grenze zwischen Werkzeugmaschinen und Portalrobotern jedoch zunehmend verschwimmen. Die Vorteile von Robotern liegen in ihrer Flexibilität und ihren fortschrittlichen Programmiermöglichkeiten. Zweifellos werden Werkzeugmaschinen immer mehr mit Robotern verschmelzen und keine unabhängigen Komponenten mehr sein.
 
Wie entwickelt sich die Automatisierungstechnik im Allgemeinen im Hinblick auf Werkzeugmaschinen?
Der Wettbewerb im Bereich der Werkzeugmaschinen unter den Herstellern von Automatisierungssystemen nimmt zu. Sie optimieren Systemdesign und -konfiguration. Flexibilität spielt dabei eine Schlüsselrolle, insbesondere die Möglichkeit, zwischen manuellem, halbautomatischem und vollautomatischem Betrieb zu wechseln. Dies schränkt den integrierten Ansatz teilweise ein. Werkzeugmaschinenkomponenten müssen schnell austauschbar sein. Dies ermöglicht die rasche Integration und Demontage von Robotern oder Palettiersystemen. Es geht nicht nur um die Umrüstbarkeit, sondern auch um Kosteneffizienz – also darum, dem Maschinenbediener ein einfaches Anschließen und Produzieren zu ermöglichen.
 
Die Regelungstechnik muss ebenfalls an diese Situation angepasst werden. Welche Änderungen sind in diesem Bereich zu erwarten?
Traditionelle Werkzeugmaschinensteuerungstechniken entwickeln sich hin zu einem Plug-and-Produce-Ansatz. Verdrahtete, hardwarebasierte NC-Systeme werden zunehmend verschwinden. Plug-and-Produce erfordert eine höhere Intelligenz der jeweiligen Komponenten – Roboterarm, Greifer, Spindel, Förderband usw. Diese autonomen Systeme verfügen über einen eigenen Mikrocontroller und kommunizieren über eine Schnittstelle mit einer Plattform. Sie melden die angebotenen Dienste und ermöglichen dem Bediener so die Konfiguration eines intelligenten Arbeitsablaufs. Mit zunehmender Bandbreite und Latenz lassen sich Werkzeugmaschinendienste isolieren und beispielsweise auf Cloud-Plattformen anbieten. Schließlich benötigen nur wenige Aufgaben, wie etwa Sicherheitsfunktionen, eine lokale Implementierung. Funktionalität als Dienstleistung ist ein wachsender Trend.
 
Wie bewältigt die Automatisierungstechnik die unterschiedlichen Anforderungen, die sich einerseits aus der Massenproduktion und andererseits aus der zunehmenden Individualisierung der Produkte ergeben?
Die Massenproduktion wird auch weiterhin bestehen, doch die Nachfrage nach kundenspezifischen Produkten wächst stetig. Die Automatisierung in der Massenproduktion ist bereits weit fortgeschritten. Die einzige verbleibende Herausforderung besteht darin, die Prozesse durch den gezielten Einsatz von Daten weiter zu optimieren und die Effizienz zu maximieren. Kundenspezifische Fertigung hingegen erfordert maximale Flexibilität – die Möglichkeit, nur ein einziges Teil herzustellen, innerhalb von Sekunden oder sogar während des Fertigungsprozesses selbst umgerüstet zu werden. Diese Anforderungen erfordern eine andere Art von Automatisierungstechnologie mit ausreichenden Transformationsfähigkeiten, die zukünftig vielleicht sogar die Kommunikation mit dem Bauteil autonom optimieren kann.
 
Eine Frage, die in der Debatte bei der WBA für Kontroversen sorgen wird: Welche Position nimmt Deutschland in diesen Fragen im internationalen Vergleich ein?
Dieses Thema gewinnt in den USA, Japan, Korea und seit Kurzem auch in China deutlich an Bedeutung. In Deutschland müssen wir diese Entwicklung ernst nehmen und uns eingehend damit auseinandersetzen. Umfragen sind alarmierend: Einerseits geben 80 bis 90 Prozent der Unternehmen an, von der neuen Situation betroffen zu sein, andererseits setzen sich nur 10 bis 20 Prozent ernsthaft damit auseinander. Es ist unerlässlich, dass sich diese Bewegung ausbreitet und immer mehr Unternehmen diesem neuen Trend folgen. Wir müssen unsere Diskussionen vorrangig auf die sich bietenden Chancen konzentrieren, nicht nur auf die damit verbundenen Risiken.