Wie Maschinen und Anlagen retrofit werden

Smarte Musterfabriken auf der grünen Wiese zeigen die Zukunft der Fertigung. Die Gegenwart ist jedoch meist geprägt von älteren Maschinen und Anlagen. Ihr Austausch ist schwierig und meist auch unwirtschaftlich. Digitalisierung und Vernetzung führen zu neuen Herausforderungen, weiß Professor Eberhard Abele, Leiter des Instituts für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) der TU Darmstadt.

Professor Abele, alle reden von der smarten Fabrik, aber wie sieht die Realität aus?

Professor Eberhard Abele: "Technologisch betrachtet, ist der deutsche Maschinenpark 15 bis 20 Jahre alt. Denn zum statistischen Durchschnittsalter von - je nach Branche - zwölf bis 18 Jahren muss die ihrem Erwerb vorausgehende Entwicklungszeit hinzugerechnet werden. Solche Anlagen in smarte Fabriken des Industrie-4.0-Zeitalters zu integrieren, erfordert viel Know-how und eine genaue wirtschaftliche Betrachtung. Zwei Faktoren sind oft ausschlaggebend: Zum einen haben sich viele Unfallverhütungs- und Umweltvorschriften geändert und verschärft, zum anderen soll die Produktivität steigen."

Retrofitting reicht ja vom neuen Anstrich bis zur Steuerung mit neuen Funktionen. Welche Kategorien gibt es?

Abele: "Retrofit-Maßnahmen lassen sich in vier verschiedene Kategorien einteilen. Es fängt an mit einfachen Schönheitsreparaturen. Die zweite Kategorie umfasst das Ersetzen mechanischer Verschleißkomponenten wie Lager oder Bleche. Die dritte Kategorie erfordert tiefere Eingriffe, beispielsweise indem Motoren oder Spindeln durch modernere Varianten ersetzt werden. Da deren Hersteller dies meist durch Softwareupdates unterstützen, lassen sich solche Eingriffe teilweise noch vom Anlagenbetreiber durchführen."

Weit komplexer gestaltet sich die vierte Kategorie, bei der Maschinen und Anlagen neue Funktionsmerkmale erhalten. Ein typisches Beispiel ist die Integration einer Kraftmessplattform zum Erfassen von Zerspanungskräften und eine adaptive Steuerung.

Führt das nicht zu sicherheitstechnischen Problemen?

Abele: "Die Integration neuer Funktionen erfordert in der Regel tiefe Eingriffe in die Software. Diese sind schon aus rechtlichen Gründen von der eigenen Instandhaltungsabteilung meist nicht mehr durchführbar, weil sie zum Erlöschen des CE-Zeichens führen. Deshalb sollte zunächst mit moderneren Maschinen und Anlagen begonnen werden, da deren Steuerungen bereits eine Reihe wichtiger Schnittstellen bereitstellen." 

Wann lohnt sich denn generell das Retrofitting?

Abele: "Die unternehmerische Entscheidung, ob Neuinvestition oder Retrofit, hängt vom Einzelfall ab. Fehlen für bestimmte Aufträge nur wenige Prozent Produktionskapazität, ist es oft sinnvoll, in ein Retrofit, statt in eine zweite Maschine zu investieren, die dann nicht voll ausgelastet werden kann. Eine neue Steuerung erlaubt gegebenenfalls eine höhere Dynamik und eröffnet zudem vielfältige Möglichkeiten, um Daten auszulesen, die von übergeordneten digitalen Systemen zur Prozessoptimierung genutzt werden können." 

Und wann ist der richtige Zeitpunkt gekommen?

Abele: "Ein wesentlicher Faktor, der den Zeitpunkt des Retrofits beeinflusst, ist die verlorene Nutzungszeit durch Reparaturen, die tendenziell mit den Betriebsstunden ansteigt. Bei den heute üblichen, eng verketteten Produktionsanlagen wirken sich Stillstandzeiten immer gravierender aus, weil vor- und nachgelagerte Produktionsschritte zwangsweise ebenfalls von Nutzungsverlusten betroffen sind. Am PTW beschäftigen wir uns sehr intensiv mit der Frage, wie ältere Maschinen für die Digitalisierung zukunftsfit gemacht werden können. Wir beraten Industriekunden beispielsweise in Form einer Analyse der Nutzungsausfälle und beziffern in Studien die Kosten für die Vernetzung und Anbindung an überordnete Systeme – bereiten also quasi eine 'Fitnesskur 4.0' vor."

Welche Hilfestellungen kann eine Messe wie die neue IN.STAND für Instandhaltung und Services geben?

Abele: "Die In.Stand ist gerade in solchen Zeiten der Neuorientierung, wie sie die Digitalisierung mit sich bringt, eine wichtige Plattform für aktuelle Informationen. Stuttgart als Hirn und Herz des deutschen Maschinenbaus ist natürlich der ideale Platz für Anbieter und Nachfrager, um sich auszutauschen. Beide Seiten profitieren, denn die Anlagenbetreiber bekommen nicht nur die neuesten Entwicklungen konzentriert vorgestellt, sondern die Entwickler solcher Lösungen erfahren geballt die Wünsche und Forderungen aus der Praxis des Industriealltags. Verstärkt wird das noch durch das Rahmenprogramm mit Fachvorträgen, Networking und geführten Touren zu speziellen Themen. Ich wünsche der neuen Messe jedenfalls viel Erfolg."

Messe Stuttgart