Industrie 4.0 IoT fertigt Leiterplatten

Die Inhalte, die hinter »Industrie 4.0« stecken, waren schon vor Jahren nur in Teilen neu. Im Zeitalter computergesteuerter Produktionsabläufe sind Kürzel wie CAD, CAM, CNC im Produktionsalltag geläufig. Welche Vorteile Industrie 4.0 bringen kann, zeigt ein Beispiel aus der Leiterplattenfertigung.

von Volker Feyerabend, Geschäftsführer von Apros International Consulting.

Das Ideal von global vernetzten Produktionsprozessen, in denen die Maschinen in einem Internet of Things (IoT) direkt miteinander kommunizieren, über Sensoren erfasste Daten weitergeben und voneinander lernen, klingt zunächst nach Science-Fiction-Vision. Doch vieles von dem, was als Voraussetzung für Industrie 4.0 angesehen wird, ist schon Realität. Und die beruhigende Nachricht dabei lautet: Es geht (noch) nicht ohne menschliches Mitwirken. Die Industrie arbeitet schon heute mit hochkomplexen, computergestützten oder vielmehr computergesteuerten Prozessen. CNC-Fräsen arbeiten mit höchster Präzision, CAD-Programme rechnen zweidimensionale Pläne in dreidimensionale Modelle um, von der Warenwirtschaft über Planung und Produktion bis hin zur Vertriebslogistik, ohne Computer ist keiner dieser Abläufe mehr denkbar.

Neuer dagegen ist die Kombination: Daten von Prozessen, die früher getrennt voneinander erfasst und verarbeitet wurden, werden in zentralen Rechnern gesammelt und von komplexen Softwaresystemen ausgewertet und zusammengeführt. So lassen sich ganze Abläufe in ihrer Gesamtheit überwachen und steuern. Und nun soll noch die globale Vernetzung der Maschinen dazukommen?

Komplexe und variable Prozesse verwalten

Die Entwicklung eines Industrie-4.0-Standards ist ein Prozess der Normung, also einer weltweiten Vereinheitlichung der technischen Datenkommunikation. Die unüberschaubare Datenmenge aus der Betriebsdatenerfassung (BDE) der Unternehmen, die global täglich anfällt, »Big Data« genannt, müsste kanalisiert und aufbereitet werden, um als »Smart Data« in verwertbarer Form zur Verfügung zu stehen. Das sehen auch die Experten als eine der großen Herausforderungen an. Fachleute meinen, dass der Weg zu einem Standard Industrie 4.0 noch minimal zehn Jahre in Anspruch nehmen wird.

Es gibt auch schon internationale Standards, mit denen heute jeder arbeitet. Für die Wege der Datenübertragung sind Normungen wie TCP/IP, LAN, WLAN, Bluetooth inzwischen Standards, die weltweit verwendet werden – auch das Internet wäre ohne ein Mindestmaß an globaler Vereinheitlichung nicht funktionsfähig. In anderen Bereichen wird noch mit nationalen Normen gearbeitet. Aber ohne die fortschrittlichen Entwicklungen der Hightech-Industrie zur Automatisierung ihrer eigenen Fertigungsprozesse hätten weiterführende Gedanken zu so einem weltumspannenden Projekt wie Industrie 4.0 gar nicht entstehen können.

Rehm Thermal Systems, ein führender Anbieter von Reflow-Lötanlagen für die Leiterplattenfertigung, hat bei der Entwicklung seiner Anlagen Computersysteme in den gesamten Produktionsablauf integriert. Diese Steuerung nimmt dem Anwender hier nicht die Arbeit ab, sondern erlaubt es, auch äußerst komplexe und variable Prozesse übersichtlich zu verwalten und im Griff zu behalten. Die Anforderungen, wie sie sich in der Elektronikfertigung, also auch in der Leiterplattenherstellung, in den vergangenen Jahren entwickelt haben, erfordern natürlich auch eine Weiterentwicklung der Anlagen in der Produktion. Was noch vor wenigen Jahren schwer umsetzbar war, gehört heute zur Normalität im Produktionsalltag. Anlagen lassen sich dank übergreifender Software flexibler und effizienter einsetzen. Auslastungen werden optimiert, die Qualität des Outputs ist dadurch konstant sichergestellt.

Bei Rehm nennt sich das »Intelligent Software Solutions«. Mit diesen Lösungen haben die Entwickler ein System geschaffen, das die Anlagen zuverlässig steuern und überwachen kann. Es ist kein geschlossenes System, es besteht vielmehr aus Monitoring-Tools, unterschiedlichen Modulen, die jedes für sich eine bestimmte Aufgabe erfüllen. Die Fülle an Daten, welche die Module in der Anlage erfassen und überwachen, ist enorm. Eine zentrale Software führt die Daten zusammen und wertet sie aus, beispielsweise um die festgelegten Parameter eines Fertigungsprofils konstant zu halten.