Grüne Automatisierung verspricht Marktzuwachs für Spezialisten

Die Automatisierungstechnik zählt heute weltweit zu den am stärksten wachsenden Segmenten der industriellen Produktion. In einer Studie unter dem Titel „Automatisierungssysteme für die verarbeitende Industrie“ bezifferte der amerikanische Branchenanalyst ARC Advisory Group den gesamten weltweiten Automatisierungsmarkt für Ende 2006 mit 30 Mrd. US-Dollar (rund 21 Mrd. Euro) und prognostiziert bis zum Jahr 2011 ein Wachstum auf mehr als 47 Mrd. US-Dollar (etwa 33 Mrd. Euro). Diese Entwicklung entspräche einem jährlichen Durchschnittswachstum von 9,6%.

Die ARC-Studie stellt fest, dass die verarbeitende Industrie zunehmend ihre Anlageneffizienz steigern muss, um sich auf den globalisierten Märkten zu behaupten, was ohne moderne Automatisierungssysteme und Geschäftsprozesse nicht machbar ist.

Die Anforderungen der Globalisierung verlangen von den Unternehmen, schnell und flexibel auf Marktchancen zu reagieren und ihre finanziellen Möglichkeiten optimal zu nutzen. Gleichzeitig sehen sie sich aber mit einem Mangel an qualifizierten Arbeitskräften konfrontiert.

Laut ARC stellen hoch entwickelte Märkte, wie Nordamerika und Europa, sowie der Nahe und Mittlere Osten und Afrika gegenwärtig den Hauptmarkt für Automatisierungsleistungen. Aber auch aufstrebende Regionen, insbesondere Osteuropa, Asien und Lateinamerika, werden mit ihrem Wachstum in zunehmendem Maße zu Quellen für wachsende Absatzmöglichkeiten.

Energieeffizienz als Wachstumstreiber der Automatisierung

Auf dem industriellen Sektor wird künftig auch der sparsamere Umgang mit Energie an Bedeutung gewinnen. „Der Klimawandel zwingt uns alle zum Handeln“, erklärt der Vorstandsvorsitzende der deutschen ABB und Leiter der Region Zentraleuropa, Peter Smits, zum Thema „Energieeffizienz“.

Vor allem der Einsatz elektrischer Energie biete enorme Potenziale zu Effizienzverbesserungen. Während heute rund 20% der gewonnenen Energie tatsächlich genutzt werden, ließe sich dieser Anteil mit innovativen, effizienten Energie- und Automationstechniken nach Schätzungen von ABB-Experten auf bis zu 50% steigern.

Nicht zuletzt die weltweit starke Nachfrage nach energieeffizienten Technologien sorgt bei Unternehmen wie ABB für Umsatzwachstum, sagt Smits: „Nahezu unser gesamtes Portfolio der Energie- und Automationstechnik hilft, CO2 zu reduzieren, und leistet so einen Beitrag zum Klimaschutz.“

Als wesentliche Markttreiber auf den eigenen Märkten betrachtet man auch bei der Bosch Rexroth AG in Lohr am Main die Themen Energie/Umwelt, besonders für die Mobilhydraulik, sowie Funktionalität, Qualität und Kosten über alle Industrien. Höhere Funktionalität zu geringeren Kosten – davon profitieren auch Kunden aus der Fabrikautomation. Beispielsweise durch Baukästen für Handlingsysteme, in denen Lineartechnik, elektrische Antriebe und Pneumatik mit einer innovativen Steuerungs- und Verbindungstechnik zusammengefasst sind.

Intelligente Kombinationen aus Hard- und Software steigern Energieeffizienz

Höhere Energieeffizienz und Sicherheit für Maschinen und Anlagen durch technologieübergreifende Automationslösungen präsentierte Rexroth kürzlich auf der Hannover-Messe 2008. Der Antriebs- und Steuerungshersteller nutzt dazu die intelligente Kombination von Hard- und Software aus seinem breiten Produktportfolio.

„Energieeffizienz und Sicherheit sind zu wichtig, um sie nur auf einzelne Automatisierungstechnologien zu beschränken“, bekräftigt Dr. Karl Tragl, Vorstand Vertrieb der Bosch Rexroth AG. „Bei beiden Themen schöpft erst die optimale Kombination aller Antriebs- und Steuerungstechnologien das gesamte schon heute vorhandene Potenzial aus.“

Die Systemlösungen basieren auf der in Hard- und Software kompatiblen Produktpalette, die elektrische Antriebe und Steuerungen, Hydraulik, Pneumatik und Mechanik umfasst. Dabei ergänzen sich die Komplettangebote in den einzelnen Antriebstechnologien komplementär. Sie decken den gesamten industriellen Leistungsbereich ab und vergrößern den Freiheitsgrad von Konstrukteuren bei der Auswahl der technisch und wirtschaftlich am besten geeigneten Automatisierung.

„Mit dem umfassenden Produktportfolio verändert Rexroth die Rahmenbedingungen für die Automation“, ist sich Dr. Karl Tragl sicher. „Es heißt eben nicht mehr entweder Elektrik, Hydraulik oder Pneumatik, sondern ‚sowohl als auch’ in durchgängigen Rexroth-Lösungen – und das sicher und energieeffizient.“

Um im globalisierten Wettbewerb zu bestehen, investieren Unternehmen in flexible Produktionslösungen, die schnell konstruiert, montiert und in Betrieb genommen werden können. Viele Anwender entscheiden sich für marktgängige Lösungen, die als Module den Grundstock für die angepasste Produktionslösung darstellen.

„In der Praxis sparen Anwender mit einem Baukasten für Handlingsysteme bis zu 70% der sonst notwendigen Fertigungsteile und verkürzen die Konstruktionszeiten um rund 30%“, sagt Bernd Schunk, Geschäftsleiter Vertrieb des Geschäftsbereichs Linear Motion and Assembly Technologies der Bosch Rexroth AG.

Automatisierungs-Innovation aus dem Baukasten

Treiber und Abnehmer für Automatisierungstechniken ist vor allem die weltweite Automobilindustrie. Trotz der Wachstumsdynamik dieses Sektors, der in erster Linie aus den Produktionssteigerungen auf aufstrebenden Märkten wie China, Indien, Russland und auch Osteuropa resultiert, bleibt für die Schuler AG in Göppingen laut Jürgen Tonn, Vorsitzender des Vorstandes, das Marktumfeld weiterhin schwierig: „Viele Automobilhersteller stehen nach wie vor unter hohem Kosten- und Ertragsdruck“. Dies resultiert vor allem aus Überkapazitäten, den gestiegenen Rohstoff- und Energiekosten und den hohen Rabatten, mit denen der Absatz unterstützt wird.

Vor diesem Hintergrund ist nach wie vor eine Investitionszurückhaltung der Automobilindustrie zu spüren, vor allem bei Großprojekten im Bereich mechanischer Pressen. Neue Produktionskapazitäten schafft die Automobilindustrie vor allem in Asien und Osteuropa.

Tonn weiter: „Auf den traditionellen Märkten Westeuropa und Nordamerika gibt es dagegen auch einen wachsenden Trend zu Umbau und Modernisierung bestehender Fabriken.“ Diese Investitionen zielen darauf ab, Kosten zu senken und die Flexibilität der Fertigung angesichts der wachsenden Modellvielfalt in der Automobilindustrie zu erhöhen.

Automobilzulieferer wollen Kosten durch Automatisierung senken

Eine steigende Nachfrage verzeichnet Schuler im Segment der Automobilzulieferer, die immer mehr Umformaufgaben übernehmen und insbesondere hochflexible und kostengünstige Anlagen nachfragen. Wachstumsperspektiven resultieren nach Tonn auch aus innovativen Produkten, die aus der gemeinsamen Engineering-Kompetenz von Schuler und Müller Weingarten hervorgehen.

„Dabei spielt auch eine Rolle, dass Strukturveränderungen bei unseren Kunden und Märkten zu einem steigenden Bedarf an standardisierten, aber dennoch technologisch ausgefeilten Lösungen führen, die sich mit geringem Aufwand auf die Kunden- und Marktbedürfnisse zuschneiden lassen“, erläutert Tonn. Weitere Chancen bieten sich im Bereich Service, vor allem beim Umbau und der Modernisierung bestehender Anlagen, sowie im Ersatzteilgeschäft.

Ziele und Aufgaben leiten sich klar von den Herausforderungen der Kunden ab, erklärt Dr. Heinrich Hiesinger, Mitglied des Siemens-Vorstandes und CEO Industry Sector: „Noch höhere Flexibilität für die Produktion, noch effizientere Nutzung der immer knapper werdenden Energie- und Rohstoff-Ressourcen sowie durchgängige Lösungen bei Transport-, Logistik und Gebäudetechnik.“

Siemens setzt auf standardisierte Antriebs-, Automatisierungs- und Softwareplattformen

Siemens will durch die gezielte Integration von Hardware- und Software-Technologien und die volle Einbindung des Branchen-Know-hows mit den Kunden in eine neue Dimension von Produktivität und Effizienz vorstoßen. „Wir werden unsere Produkte noch intensiver auf standardisierte Antriebs-, Automatisierungs- und Softwareplattformen ausrichten“, verspricht Hiesinger weiter.

Dem Haupttrend in der Automatisierung — höhere Produktivität durch aufeinander abgestimmte Hardware- und Software-Technologien – begegnet Siemens mit den Konzepten TIA (Totally Integrated Automation)und TIP (Totally Integrated Power). Auf dieser Basis will man mit der Verschmelzung von Hard- und Softwaretechnologien in der Automatisierung maßgeblich die Zukunft gestalten, betont Hiesinger: „Heute können wir einen erheblich höheren Integrationsgrad erzielen als vor zwölf Jahren beim Start von TIA.“

Was sich seit damals aufgrund der heute verfügbaren Prozessorleistungen enorm entwickelt hat, sind zum Beispiel die Leistungen bei speicherprogrammierbaren Steuerungen und der industriellen Kommunikation. Bei der Automatisierung im Presswerk ermöglicht die konsequente Standardisierung und Modularisierung auf der Basis des TIA-Konzeptes zum Beispiel nicht nur die nahtlose Kommunikation entlang der Prozesskette, sondern auch die Integration von Komponenten anderer Hersteller.

Angesichts der weltweiten Ressourcenverknappung und der steigenden Kosten für Roh- und Grundstoffe hat sich die effiziente Nutzung von Energie und anderen Produktionsressourcen inzwischen zu einem wesentlichen Kostenfaktor der industriellen Welt entwickelt. Welche riesigen Potenziale zur Energieeinsparung und beim Klimaschutz in der industriellen Produktion bestehen, zeigt, so Hiesinger, eine Studie von McKinsey & Company.

„Angeführt von den energieintensiven Branchen wie Petrochemie, Stahl- und Papierverarbeitung weist die industrielle Produktion dabei genauso hohe Einsparpotenziale auf wie Wohnwirtschaft, Handel und Transport zusammen“, berichtet Hiesinger. Weil rund 65% des Stromverbrauchs der Industrie auf Systeme entfallen, die mit Elektromotoren angetrieben werden, sind diese ein wesentlicher Hebel für Einsparungen.

Massenfertigung nach Maß

Am Beispiel der Automobilindustrie lässt sich exemplarisch nachvollziehen, wie Konsumgewohnheiten auf die Produktionstechnologien durchschlagen: Bis zum Jahr 2015 wird sich die Anzahl der Automobilmodelle weltweit im Vergleich zu 1990 auf mehr als 1100 verdoppeln.

Dieser Trend wird sich auch in anderen Branchen durchsetzen: Da Konsumenten immer mehr nach individuellen Gütern oder Waren verlangen, muss die produzierende Industrie Fertigung auf Nachfrage und Produktionsplanung in Echtzeit beherrschen – bei immer geringeren Kosten. Moderne Produktionssysteme müssen daher immer flexibler und leistungsfähiger werden, um den Herstellern schnellere Reaktionszeiten und immer kürzere Innovationszyklen zu ermöglichen.

Des Weiteren erwartet Hiesinger durch die Integration der PLM-Softwaretechnologie (Product Lifecycle Management) in das Siemens-Portfolio langfristig eine Vereinigung von Produktplanung und Produktion. Künftig wird in der Engineering-Phase die Entwicklung an die spätere Produktion digital angekoppelt. Das Mechanikdesign konvergiert dabei mit demjenigen für die Anlagen.

Hiesinger weiter: „Nach unserer Einschätzung wird es im Automobilbau und anderen hochentwickelten Industrien in 10 bis 15 Jahren ein integriertes Design für Mechanik, Automatisierung und Steuerung geben, bei dem die Codes für die Automatisierungskomponenten automatisch generiert werden.“

Synchronisation durch Simulation

Künftig werden bereits bei der Planung neuer Produktionssysteme die geforderten Produktvarianten berücksichtigt und mitgeplant. Damit werden Softwarewerkzeuge und Dienstleistungen, die den ganzen Lebenszyklus einer Maschine oder Anlage unterstützen, laut Hiesinger immer wichtiger: „Sie begleiten die Entwicklung von Mechanik und Automatisierungsdesign, die Optimierung und Inbetriebnahme der Maschine wie auch Betrieb und Service beim Endkunden.“

Dieser wird dabei schon in der Konzeptphase einbezogen, in der neben den Produkten auch Maschinen und Fertigungszellen zunächst mit allen ihren Eigenschaften und Funktionen virtuell erstellt werden. Damit lässt sich schon in der Konzeption vorhersagen, wie sich diese verhalten werden, zum Beispiel über Kinematik-Modelle, die das Bewegungsverhalten simulieren.

„Die Zusammenarbeit des Maschinenbauers und des Endkunden mit dem Automatisierungspartner von der Produktidee über die Simulation bis zur fertigen Maschine bedeutet ein enormes Einsparpotenzial in Bezug auf Entwicklungszeit, Material und Kosten“, glaubt Hiesinger. In einigen Jahren können komplette Produktionsanlagen im Computer entstehen und simuliert werden. Dabei werden alle Optimierungsmöglichkeiten bei Produkt und Produktion ausgeschöpft.

Das Engineeringsystem überarbeitet zudem bei jeder Änderung automatisch das gesamte Anlagenkonzept. Hiesinger abschließend: „Die Hochlaufzeit einer Anlage wird aufgrund der vorherigen akribischen Planung nur noch einen Bruchteil der heute nötigen Zeit betragen.“