Die Automatisierung der Bordnetzproduktion ist keine Zukunftsmusik mehr
Die Herstellung von Bordnetzen erfordert heute immer noch zahlreiche manuelle Arbeitsschritte. Elektrifizierung, Connected Car und autonomes Fahren machen Bordnetze aber immer komplexer und auch immer sicherheitskritischer. Ihre Hersteller müssen deshalb ihre Produktion durchgängig automatisieren – sonst können sie künftig keine kosteneffiziente, robuste und flexible Fertigung mehr gewährleisten und auch die Daten, die für Qualitätssicherung und Rückverfolgbarkeit nötig sind, nicht zuverlässig erfassen und verarbeiten.
Eine durchgängige Automatisierung wurde bislang vor allem durch drei Faktoren behindert: Es fehlte an einer ausgereiften Automationstechnik, die Produktdesigns der Bordnetze waren nicht automatisierungsfähig und es mangelte an digitalen Standards. Diese Hindernisse werden jetzt aber zunehmend abgebaut. DiIT, Spezialist für integrierte Softwaresysteme in der Kabelsatzproduktion, zeigt auf, dass in allen drei Bereichen die nötigen Veränderungen stattfinden:
1. Ausgereifte Automationstechnik. Um das Gewicht und die Komplexität der Bordnetze zu reduzieren, werden nicht mehr alle Komponenten direkt miteinander verdrahtet, sondern bereits einige autarke Leitungssätze produziert und als Ganzes in den Autos verbaut. Maschinenhersteller haben bereits neue Automatisierungslösungen entwickelt, die es Bordnetzproduzenten ermöglichen, solche autarken Kabelsätze hochautomatisiert herzustellen.
2. Automationsfähige Architektur. Unternehmen der Bordnetzbranche definieren gemeinsam Standards, die die Varianz von Komponenten drastisch reduzieren und nicht automationsfähige Komponenten ausschließen. Gleichzeitig verfolgen die OEM zunehmend zonale Ansätze: Um die Komplexität und das Gewicht der Bordnetze weiter zu reduzieren, teilen sie das Fahrzeug in Zonen auf, in denen einzelne, autarke Sub-Zonen-Kabelsätze zum Einsatz kommen.
3. Digitale Standards. Ein VDMA-Arbeitskreis entwickelt auf Basis des Industriestandards OPC/UA einen Schnittstellenstandard für die Bordnetzbranche, um Maschinen schnell und effizient an Softwaresysteme wie ERP und MES anzubinden. Ein gefördertes Kooperationsprojekt arbeitet außerdem an einem standardisierten Informationsmodell, welches das Engineering und den kompletten Produktlebenszyklus von Bordnetzen durchgängig abbildet.
„Mittelfristig werden Bordnetzhersteller in der Lage sein, ihre Prozesse durchgängig zu automatisieren. Den Weg dorthin können sie aber bereits heute antreten und ihren Automatisierungsgrad dann Schritt für Schritt erhöhen“, erklärt DiIT-Geschäftsführer Bernd Jost. „Sie haben die Möglichkeit, die autarken Leitungssätze, die jetzt schon gängig sind, ab sofort hochautomatisiert herzustellen. Je mehr sich zonale Architekturen in den Autos verbreiten, desto mehr solcher Leitungssätze können sie produzieren und die Produktion mit immer besserer Steuerungssoftware unterstützen.“
Dieses Listicle kann auch unter www.pr-com.de/companies/DiIT abgerufen werden.
Die DiIT GmbH mit Sitz in Krailling bei München ist ein weltweit führender Hersteller von integrierten Softwarelösungen für Manufacturing Execution (MES), KSK-Fertigung und Logistik. Die in der Software-Suite „4Wire Solutions“ gebündelten Kompetenzen von DiIT kommen vor allem bei der Produktion von Kabelsätzen und Kabelbäumen zum Einsatz, nicht zuletzt in der Automobilindustrie. Durch die Digitalisierung der Wertschöpfungsketten optimiert und steuert die innovative Software des Unternehmens komplexe Fertigungs- und Logistikprozesse. Sie unterstützt zudem die Qualitätssicherung und verbessert die Rückverfolgbarkeit. DiIT wurde 1990 gegründet, verfügt über eine Zweigniederlassung in Berlin und ist zusätzlich in den Schlüsselmärkten Mexiko und China vertreten. Das Unternehmen bietet internationalen Konzernen bis hin zu kleineren Kunden ein umfassendes Dienstleistungspaket von Consulting über Projektmanagement bis zu kundenspezifischen Implementierungen und Trainings an. Die Support Line von DiIT ist während 24 Stunden an 365 Tagen erreichbar. DiIT gehört als selbständig geführtes Unternehmen zur Komax Gruppe. Komax ist eine weltweit tätige Technologiegruppe und ein führender Ausrüster der kabelverarbeitenden Industrie. Weitere Informationen: www.diit.de
DiIT GmbH
Justus-von-Liebig-Ring 11a
82152 Krailling (DE)
Telefon: +49 (89) 893250-0
Telefax: +49 (89) 893250-50
http://www.diit.de
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Telefon: +49 (89) 59997-804
E-Mail: natalie.burkhart@pr-com.de
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Papier ist geduldig – die OEMs sind es nicht
Elektrifizierung, Connected Car und autonomes Fahren machen die Bordnetze von Autos zunehmend zu sicherheitskritischen Komponenten. Dementsprechend steigen die Anforderungen der OEM an Qualität und Rückverfolgbarkeit. Bordnetzproduzenten müssen die Qualität ihrer Produkte überwachen und optimieren und den OEM bei Problemen die nötigen Daten für gezielte Rückrufaktionen liefern. Diesen Anforderungen stehen aber die vielen halbmanuellen und manuellen Prozesse der Bordnetzhersteller im Weg.
„Das Zuschneiden der Kabel erfolgt zwar hochautomatisiert, die Vormontage der Bordnetze wird aber mehrheitlich manuell erledigt und ihre Endmontage sogar komplett per Hand ausgeführt“, erläutert Bernd Jost, Geschäftsführer von DiIT, einem Spezialisten für integrierte Softwaresysteme in der Kabelsatzproduktion. „In der Vor- und Endmontage kann somit keine automatisierte Datenerfassung stattfinden, weshalb Qualitätsmessungen meist auf Papier festgehalten werden. Diese Praxis ist extrem fehleranfällig und macht Auswertungen schwer bis unmöglich. Die Rückverfolgbarkeit ist ebenfalls stark eingeschränkt, weil die maschinell vorproduzierten Kabelbündel in den manuellen Prozessen anonym weiterverarbeitet werden.“
Um auch in Zukunft noch wettbewerbsfähig zu sein, müssen Bordnetzhersteller ihre Produktion weiter automatisieren. Dafür sind sie allerdings auf ein automationsfähiges Produktdesign angewiesen: Die Bordnetze müssen so konstruiert sein, dass sie sich überhaupt maschinell herstellen lassen. Die Weichen dafür werden bereits gestellt. Die Branche arbeitet an einer Standardisierung der Komponenten und die OEM setzen zunehmend auf zonale Architekturen, welche die Bordnetze entmaschen.
Bis diese Entwicklungen eine umfassende Automatisierung – und damit auch Digitalisierung – der Bordnetzproduktion ermöglichen, werden vermutlich noch einige Jahre vergehen. Mit einer Reihe von Maßnahmen können die Hersteller laut DiIT bis dahin zumindest die grundlegendsten Anforderungen der OEM an Qualität und Rückverfolgbarkeit erfüllen:
- Moderne Manufacturing-Execution-Systeme (MES) ermöglichen es, nicht nur automatisierte, sondern auch manuelle Prozesse zu steuern und zu dokumentieren. Sie geben den Mitarbeitern vor, welche die nächsten Prozessschritte sind, welche qualitätssichernden Maßnahmen sie ergreifen müssen und erlauben es ihnen, die Durchführung digital zu erfassen.
- Bordnetzhersteller können Bündel, Teile, Material, Maschinen oder Arbeitsplätze als Trace-Objekte definieren, die rückverfolgt werden sollen. Diese Objekte können sie mit eindeutigen Trace-Referenzen versehen und mit Rückverfolgbarkeitstechnologien wie Barcodes oder RFID erfassen.
- Da Prozessparameter wie Crimpcraft, Werkzeugwechsel, Nachbearbeitungen oder Qualitätstests dynamisch sind, können sie nicht mit eindeutigen Trace-Referenzen versehen werden. Sie lassen sich aber mithilfe von Zeitstempeln referenzieren.
- Durch die Einführung von Lagerverwaltungs-Prinzipien wie FIFO („First in – First out“) können Bordnetzhersteller die Rückverfolgbarkeit zusätzlich erleichtern.
„Viele Zulieferer geraten durch die umwälzenden Veränderungen der Automobilbranche in Bedrängnis. Nicht aber die Hersteller von Bordnetzen. Ihnen eröffnen sich immense neue Geschäftsmöglichkeiten“, erklärt Jost. „Wenn es ihnen gelingt, die Herausforderungen der Digitalisierung zu meistern, steht ihnen eine glänzende Zukunft bevor. Deshalb fangen sie am besten schon heute damit an.“
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Die DiIT GmbH mit Sitz in Krailling bei München ist ein weltweit führender Hersteller von integrierten Softwarelösungen für Manufacturing Execution (MES), KSK-Fertigung und Logistik. Die in der Software-Suite „4Wire Solutions“ gebündelten Kompetenzen von DiIT kommen vor allem bei der Produktion von Kabelsätzen und Kabelbäumen zum Einsatz, nicht zuletzt in der Automobilindustrie. Durch die Digitalisierung der Wertschöpfungsketten optimiert und steuert die innovative Software des Unternehmens komplexe Fertigungs- und Logistikprozesse. Sie unterstützt zudem die Qualitätssicherung und verbessert die Rückverfolgbarkeit. DiIT wurde 1990 gegründet, verfügt über eine Zweigniederlassung in Berlin und ist zusätzlich in den Schlüsselmärkten Mexiko und China vertreten. Das Unternehmen bietet internationalen Konzernen bis hin zu kleineren Kunden ein umfassendes Dienstleistungspaket von Consulting über Projektmanagement bis zu kundenspezifischen Implementierungen und Trainings an. Die Support Line von DiIT ist während 24 Stunden an 365 Tagen erreichbar. DiIT gehört als selbständig geführtes Unternehmen zur Komax Gruppe. Komax ist eine weltweit tätige Technologiegruppe und ein führender Ausrüster der kabelverarbeitenden Industrie. Weitere Informationen: www.diit.de
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Bordnetze: Weniger Chaos erlaubt mehr Automatisierung
Bordnetze werden durch das elektrifizierte, vernetzte und selbstfahrende Auto immer wichtiger. Über sie laufen immer mehr Energie-, Signal- und Kommunikationsflüsse, die sicherheitskritische Funktionen wie Steuerung, Spurwechsel oder Bremsen unterstützen. Dadurch steigen aber auch die Anforderungen der OEM an die Qualität und Rückverfolgbarkeit der Bordnetze. Die Hersteller müssen die Qualität ihrer Produkte durch die Auswertung von Fertigungsdaten überwachen und optimieren und den OEM alle nötigen Daten zur Rückverfolgung der Bordnetze liefern.
„Diese Anforderungen können die Hersteller nur durch Digitalisierung erfüllen. Eine zwingende Voraussetzung dafür ist allerdings die weitere Automatisierung ihrer Produktion. Mit den derzeit noch vielen halbmanuellen und manuellen Prozessen ist keine zuverlässige Datenerhebung und -verarbeitung möglich“, erklärt Bernd Jost, Geschäftsführer von DiIT, einem Spezialisten für Softwaresysteme in der Kabelsatzproduktion. „Ein großes Hindernis stellt die Architektur dar. Bordnetze sind klassischerweise auf kundenspezifische Ausstattungsvarianten ausgelegt und verdrahten alle Komponenten direkt miteinander. Für eine durchgängig automatisierte Herstellung sind Bordnetze erforderlich, die so konstruiert sind, dass sie sich überhaupt automatisiert herstellen lassen.“
Einen entscheidenden Beitrag zu solchen Architekturen könnten zonale Ansätze leisten. Elektrifizierung, Vernetzung und autonomes Fahren führen logischerweise zu immer mehr Kabeln in den Fahrzeugen. Die Bordnetze werden dadurch schwerer und chaotischer, was sich nachteilig auf die Energieeffizienz der Autos auswirkt und die Suche nach Fehlerursachen erschwert. Deshalb verfolgen OEM beim Design der Bordnetze zunehmend zonale Ansätze. Dabei werden verschiedene Fahrzeugbereiche mittels Zonenrechner zusammengefasst und über ein hochperformantes Backbone mit dem Hauptrechner verbunden. Die Zonenrechner fungieren dabei als Integrationsmodule und konsolidieren einen Teil der bisherigen Steuergeräte. Dadurch reduziert sich die Summe aller Leitungslängen, das Gewicht sinkt und das Bordnetz wird durchschaubarer.
„Ein weiterer Effekt zonaler Architekturen ist, dass sich Bordnetze deutlich einfacher automatisieren lassen. Die Entmaschung der heute noch komplexen Bordnetze bietet die Grundlage dafür, Teilkabelsätze in viel größerem Maß und Umfang maschinell zu produzieren“, erklärt Jost. „Hinzu kommt, dass sich die Branche zunehmend um die Standardisierung aller Komponenten bemüht: von Kontaktteilen und Gehäusen bis hin zu Leitungen und Clipsen. Gemeinsam werden zonale Architekturen und standardisierte Komponenten mittelfristig spürbare Fortschritte bei der Automatisierung bringen – und damit auch der dringend erforderlichen Digitalisierung der Bordnetzproduktion einen Schub verleihen.“
Die DiIT GmbH mit Sitz in Krailling bei München ist ein weltweit führender Hersteller von integrierten Softwarelösungen für Manufacturing Execution (MES), KSK-Fertigung und Logistik. Die in der Software-Suite „4Wire Solutions“ gebündelten Kompetenzen von DiIT kommen vor allem bei der Produktion von Kabelsätzen und Kabelbäumen zum Einsatz, nicht zuletzt in der Automobilindustrie. Durch die Digitalisierung der Wertschöpfungsketten optimiert und steuert die innovative Software des Unternehmens komplexe Fertigungs- und Logistikprozesse. Sie unterstützt zudem die Qualitätssicherung und verbessert die Rückverfolgbarkeit. DiIT wurde 1990 gegründet, verfügt über eine Zweigniederlassung in Berlin und ist zusätzlich in den Schlüsselmärkten Mexiko und China vertreten. Das Unternehmen bietet internationalen Konzernen bis hin zu kleineren Kunden ein umfassendes Dienstleistungspaket von Consulting über Projektmanagement bis zu kundenspezifischen Implementierungen und Trainings an. Die Support Line von DiIT ist während 24 Stunden an 365 Tagen erreichbar. DiIT gehört als selbständig geführtes Unternehmen zur Komax Gruppe. Komax ist eine weltweit tätige Technologiegruppe und ein führender Ausrüster der kabelverarbeitenden Industrie. Weitere Informationen: www.diit.de
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Hat das Kabel einen Fehler, steht das Auto
Das elektrifizierte, vernetzte und selbstfahrende Auto verändert die Automobilbranche grundlegend. Viele Zulieferer geraten dadurch in Bedrängnis. Hersteller mechanischer Teile wie etwa Komponenten für Benzinmotoren oder Aggregate sind langfristig sogar in ihrer Existenz bedroht. Ganz anders dagegen Hersteller von Bordnetzen: Ihre Produkte werden immer wichtiger. Das eröffnet ihnen immense neue Geschäftsmöglichkeiten, konfrontiert sie aber auch mit neuen Herausforderungen. DiIT, Spezialist für integrierte Softwaresysteme in der Kabelsatzproduktion, erläutert die vier größten:
1. Automatisierung. Über die Bordnetze laufen immer mehr Energie-, Signal- und Kommunikationsflüsse, die sicherheitskritische Funktionen wie Steuerung, Spurwechsel oder Bremsen unterstützen. Dementsprechend steigen die Anforderungen der OEM an die Rückverfolgbarkeit und Qualität der Bordnetze. Diese können die Hersteller nur durch Digitalisierung erfüllen. Sie müssen in der Lage sein, den OEM die nötigen Daten zu liefern und die Qualität ihrer Produkte durch die Auswertung von Fertigungsdaten zu überwachen und zu optimieren. Die zwingende Voraussetzung dafür ist eine weitere Automatisierung ihrer Produktion. Mit den derzeit noch vielen halb-manuellen und manuellen Prozessen ist keine zuverlässige Datenerhebung und -verarbeitung möglich.
2. Hochvolt-Kabelsätze. Der Durchbruch der E-Mobilität führt zu einem schnell steigenden Bedarf an Hochvolt-Kabelsätzen. Diese werden für gewöhnlich parallel zum Bordnetz gefertigt. Bei ihrer Produktion gibt es zahlreiche Gemeinsamkeiten, aber auch viele Unterschiede. So müssen für Hochvolt-Kabelsätze komplexe, mehradrige und mit zusätzlichen Abschirmungen versehene Kabel verarbeitet werden. Zudem werden sie meist in kleinen Stückzahlen hergestellt und unterliegen besonders hohen Anforderungen an Qualität und Rückverfolgbarkeit. Ein Produktionsfehler in einem Hochvolt-Kabelsatz kann zum Stillstand eines Fahrzeugs führen.
3. Datenleitungen. Automobilhersteller statten ihre Fahrzeuge mit immer mehr Komfort- und Assistenzsystemen aus. Dadurch steigt ihre Nachfrage nach UTP-Leitungen (Unshielded Twisted Pairs) für die Übertragung von Daten. Diese Leitungen bestehen aus zwei isolierten Kupferkabeln, die zum Schutz gegen elektrische und magnetische Störfelder miteinander verdrillt sind. Um die geforderte Qualität der Datenübertragung zu gewährleisten, müssen Bordnetzhersteller die Leitungen zuverlässig produzieren. Für eine sehr stabile Impedanz und geringe Laufzeitunterschiede der verdrillten Kabel sind eine konstante und kontinuierliche Schlaglänge, eine kompakte und enge Helix sowie eine genau Maßhaltigkeit bei den Längen der Einzelleitungen erforderlich.
4. Zonale Architekturen. Elektrifizierung, Vernetzung und autonomes Fahren erfordern logischerweise immer mehr Kabel in den Fahrzeugen. Die Bordnetze werden dadurch schwerer und chaotischer, was sich nachteilig auf die Energieeffizienz der Autos auswirkt und die Suche nach Fehlerursachen erschwert. Deshalb verfolgen OEM beim Design der Bordnetze zunehmend zonale Ansätze. Dabei werden verschiedene Fahrzeugbereiche mittels Zonenrechner zusammengefasst und über ein hochperformantes Backbone mit dem Hauptrechner verbunden. Die Zonenrechner fungieren dabei als Integrationsmodule und konsolidieren einen Teil der bisherigen Steuergeräte. Dadurch reduziert sich die Summe aller Leitungslängen, das Gewicht des Bordnetzes sinkt und es wird durchschaubarer.
„Wenn Bordnetzhersteller diese Herausforderungen meistern, haben sie glänzende Aussichten für die Zukunft“, erklärt Bernd Jost, Geschäftsführer von DiIT. „Die Chancen dafür stehen gut, denn Maschinenhersteller arbeiten an Lösungen, die eine durchgängige Automatisierung der Produktionsprozesse einschließlich der automatisierten Leitungskonfektion von Hochvolt- und Datenleitungen ermöglichen. Zudem entwickelt ein VDMA-Arbeitskreis auf Basis des Industriestandards OPC/UA derzeit einen Schnittstellenstandard. Mit ihm können Bordnetzhersteller künftig Maschinen schnell und effizient an übergeordnete Softwaresysteme zur Dokumentation und Steuerung der Produktion anbinden, um steigende Anforderungen an Rückverfolgbarkeit und Qualität zu erfüllen.“
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So könnte die Bordnetzproduktion der Zukunft aussehen
Im Gegensatz zu vielen anderen kabelverarbeitenden Branchen ist die Bordnetzproduktion immer noch durch zahlreiche manuelle Prozesse geprägt. Das Zuschneiden der Kabel erfolgt zwar hochautomatisiert, die Vormontage der Bordnetze wird dann aber mehrheitlich manuell erledigt und ihre Endmontage – meist in „Best Cost Countries“ – sogar komplett per Hand ausgeführt.
Diese manuellen Prozesse verhindern die dringend erforderliche Digitalisierung der Branche. Sie stehen einer durchgängigen Erhebung und Verarbeitung von Daten im Weg – und ohne sie können Bordnetzhersteller die steigenden Anforderungen der Automobilkonzerne an die Qualität und Rückerverfolgbarkeit ihrer Produkte nicht erfüllen.
Eine weitere Automatisierung ist für die Hersteller deshalb alternativlos. DiIT, Spezialist für integrierte Softwaresysteme in der Kabelsatzproduktion, zeigt auf, wie die Produktion von Bordnetzen künftig aussehen könnte:
1. Standardisiert. Ein wesentlicher Grund für die mangelnde Automatisierung ist die fehlende Standardisierung der Bordnetze. Deshalb wird kein Weg daran vorbeiführen, dass die Branche automationsfähige Komponenten definiert. Diese Standards müssen die Varianz von Komponenten wie Leitungen, Kontaktteilen und Steckern drastisch reduzieren und nicht automationsfähige Komponenten wie Schrumpfschläuche oder Tüllen komplett ausschließen.
2. Roboterisiert. Auf Basis dieser Standards könnten Bordnetzhersteller dann ihre Prozessketten Stück für Stück umbauen, um ihre Produktion durchgängig zu automatisieren. Eine besonders große Herausforderung ist dabei die Endmontage der Bordnetze am Legebrett. Eine naheliegende Möglichkeit zur Automatisierung dieses Prozessschritts ist der Einsatz von Robotern.
3. Verlagert. Bislang waren Roboter für die Endmontage der Bordnetze wirtschaftlich nicht darstellbar. Die steigenden Löhne in den Best Cost Countries könnten die Rechnung aber verändern. Hinzu kommen die geopolitischen Verwerfungen und das steigende Risiko eines Ausfalls der dortigen Zulieferbetriebe. Eine mit Robotern automatisierte Endmontage in unmittelbarer Nähe der Automobilhersteller könnte künftig kosteneffizienter und sicherer sein als die derzeitige Praxis.
„Dreh- und Angelpunkt für die Automatisierung der Bordnetzproduktion ist Standardisierung. Bordnetze müssen so konstruiert sein, dass sie sich überhaupt automatisiert herstellen lassen“, erklärt Bernd Jost, Geschäftsführer von DiIT. „Diese Herausforderung kann die Branche aber nur gemeinsam stemmen, da sie dem bisherigen Wettbewerbsgedanken der Bordnetzhersteller widerspricht. Unternehmen müssen sich zusammenschließen und gemeinsam automatisierungstaugliche Standards entwickeln.“
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So kommen Bordnetzhersteller schnell zum MES
Bordnetzhersteller kommen heute nicht mehr an Manufacturing-Execution-Systemen (MES) vorbei. Nur mit ihrer Unterstützung können sie Prozesssicherheit gewährleisten, für effiziente Abläufe sorgen und die steigenden Anforderungen der OEMs an die Nachverfolgbarkeit ihrer Produktion erfüllen.
Entscheiden sie sich dabei für den Einsatz generischer Standard-MES, hat das meist aufwändige, langwierige und kostspielige Implementierungsprojekte zur Folge. Wegen der äußerst spezifischen Prozesse der Branche müssen Bordnetzhersteller diese Systeme erst umfassend definieren und anpassen. Die Entwicklung eines eigenen, individuellen MES ist ebenfalls mit hohem Aufwand verbunden: nicht für die Entwicklung selbst, sondern auch für die laufende Wartung und Pflege des Systems.
Deutlich weniger Aufwand versprechen Speziallösungen, die für die Bordnetzproduktion maßgeschneidert sind. Solche MES sind umfassend vorkonfiguriert und bilden bereits ab Werk zahlreiche Spezifika der Branche ab. DiIT, Spezialist für integrierte Softwaresysteme in der Kabelsatzproduktion, erläutert, welche Vorleistungen solche Lösungen erbringen:
1. Vordefinition zentraler Elemente. Für das hochautomatisierte und standardisierte Zuschneiden der Kabel lassen sich Spezial-MES gezielt vordefinieren. Die Anbieter können Stammdaten für Rohmaterialien und Produkte ebenso vorab einrichten wie Maschinenkonfigurationen und die Profile der Maschinenbediener mit ihren Funktionen und Rechten. Dasselbe gilt für branchenspezifische Auswertungen. Dazu zählen beispielsweise Reports zur Überwachung der Crimpkräfte beim maschinellen Aufbringen der Stecker auf die Kabel.
2. Unterstützung proprietärer Maschinenschnittstellen. Beim Schneiden der Kabel und Aufbringen der Stecker setzen Bordnetzhersteller meist klassische Maschinen ein. Deren Hersteller definieren nach wie vor eigene Schnittstellen-Spezifikationen. Geeignete Speziallösungen unterstützen deshalb von Haus aus die verschiedenen nativen Schnittstellen der unterschiedlichen Maschinenhersteller. Dadurch können die Systeme ohne langwierige Integrationsprojekte Informationen wie Produktionsdaten, Prozessdaten oder Qualitätsdaten direkt von den Betriebsmitteln erfassen.
3. Lösungen zur Anbindung einfacher Geräte. Für die Vor- und Endmontage der Bordnetze nutzen ihre Hersteller meist sehr einfache Geräte, die nur rudimentäre oder gar keine Schnittstellenfunktionen mitbringen. Mit Hilfe vorbereiteter Lösungen kann ein Spezialsystem mit solchen Geräten dennoch ein Mindestmaß an Informationen austauschen: etwa, dass darauf gerade produziert wird, dass ein Teil fertiggestellt ist und ob es sich dabei um ein Gutteil oder Schlechtteil handelt. Dadurch sind zumindest die grundlegenden Anforderungen an die MES-Anbindung erfüllt.
„Durch ihre umfassende Vorausstattung lassen sich Speziallösungen vergleichsweise schnell und kostengünstig einführen und stehen Bordnetzherstellern rasch zur Verfügung", erklärt Bernd Jost, Geschäftsführer von DiIT. „Hinter diesen Lösungen stehen zudem Anbieter mit Stallgeruch. Sie kennen die Branche und ihre Herausforderungen aus dem Effeff, beobachten und adaptieren Marktentwicklungen in ihren Systemen und gestalten Trends in Gremien und Foren aktiv mit. Damit stellen sie sicher, dass ihre MES allen aktuellen und künftigen Anforderungen gerecht werden.“
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Schnittstellen-Standard für die Bordnetzbranche kommt
Für Bordnetzhersteller führt kein Weg mehr an der Digitalisierung vorbei. Sonst werden sie nicht in der Lage sein, kostenoptimiert zu produzieren und gleichzeitig die steigenden Anforderungen der OEM an die Qualität und Rückverfolgbarkeit ihrer Produkte zu erfüllen. Dadurch würden sie ihre Wettbewerbs- und Zukunftsfähigkeit aufs Spiel setzen.
Ein großer Hemmschuh für die Digitalisierung der Branche sind die proprietären Schnittstellen der Maschinenhersteller. Nach wie vor definiert jeder Hersteller von kabelverarbeitenden Maschinen eigene Schnittstellen-Spezifikationen. Das erschwert die Anbindung an Softwaresysteme wie ERP oder MES erheblich.
Ein Arbeitskreis des VDMA ist jetzt angetreten, diesen Missstand zu beheben. Er hat sich zum Ziel gesetzt, einen Branchenstandard zu entwickeln – und zwar auf Basis der OPC Unified Architecture, kurz OPC UA. DiIT, Spezialist für integrierte Softwaresysteme in der Kabelsatzproduktion, erläutert, warum das die richtige Wahl ist.
- Die OPC UA ermöglicht einen plattformunabhängigen industriellen Datenaustausch. Unter anderem deshalb gilt sie als eine der wichtigsten Technologien für die Vernetzung von Maschinen für Industrie 4.0.
- Es handelt sich um eine selbstbeschreibende Schnittstellentechnologie. Durch einfaches Browsen lässt sich sehen, welche Daten eine Maschine anbietet. Die gewünschten Informationen müssen dann lediglich noch mit den korrespondierenden Datenfeldern im ERP oder MES verbunden werden.
- OPC UA ist vom kleinsten bis auf das größte System skalierbar. Sensoren, eingebettete Geräte, SPS-Steuerungen, PCs, Smartphones, Großrechner und Cloudanwendungen lassen sich damit durchgängig vernetzen.
- Zahlreiche Organisationen und Fachverbände, darunter auch der VDMA, haben bereits branchenübergreifende und branchenspezifische Spezifikationen für OPC UA erarbeitet. An diese Vorarbeiten kann der Arbeitskreis anknüpfen.
- Viele MES- und ERP-Systeme unterstützen bereits OPC UA. Indem auch Maschinenhersteller diesen Standard implementieren, erleichtern sie die Integration ihrer Maschinen deutlich.
„In der Vergangenheit kamen bei Bordnetzherstellern nur wenige Maschinentypen zum Einsatz. Deshalb waren proprietäre Schnittstellen noch tolerierbar. Durch die zunehmende Automatisierung der Branche ist es damit aber vorbei“, sagt Bernd Jost, Geschäftsführer bei DiIT. „Wir freuen uns sehr, dass der VDMA nun einen Branchenstandard entwickelt und beteiligen uns auch selbst an seinem Arbeitskreis.“
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Auf diese Trends muss die Bordnetzbranche im Jahr 2022 achten
Die Branche der Bordnetzhersteller steht vor großen Herausforderungen. Insbesondere die hohe Nachfrage nach Elektroautos macht Bordnetze so bedeutend und systemkritisch wie nie. Für ihre Hersteller ergeben sich dadurch große Chancen – aber auch neue Herausforderungen. DiIT, Spezialist für integrierte Softwaresysteme in der Kabelsatzproduktion, erläutert drei Trends, auf die Bordnetzhersteller in diesem Jahr achten sollten.
1. Bordnetzhersteller setzen bei Hochvolt-Kabeln auf Automatisierung. Der Durchbruch der E-Mobilität führt zu einem schnell steigenden Bedarf an Hochvolt-Kabeln. Die Productronica 2021, Weltleitmesse für Entwicklung und Fertigung von Elektronik, hat gezeigt, dass Bordnetzhersteller nach Möglichkeiten suchen, diese komplexen, mehradrigen und mit zusätzlichen Abschirmungen versehenen Kabel automatisiert zu verarbeiten. Entsprechende Anlagen, die über mehrere verkettete Verarbeitungsstationen verfügen, stießen auf großes Interesse. Neben dem Durchsatz spielt bei diesen Anlagen die automatische Qualitätskontrolle beispielsweise mit Vision-Systemen eine wichtige Rolle. Zudem müssen sich die Anlagen an Manufacturing-Execution-Systeme (MES) anbinden lassen, um sie effizient mit Aufträgen zu versorgen und Qualitätsdaten nachvollziehbar vorzuhalten.
2. Die Standardisierung von Schnittstellen nimmt endlich Fahrt auf. Grundsätzlich definieren die Hersteller von Maschinen für die Kabelverarbeitung nach wie vor eigene Schnittstellen-Spezifikationen. Die Integration der Maschinen in eine MES-Lösung ist deshalb in den meisten Fällen mit erheblichem Aufwand verbunden. Da bis dato in der kabelverarbeitenden Industrie ohnehin nur wenige Maschinentypen zum Einsatz kommen, war das in der Vergangenheit noch tolerierbar. Mit der zunehmenden Automatisierung ist dieser Zustand aber nicht länger tragbar. Die Zeiten proprietärer Schnittstellen müssen auch in der kabelverarbeitenden Industrie endgültig vorbei sein. Deshalb hat sich Ende 2021 ein VDMA-Arbeitskreis mit dem Ziel konstituiert, auf Basis des Industriestandards OPC/UA einen Branchenstandard zu entwickeln.
3. Die Branche legt die Grundlage für durchgängige Digitale Zwillinge. Viele Bordnetzhersteller arbeiten bereits mit Digitalen Zwillingen. Sie kommen auf fast jeder Stufe des Engineerings- und Herstellungsprozesses zum Einsatz. Was dabei bislang allerdings fehlt, ist Durchgängigkeit. Jede Stufe nutzt einen eigenen, von den anderen unabhängigen Digitalen Zwilling. Um eine durchgängige Rückverfolgung und Qualitätssicherung zu ermöglichen, muss das Informationsmodell eines Bordnetzes aber über sämtliche Stufen hinweg anwendbar sein – vom Engineering über Herstellung und Einbau und idealerweise sogar bis zum Einsatz des Bordnetzes im Fahrzeug. Im Forschungscampus ARENA2036, einer Innovationsplattform für die Mobilität und Produktion der Zukunft, haben sich nun namhafte Fahrzeughersteller, Kabelkonfektionäre, Maschinenhersteller, Softwarehäuser und andere Unternehmen zusammengetan, um durchgängige Digitale Zwillinge voranzubringen.
„Die Elektromobilität verspricht Bordnetzherstellern eine glänzende Zukunft“, erklärt Bernd Jost, Geschäftsführer von DiIT. „Um daran teilzuhaben, müssen sie aber ihre Hausaufgaben machen. Ohne weitere Automatisierung, Standardisierung und Digitalisierung kann die Branche die steigenden Anforderungen, die mit dem Bedeutungswandel ihrer Produkte einhergehen, nicht erfüllen.“
Die DiIT GmbH mit Sitz in Krailling bei München ist ein weltweit führender Hersteller von integrierten Softwarelösungen für Manufacturing Execution (MES), KSK-Fertigung und Logistik. Die in der Software-Suite "4Wire Solutions" gebündelten Kompetenzen von DiIT kommen vor allem bei der Produktion von Kabelsätzen und Kabelbäumen zum Einsatz, nicht zuletzt in der Automobilindustrie. Durch die Digitalisierung der Wertschöpfungsketten optimiert und steuert die innovative Software des Unternehmens komplexe Fertigungs- und Logistikprozesse. Sie unterstützt zudem die Qualitätssicherung und verbessert die Rückverfolgbarkeit. DiIT wurde 1990 gegründet, verfügt über eine Zweigniederlassung in Berlin und ist zusätzlich in den Schlüsselmärkten Mexiko und China vertreten. Das Unternehmen bietet internationalen Konzernen bis hin zu kleineren Kunden ein umfassendes Dienstleistungspaket von Consulting über Projektmanagement bis zu kundenspezifischen Implementierungen und Trainings an. Die Support Line von DiIT ist während 24 Stunden an 365 Tagen erreichbar. DiIT gehört als selbständig geführtes Unternehmen zur Schleuniger Gruppe. Schleuniger ist eine weltweit tätige Technologiegruppe und ein führender Ausrüster der kabelverarbeitenden Industrie. Weitere Informationen: www.diit.de
DiIT GmbH
Justus-von-Liebig-Ring 11a
82152 Krailling (DE)
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DIIT: So flexibel muss ein MES für Bordnetzhersteller sein
Prozesssicherheit gewährleisten, Fertigungsabläufe optimieren, Rückverfolgbarkeit sicherstellen: Bordnetzhersteller können von Manufacturing-Execution-Systemen zur Steuerung und Dokumentation ihrer Produktion erheblich profitieren. Die Voraussetzung dafür ist die Anbindung an die vorhandenen Maschinen und Geräte, damit die MES Informationen wie Produktionsdaten, Prozessdaten und Qualitätsdaten direkt von den Betriebsmitteln erfassen können.
Diese Anbindung stellt aber oft eine große Herausforderung dar, denn die Maschinen- und Gerätelandschaften von Bordnetzherstellern sind in aller Regel äußerst heterogen. DiIT, Spezialist für integrierte Softwaresysteme in der Kabelsatzproduktion, erläutert, welche Schnittstellenarten ein MES unterstützen muss, damit es seine Aufgabe erfüllen kann:
- Native Schnittstellen. Im Schneidebereich von Bordnetzherstellern (Produktionsbereich „P1“) kommen meist klassische Maschinen zum Schneiden von Kabeln und dem Aufbringen von Steckern zum Einsatz. Diese Maschinen bringen in aller Regel native Schnittstellen mit. Ein geeignetes MES für die Bordnetzproduktion muss deshalb die verschiedenen nativen Schnittstellen der unterschiedlichen Maschinenhersteller unterstützen.
- Rudimentäre Schnittstellen. In der Vor- und Endmontage (Produktionsbereiche „P2“ und „P3“) nutzen Bordnetzhersteller häufig sehr einfache Geräte, die nur sehr rudimentäre oder gar keine Schnittstellenfunktionalitäten zur Verfügung stellen. Ein MES sollte allgemeine Lösungen mitbringen, über die es mit solchen Geräten dennoch ein Mindestmaß an Informationen auszutauschen kann; etwa, dass darauf gerade produziert wird, dass ein Teil fertiggestellt ist und ob es sich dabei um ein Gutteil oder Schlechtteil handelt.
- Standardbasierte Schnittstellen. Zunehmend kommen bei Bordnetzherstellern auch modernere und komplexere Maschinen zum Einsatz. Sie produzieren über mehrere Stationen hinweg komplette kleinere Bordnetze oder stellen komplexere Spezialkabel aus mehreren Schichten etwa für Hochvolt-Bordnetze her. Solche Maschinen bringen verstärkt moderne Schnittstellen mit, die auf Datenaustauschstandards wie beispielsweise der OPC Unified Architecture basieren. Für die MES wird es deshalb immer wichtiger, auch solche Schnittstellentechnologien zu unterstützen.
„Um Bordnetzherstellern die Anbindung ihrer Maschinenlandschaften zu ermöglichen, muss ein MES eine große Spanne abdecken – von ganz einfachen Geräten bis hin zu hochautomatisierten Prozesszellen“, sagt Bernd Jost, Geschäftsführer von DiIT. „Nur dann ist es sowohl für die aktuellen als auch die künftigen Anforderungen dieser Branche gerüstet und kann sie beim Übergang zu mehr Digitalisierung und Automatisierung nachhaltig unterstützen.“
Dieses Listicle kann auch unter www.pr-com.de/companies/DiIT abgerufen werden.
Die DiIT GmbH mit Sitz in Krailling bei München ist ein weltweit führender Hersteller von integrierten Softwarelösungen für Manufacturing Execution (MES), KSK-Fertigung und Logistik. Die in der Software-Suite "4Wire Solutions" gebündelten Kompetenzen von DiIT kommen vor allem bei der Produktion von Kabelsätzen und Kabelbäumen zum Einsatz, nicht zuletzt in der Automobilindustrie. Durch die Digitalisierung der Wertschöpfungsketten optimiert und steuert die innovative Software des Unternehmens komplexe Fertigungs- und Logistikprozesse. Sie unterstützt zudem die Qualitätssicherung und verbessert die Rückverfolgbarkeit. DiIT wurde 1990 gegründet, verfügt über eine Zweigniederlassung in Berlin und ist zusätzlich in den Schlüsselmärkten Mexiko und China vertreten. Das Unternehmen bietet internationalen Konzernen bis hin zu kleineren Kunden ein umfassendes Dienstleistungspaket von Consulting über Projektmanagement bis zu kundenspezifischen Implementierungen und Trainings an. Die Support Line von DiIT ist während 24 Stunden an 365 Tagen erreichbar. DiIT gehört als selbständig geführtes Unternehmen zur Schleuniger Gruppe. Schleuniger ist eine weltweit tätige Technologiegruppe und ein führender Ausrüster der kabelverarbeitenden Industrie. Weitere Informationen: www.diit.de
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DiIT präsentiert erste MES-Standardlösung für die Vor- und Endmontage in der kabelverarbeitenden Industrie
Die neue Lösung 4Wire EAS (Extended Assembly System) ist eine Erweiterung des Manufacturing-Execution-Systems 4Wire CAO (Cutting and Assembly Optimization) von DiIT. Während CAO den Schneidebereich von beispielsweise Bordnetzherstellern abbildet (Produktionsbereich „P1“), unterstützt die neue Software EAS die Folgeprozesse in der Vor- und Endmontage (Produktionsbereiche „P2“ und „P3“).
Im Gegensatz zum hochautomatisierten Schneidebereich sind die Montagebereiche durch große Heterogenität gekennzeichnet. Das gilt sowohl für Materialien und Artikel als auch Prozesse und Geräte. Mit Hilfe allgemeiner Konzepte unterstützt die Software kabelverarbeitende Unternehmen dabei, diese Komplexität zu beherrschen und ihre Montageprozesse effizient zu planen, zu steuern, zu optimieren und zu dokumentieren.
Die wichtigsten Features von 4Wire EAS:
- Individualisierbarkeit. Die zentralen Elemente des Systems können von Grund auf definiert werden. Dazu zählen Materialien, Prozesse, Artikel, Produktionspläne, prozessbezogene Daten, Maßnahmen zur Qualitätssicherung und Geräte. Bei Bedarf lassen sich die Elemente auch jederzeit komplett neu konfigurieren. Dadurch können Bordnetzhersteller schnell und unkompliziert auf veränderte Anforderungen reagieren.
- Rückverfolgbarkeit. Die Software unterstützt sowohl die Rückverfolgung der Produkte als auch der Prozesse. Bordnetzhersteller können die Zusammensetzung jedes produzierten Artikels jederzeit nachverfolgen. Darüber hinaus haben sie die Möglichkeit, das Modell für die Produktrückverfolgung mit zusätzlichen prozessbezogenen Daten anzureichern.
- Konnektivität. 4Wire EAS ermöglicht die Anbindung einer Vielzahl unterschiedlicher Geräte. Dazu unterstützt die Software zum einen die nativen Schnittstellen verschiedener Maschinenhersteller. Zum anderen bringt sie allgemeine Konnektivitätslösungen für die Anbindung von Geräten mit, die nur über rudimentäre oder gar keine Schnittstellenfunktionalitäten verfügen.
- Integrationsfähigkeit. Eine moderne API ermöglicht eine freie Integration der Software in vorhandene IT-Landschaften. Auf diesem Weg kann 4Wire EAS etwa Stamm-, Artikel-, und Auftragsdaten aus PLM- und ERP-Systemen einlesen oder Qualitätsparameter an Reportinglösungen übertragen. Als alternative Methode steht darüber hinaus auch ein klassischer Datenaustausch per File-Integration zur Verfügung.
- Plattformunabhängigkeit. Als Benutzeroberflächen für die Endanwender kommen ausschließlich Web-Frontends zum Einsatz. Dadurch sind Bordnetzhersteller nicht gezwungen, jeden Arbeitsplatz mit einem vollwertigen PC auszustatten. Stattdessen können sie günstigere Tablets nutzen, die sich von einem Arbeitsplatz zum anderen transportieren lassen. Das gibt ihnen die Möglichkeit, die Einstiegsinvestitionen niedrig zu halten.
„Viele kabelverarbeitende Unternehmen haben die Potenziale, die ein Manufacturing Execution System im Schneidebereich bietet, inzwischen erfolgreich realisiert“, sagt Bernd Jost, Geschäftsführer von DiIT. „Jetzt haben sie die Möglichkeit, den nächsten logischen Schritt zu gehen und auch die Folgeprozesse mit einem solchen System zu steuern und zu optimieren. Mit 4Wire EAS steht ihnen dafür nun eine Standardlösung zur Verfügung, die einen reibungslosen und prozesssicheren Betrieb gewährleistet.“
Die DiIT GmbH mit Sitz in Krailling bei München ist ein weltweit führender Hersteller von integrierten Softwarelösungen für Manufacturing Execution (MES), KSK-Fertigung und Logistik. Die in der Software-Suite "4Wire Solutions" gebündelten Kompetenzen von DiIT kommen vor allem bei der Produktion von Kabelsätzen und Kabelbäumen zum Einsatz, nicht zuletzt in der Automobilindustrie. Durch die Digitalisierung der Wertschöpfungsketten optimiert und steuert die innovative Software des Unternehmens komplexe Fertigungs- und Logistikprozesse. Sie unterstützt zudem die Qualitätssicherung und verbessert die Rückverfolgbarkeit. DiIT wurde 1990 gegründet, verfügt über eine Zweigniederlassung in Berlin und ist zusätzlich in den Schlüsselmärkten Mexiko und China vertreten. Das Unternehmen bietet internationalen Konzernen bis hin zu kleineren Kunden ein umfassendes Dienstleistungspaket von Consulting über Projektmanagement bis zu kundenspezifischen Implementierungen und Trainings an. Die Support Line von DiIT ist während 24 Stunden an 365 Tagen erreichbar. DiIT gehört als selbständig geführtes Unternehmen zur Schleuniger Gruppe. Schleuniger ist eine weltweit tätige Technologiegruppe und ein führender Ausrüster der kabelverarbeitenden Industrie. Weitere Informationen: www.diit.de
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