Automati­sierungs­trends 2021

Der Automatisierungsbedarf wird 2021 größer und neue Anforde­rungen mit sich bringen. Schnelle und flexible Lösungen sind gefragter denn je, damit zum Beispiel Maschinenbauende und -betreibende die Herausforderungen im Sinne der Digitalisierung und Vernetzung beherrschen können. Der Maschinenbau und andere Branchen sind dabei vermehrt von Software-Entwicklung geprägt und möchten eigenes Know-how in die Steuerung und Software einbringen. So halten allgemein übliche Software-Entwicklungstools und Programmiersprachen immer mehr Einzug in die Automati­sierung. Und Engineering-Prozesse erfolgen in Zukunft komplett digital.

Der:Die Anwendende von heute möchte außerdem nur einsetzen und bezahlen, was er:sie wirklich benötigt, und jederzeit den Freiraum zur bedarfsgerechten Erweiterung haben. Automatisier­ungssysteme müssen sich daher an den Bedürfnissen der An­wendenden orientieren, nicht umgekehrt. Der Trend geht deshalb eindeutig in Richtung Microservice- bzw. App-basierte Systemarchitekturen statt großer Softwaremono­lithen. Nutzende besitzt damit den großen Vorteil, ihre Lösung nach ihren Anforderungen zusammenzustellen und hohe Wertschöpfung erzielen zu können.

Dabei bevorzugen Anwendende zunehmend Open Source-Systeme, da sie dabei maximale Freiheiten haben. Oft bildet hier das Betriebssystem Linux die Basis.

Mit Ökosystem und Co-Creation die beste Lösung schaffen

Das übergeordnete Ziel der Anwendenden ist es demnach, eine Lösung zu erhalten, die ihren Bedarf so gut und maßgeschneidert wie möglich erfüllt. Daher steigt – ge­messen an den Anforderungen der Bosch Rexroth-Kundschaft – im Jahr 2021 ganz be­sonders die Nachfrage nach Einfachheit, Offenheit und Flexibilität eines Automati­sierungssystems, das wie ein Ökosystem funktioniert.

Das benötigte Domä­nen-Know-how in der Automatisierung ist jedoch heute in der Summe so breit, dass ein Unternehmen allein es nicht abdecken kann. Daher steigt die Bereitschaft zur Zusammenarbeit in allen Richtungen. Anbietende und Partner:innen sowie Kund:innen erarbeiten gemeinsam die beste Lösung. Jeder konzentriert sich dabei auf seine Stärken und steuert Teillösungen bei, die über standardisierte Schnittstellen ideal ineinander­greifen.

Bosch Rexroth hat rund um das offene Automatisierungssystem ctrlX AUTOMATION ein Ökosystem geschaffen, das diesem Prinzip folgt. Anwendende können Apps von Bosch Rexroth, Applikationen von Drittanbietern oder selbst erstellte Apps nutzen. Die Nutzenden von ctrlX AUTOMATION können somit auf ein breites Portfolio an Applikationen zugreifen und diese einfach über den ctrlX Store herunterladen. Third-Party-Anbieter können in der ctrlX World ihre eigenen Apps bereitstellen. Bosch Rexroth setzt zudem auf die Co-Creation mit Anbietern von Hardware-Lösungen.

Die Automati­sierungsplattform ctrlX AUTOMATION erfüllt genau den Bedarf des:der modernen Anwendenden, denn sie hebt die Einschränkungen bisheriger Lösungen auf, da sie eine offene, flexible Architektur besitzt – basierend auf der leistungs- und kommunikations­fähigen industriellen Steuerungseinheit ctrlX CORE. Dabei setzt Bosch Rexroth auf das echtzeitfähige Betriebs­system Linux, durchgängig offene Standards, App-Technologie, web-basiertes Engineering und umfassende IoT-Verbindungen.

Nutzung von Technologien wie Digital Twins und Machine Learning steigt

Mit ctrlX AUTOMATION lassen sich beispielsweise Apps für die Digitalisierungs­trends im Maschinenbau herunterladen: Applikationen für die Umsetzung von KI-, Digital-Twin oder Simulations-Lösungen für Prozessoptimierungen in der Produktion und vieles mehr.

Die Nutzung von Technologien wie Digital Twins und Simulationen für die Entwick­lung und Inbe­triebnahme sowie zur Optimierung und Effizienzsteigerung wird weiter zunehmen. Gerade im Maschinenbau ist die Simulation bzw. der Digitale Zwilling eine immer stärker eingesetzte Technologie. Digital Twin-Anwendungen dienen zum einen der visuellen Nachbildung von Maschinen oder Anlagen, zum anderen lassen sich mit ihnen reale Abläufe und Prozesse visuell besser verstehen und optimieren – ohne in die Realität eingreifen zu müssen. Sie können nicht nur die Produktionspro­zesse durch Prog­nosen optimieren, sondern auch das Verständnis für die reale Leistung und den Betrieb von Anlagen.

Auch Künstliche Intelligenz (KI) und Machine Learning nehmen in der digitalisierten Produktion eine immer größere Rolle ein – sei es für vorausschauende Wartungs­prozesse oder für die autonome Produktion. Der Einsatz von KI-Methoden ermöglicht selbstoptimierende Anlagen, welche die Effizienz und Wirtschaftlichkeit von Produk­tionsprozessen wesentlich steigern. KI-basierte prädiktive Wartungssysteme finden in der vorausschauenden Wartung von Maschinen und Anlagen Anwendung und auch der Produktionsansatz in der kollaborativen und kontextsensitiven Robotik wird durch KI optimiert. Des Weiteren kann in der KI-basierten Qualitätskontrolle eine stetige Verbesserung der Produktqualität erzielt werden, da Ausschussraten und Prüfkosten sich durch ein effizientes Machine Learning verringern lassen. Die KI-basierte Datenanalyse und Machine Learning werden somit zur Basis für die Automatisierung und Optimierung von Produktionsprozessen.

Eine leistungsfähige und offene Steuerungsplattform wie ctrlX CORE eignet sich ideal als Grundlage für die Implementierung von KI, da sie auf dem Open Source-System Linux Ubuntu Core basiert. ctrlX AUTOMATION bietet mit dem ctrlX Data Layer eine standarisierte Ablage und einen Zugriffspunkt für alle Steuerungs­daten sowie für alle mit der Steuerung verbundenen Geräte. Die Daten sind hierbei bereits semantisch vorsortiert und vereinfachen so die Anwendung von Machine Learning-Algorithmen.

Neue Geschäftsmodelle und mehr Wertschöpfung durch Services

Im Zuge der digitalen Transformation entwickeln sich Produkte, Anlagen und Maschinen außerdem zunehmend zu wertschöpfenden Systemen, beispielsweise mit Service-Modellen wie „Remote Support“.

Auch die „Servitization“ gilt als eine Geschäftsmodellinnovation, die in der Industrie an Relevanz gewinnt. Das Portfolio wird hierbei um Service-Angebote erweitert und stellt somit eine Kombination aus Sachgütern und Dienstleistungen dar.

In den Maschinenbau halten gleichzeitig verstärkt Pay-per-Use-Modelle Einzug. Dabei bieten Maschinenbauende ihre Produkte nicht mehr zum Verkauf, sondern als Dienstleistung an. Sie vermieten also Maschinenkapazitäten. Die Abrechnungs­modelle umfassen dabei verschiedene Parameter. Das können Betriebsstunden, die Auslastung oder die produzierte Leistung sein. Diese Finanzierungsmodelle werden durch die durchgängige Vernetzung und Automatisierung von Anlagen und Maschin­en ermöglicht. Denn so stehen die erforderlichen Daten zur Analyse der zu Grunde liegenden Parameter zur Verfügung.

Umsetzung mit ctrlX AUTOMATION von Bosch Rexroth

Für die neuen Anforderungen und Technologietrends 2021 bietet Bosch Rexroth die entsprechende Lösung. ctrlX AUTOMATION umfasst alle erforderlichen Soft- und Hardware-Komponenten für vollstän­dige Systemlösungen: Hochperformante Steuerungen, kompakte An­triebe, Sicherheitslösungen, I/O-Module, HMIs und Industrie-PCs. In der ctrlX World lassen sich zudem zahlreiche Apps für die Digitalisierungstrends im Maschinenbau herunterladen.

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