Die Rolle der Steckverbinder und Kabel in der Digitalisierung

| Autor / Redakteur: Jörg Scheer * / Kristin Rinortner

Industrie 4.0: 
Verbindunstechnik-Spezialisten müssen sowohl ihre Produkte als auch ihre Kompetenzen proaktiv in Richtung Digitalisierung weiterentwickeln.
Industrie 4.0: 
Verbindunstechnik-Spezialisten müssen sowohl ihre Produkte als auch ihre Kompetenzen proaktiv in Richtung Digitalisierung weiterentwickeln. (Bild: Weidmüller)

Ohne eine leistungsfähige und durchgängige Infrastruktur stößt die Digitalisierung schnell an die Grenzen. Hersteller müssen sowohl Produkte als auch Kompetenzen proaktiv weiterentwickeln.

Der digitale Wandel der Gesellschaft stellt neue Herausforderungen an Unternehmen. Aus dem digitalen Wandel, in dem wir uns befinden, ist erkennbar, dass sich Geschäftsmodelle, Produkte, aber auch Arbeitsprozesse sowie die Zusammenarbeit zwischen Mitarbeitern und mit Kunden verändern.

Der Trend der Digitalisierung in der Industrie erfordert neue Lösungsansätze auch für bisher rein elektromechanische Komponenten. Diese können und werden zukünftig Daten an Schnittstellen in Anlagen sammeln, analysieren und an die Verwaltungsschale kommunizieren. Dieses wird zu neuen Infrastrukturen, Produkten, Services und Geschäftsmodellen führen, die eine smarte Interconnection ermöglichen.

Dafür ist eine zuverlässige, durchgängige Infrastruktur entscheidend – denn ohne die Verbindung werden keine Energie, Signale oder Daten übertragen. In der Automatisierungstechnik wird, neben neuen Konzepten für die Energieübertragung und -verteilung, zukünftig auch ein störungs- und verlustfreier Informationsfluss ein entscheidender Erfolgsfaktor sein. Ohne eine leistungsfähige, durchgängige Infrastruktur stößt die Digitalisierung hier schnell an die Grenzen.

Die Bedeutung von Steckverbindern und Kabeln wird daher zukünftig noch weiter steigen. Diese Entwicklung wird von drei Trends maßgeblich beeinflusst: der Digitalisierung, der Dezentralisierung und der Miniaturisierung. Im industriellen Umfeld wandern immer mehr Funktionen in die Geräte- und Feldebene, wodurch es einen steigenden Bedarf an durchgängigen Verbindung zwischen Geräten entlang der horizontalen und vertikalen Achse der Automatisierungspyramide geben wird.

Gleichzeitig verändert die Digitalisierung die komplette bisherige Landschaft der Verbindungstechnik. Das IIoT (Industrial Internet of Things), wie die digitalisierte Industrie auch bezeichnet wird, besteht aus sogenannten Cyber-Physischen Systemen (CPS). Darunter versteht man eine Symbiose aus Hardware und Daten, in der es für jede Komponente einen „Digitalen Zwilling“ gibt.

Dabei handelt es sich nicht nur um ein exaktes Abbild der physikalischen Eigenschaften, sondern um ein ständig wachsendes Gedächtnis mit allen Daten und Ereignissen – von der Entwicklung über die Bestandteile und Eigenschaften einer Komponente oder eines Systems über den gesamten Lebenszyklus bis zum End-of-Life. Digitalisierung besteht auch für Produkte aus diesen beiden Dimensionen: Wir erhöhen die Leistungsfähigkeit und Spezifikationen, zum Beispiel mit schnelleren Datenübertragungsraten, oder stellen mit einer besseren Schirmung die elektromagnetische Verträglichkeit sicher.

Steckverbinder mit Sensoren und Diagnosefunktionen

Auch eine Erweiterung um intelligente Funktionen, beispielsweise für Predictive Maintenance, gehört dazu. Eine Integration von Sensor-und Diagnosefunktionen direkt in den Steckverbinder ermöglicht völlig neue Anwendungsfelder und macht zusätzliche Sensorik überflüssig.

So werden diese zukünftig nicht mehr nur Strom transportieren, sondern auch Daten erfassen und Condition Monitoring ermöglichen. Dadurch können wichtige Daten für die Produktionssteuerung wie beispielsweise der Stromverbrauch geliefert oder erfasst werden, wenn es Veränderungen innerhalb des Steckverbinders selber gibt – zum Beispiel, wenn sich der Widerstand aufgrund von Korrosion ändert und das Produkt auszufallen droht .

Erste Entwicklungen hat Weidmüller in diesem Bereich angestoßen. Um die Forschung und Entwicklung an smarter industrieller Verbindungstechnik, dem Wandel der industriellen Infrastruktur und der digitalen Beschreibung von Produkten zu unterstützen, etabliert Weidmüller ein Smart Connectivity Competence Center im Centrum für industrieller IT „CIIT“ in Lemgo auf dem Campus der Hochschule OWL.

Durch die Nähe zu diesem Hochschulstandort mit seinen Instituten, der Smart Factory OWL, sowie der Beteiligung am Netzwerk „It´s OWL“, soll das Competence Center optimale Unterstützung finden und an Innovationen im Bereich Verbindungstechnik forschen.

Darüber hinaus werden wir unseren Kunden künftig für jedes einzelne Produkt zusätzlich den eben beschriebenen Digitalen Zwilling zur Verfügung stellen. Im Bereich der Steckverbinder gibt es hier noch sehr viel ungenutztes Potenzial zu heben.

Wenn sämtliche Informationen über die Eigenschaften und Verwendung des Steckverbinders das Produkt über den gesamten Lebenszyklus als digitaler Datensatz begleiten, geht der Kundennutzen weit über eine effiziente und fehlerfreie Verarbeitung im Produktionsprozess hinaus. Auch in der Anwendung sind neue Businessmodelle denkbar.

Forschung und Entwicklung von Robotiklösungen

Daneben verändert vor allem das Thema Robotics zurzeit die Wertschöpfungsketten in der Produktion und damit vor allem den Maschinenbau. So soll der Bestand an Industrierobotern bis 2020 auf mehr als drei Millionen Stück anwachsen. Besonders in China spielt der Bereich bereits eine herausragende Rolle, sowohl beim Marktwachstum als auch bei der Technologieentwicklung.

Hier haben sich eine Vielzahl an Organisationen und Verbände etabliert, die das Thema gemeinsam mit Unternehmen vorantreiben – zum Beispiel die Robotation Academy Foshan oder die China Robot Industry Alliance. Durch den Zusammenschluss mit den Forschungseinrichtungen werden die Forschung und Entwicklung von Robotiklösungen weiter vorangetrieben und zukünftig noch stärker zum Einsatz kommen.

Und auch in Deutschland wachsen die Bedeutung und die Anwendungsfelder stark an. Steckverbinder spielen in diesem Kontext eine große Bedeutung – hier bietet Weidmüller viele Anschlusslösungen für die Versorgung der Roboter mit Energie, Daten und Signalen von der Feldebene bis in den Schaltschrank. Dazu gehören Systeme für die berührungslose Energieübertragung, Stromversorgungen, I/O-Systeme, schwere Steckverbinder, Energiemessgeräte, Netzwerkinfrastruktur sowie Energiebussysteme. Mit diesen Technologien wird die Vibrationsbeständigkeit, Ansprechgeschwindigkeit sowie die Leistung und Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindungen an den Robotern optimiert.

„Smart Production“ in der Volksrepublik China

Ein weiteres Beispiel ist die „Robotation-Akademie“ in Fushan – ein Zusammenschluss globaler Marktführer und lokaler Player – mit dem Focus auf „Smart Production“, also Industrie 4.0. Die Akademie schafft die Rahmenbedingungen für eine bereichsübergreifende Forschung und Entwicklung, die Möglichkeit konkrete Anwendungen greifbar zu machen und daran zu lernen. Industrie 4.0 wird auch in China immer wichtiger, da das Land mit extrem hohen Lohnzuwächsen zu kämpfen hat und einen Transformationsprozess, weg von der verlängerten Werkbank des Westens, hin zu mehr Automation vorantriebt.

Produkte proaktiv in Richtung Digitalisierung entwickeln

Weidmüller ist hier bereits sehr gut aufgestellt. Wir entwickeln sowohl unsere Produkte als auch unsere Kompetenzen proaktiv in Richtung Digitalisierung weiter – mit dem klaren Ziel, unsere Kunden in ihren Herausforderungen und bei der Transformation als Partner zu unterstützen. Ob persönlich oder online, ob mit Produkten, Mustern oder Daten, bei Entwicklungs- oder Zulassungsprozessen. Immer mit Erfahrung, Kompetenz und zukunftssicheren Lösungen. Um gemeinsam neue Wege zu gehen, bevor die bekannten im Sand der Geschichte verlaufen.

* Jörg Scheer ist Leiter der Division Device & Field Connectivity bei Weidmüller in Detmold.

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