Herstellerunabhängiger Automatisierungsansatz für mehr Nachhaltigkeit

Der ökologische Fussabdruck einer Industrieanlage ist auch davon abhängig wie diese automatisiert wurde. Wer es ernst meint mit dem Internet of Things, sollte proprietäre Systeme meiden.

Auf den ersten Blick mag der Zusammenhang nicht offensichtlich sein. Dass ausgerechnet die industrielle Automatisierung einen Beitrag zu mehr Nachhaltigkeit und Klimaschutz leisten soll, lässt sich aus der historischen Entwicklung der Industrialisierung nur schwer ableiten. Vielmehr prägen dort Themen wie Massenproduktion, Ressourcenausbeutung oder Luftverschmutzung das Bild.

Doch die Ausgangslage hat sich während der vergangenen Jahrzehnte massiv verändert. Energie kann zum Beispiel nicht mehr inflationär genutzt werden, für den Ausstoss von CO₂-Emissionen gelten verschärfte Regeln und zahlreiche End- und Zwischenprodukte müssen heute auch in kleinen Losgrössen hergestellt werden. Wettbewerbsfähigkeit muss sich mittlerweile also schon oft daran messen lassen, wie nachhaltig ein Unternehmen agiert.

In Form der EU-Taxonomie existiert auch bereits ein internationales Instrumentarium, mit dem Investoren wirklich nachhaltiges von bloss scheinbar nachhaltigem Wirtschaften unterscheiden können. Neben der Einsicht, dass Industrie und Wirtschaft nur auf einem bewohnbaren Planeten funktionieren, ist Nachhaltigkeit nun auch aus finanziellen Gründen zur handfesten unternehmerischen Notwendigkeit geworden. Und gerade die Automatisierung kann dazu einen entscheidenden Beitrag leisten.

Erstmal die Sichtbarkeit erhöhen

Ein entscheidender Aspekt auf dem Weg zu einer nachhaltigeren Produktion ist die Erhöhung der Energieeffizienz. Dazu ist es nötig, exakt über den Energiebedarf einer Anlage, Maschine oder letztlich eines Produkts informiert zu sein. Denn nur so lassen sich Optimierungen zielsicher umsetzen und später auch auf ihren wirtschaftlichen Mehrwert hin analysieren.

Das Zauberwort heisst dabei Datendurchgängigkeit. Ohne dass Daten aus Maschinen, Messgeräten, Leistungsschaltern oder Frequenzumrichtern auf Softwareseite anbieterneutral zusammengeführt und ausgewertet werden können, wäre ein wirklich effizientes Energiemanagement nicht möglich. Grundsätzlich ist daher der Einsatz einer ganzheitlichen und vor allem offenen IoT-Lösungsarchitektur zu empfehlen. Nur so bleibt das System skalierbar und der Nutzen einer Investition zahlt sich langfristig aus.

Universal Automation ermöglicht IoT

Auch wenn es beim Sichtbarmachen von Verbräuchen zunächst eher um Digitalisierung geht, hat das Thema auch einen starken Bezug zur Automatisierung. Denn gerade die für ein IoT-Netzwerk ausschlaggebende Datendurchgängigkeit wird durch ein für die Automatisierung der vergangenen Jahrzehnte charakteristisches Phänomen erschwert: proprietäre Systeme.

Weder können Softwareanwendungen von der SPS-Steuerung eines Herstellers auf die SPS-Steuerung eines anderen Herstellers übertragen werden, noch ist eine Querkommunikation zwischen beiden Steuerungen ohne Weiteres möglich. Für die Etablierung eines durchgängigen IoT-Netzwerks ein unnötiges Hindernis. Zumal heute auch andere Formen der Automatisierung möglich sind – und auch schon zum Einsatz kommen.

In der Non-Profit-Organisation UniversalAutomation.Org haben sich zum Beispiel 37 internationale Industrieunternehmen, Maschinenbauer, Systemintegratoren, Start-Ups, Forschungseinrichtungen und Universitäten zusammengetan, die seit 2021 gemeinsam an der Etablierung einer herstellerübergreifenden Runtime Execution Engine für Automatisierungskomponenten arbeiten.

Auch namhafte Hersteller aus der Industrie, etwa der französische Tech-Konzern Schneider Electric, zählen dazu. Die Idee hinter der bereits verfügbaren und in einigen Produkten implementierten Technologie ist es, eine Art herstellerunabhängiges Betriebssystem für die Automatisierung zu schaffen. Ähnlich wie in der IT-Welt geht es darum, dass Software und Hardware (auch deren Lebenszyklen) voneinander entkoppelt sind.

Empfehlenswert: In der Dokumentation «Neue Wege für die Automatisierung» erklären Fachleute aus Wirtschaft, Maschinenbau und Akademie welche Vorteile ein herstellerunabhängiger Automatisierungsansatz bringt. U.a. im YouTube-Kanal von Schneider Electric zu finden.

Basierend auf dieser Technologie hat beispielsweise Tech-Konzern Schneider Electric eine Engineering-Software entwickelt, mit der ein herstellerunabhängiges Automatisieren schon heute möglich ist. Ein Proof-of-Concept mit dem deutschen Maschinenbauer GEA wurde erfolgreich realisiert und auf dem Firmengelände des Dortmunder Pumpenherstellers Wilo steht eine Anlage für grünen Wasserstoff, die ebenfalls nach dieser Vorgehensweise und mit der Software von Schneider Electric automatisiert worden ist. In der Demonstrationsfabrik Swiss Smart Factory im schweizerischen Biel wurde ein Förderbandmodul mit der Technologie der UniversalAutomation.Org automatisiert.

Herstellerunabhängig nachhaltiger

Dass ein herstellerunabhängiger Automatisierungsansatz so grosse Effekte in Sachen Nachhaltigkeit hat, liegt insbesondere an der Flexibilität, die damit einhergeht. Kurzfristige Umrüstungen, modulare Konzepte, bedarfsgerechter Einsatz von Ressourcen, höherer Grad an digitaler Vernetztheit – all das lässt sich mit einer herstellerunabhängigen Automatisierungsphilosophie realisieren.

Der generellen Entwicklung weg von der Massenproduktion, hin zu einer kleinteiligeren, filigraneren und agileren Produktion entspricht dieser auf der Norm IEC61499 basierende Ansatz zu 100 Prozent. Ausserdem ist es bei einem hardwareunabhängigen Automatisierungsansatz so, dass für die Auswahl der passenden Hardwarekomponenten nicht mehr der Hersteller, sondern allein die Funktionalität (oder die Lieferbarkeit) ausschlaggebend ist. Ein entscheidender Faktor, wenn es darum geht, die wirklich nachhaltigsten und besten Maschinen für eine klimafreundliche Produktion zu bauen.