Eine entsprechend strukturierte Maschine ist der ideale Ausgangspunkt für Produktionsnetzwerke, in denen Aufträge durch situatives Aggregieren von Funktionen erledigt werden. Nach dem Baukastenprinzip können Anlagen schneller konfiguriert und in Betrieb genommen werden. Wartung, Reparatur und Retrofit – eine gut durchdachte Technik vereinfacht alles. Das hat wiederum positive Auswirkungen auf die Lebenszykluskosten.
Baukasten der Zukunft
Wer heute im Maschinenbau die Richtung vorgibt, kennt das Konzept der Modularität, dessen Ursprünge bis in die 1970er Jahre zurückreichen. Obwohl der Begriff keinen „Trend“-Charakter besitzt, war er beim Workshop „Maschine 2020“, den wir im Mai 2012 durchführten, ein selbstverständlicher Bestandteil der Diskussionen rund um das Maschinenkonzept der Zukunft. Modularität ist nach wie vor von Bedeutung, weil sie ein scheinbar universelles Prinzip darstellt. Jede Generation interpretiert dieses Prinzip auf ihre eigene Weise – und diese Interpretation wird immer ausgefeilter, je mehr Gestaltungsspielraum neue Technologien bieten. Neue Automatisierungskonzepte, die auf Erkenntnissen der Mechatronik und einer rasanten Entwicklung der Rechenleistung basieren, haben die Möglichkeiten der Modularität im Maschinenbau weit über das Niveau der 1970er Jahre hinaus katapultiert. Der nächste große Fortschritt, basierend auf dem Potenzial des Cloud Computings, wird aller Voraussicht nach bis 2020 erreicht sein.
Der Modularitätsansatz greift bei vielen verschiedenen Aspekten der aktuellen Herausforderungen. Jürgen R. Schmid, seit 1983 mit seinem Designbüro DT Design Tech in Ammerbuch bei Tübingen selbstständig, hat das Konzept „Design to Success“ entwickelt. Ein Baukastensystem zwingt zu strukturiertem Vorgehen in der Entwicklung und schützt vor „Over-Engineering“. Die Module sind der ideale Ausgangspunkt für eine klare Bedienkommunikation. Sie erfüllen eine klar abgegrenzte Aufgabe oder Funktion und vermitteln nach außen große Klarheit und Einfachheit – unabhängig davon, wie komplex die Erfüllung dieser Aufgabe „innen“ tatsächlich ist.
Was die Modularität im maßgeschneiderten Corporate Design betrifft, spannt sich die Entwicklungslinie von der antiken Tempelfassade bis zu den jüngsten Gestaltungsvorschlägen für eine Massenfertigung, die sich immer mehr der Individualität der Konsumenten annähert.
Auch die speziell von uns ausgebildeten „Success Designer“ nutzen immer wirksamere Hebel, um das modulare Prinzip zu formulieren: durch innovative Materialien, neue Fertigungstechniken und leistungsfähigere Software für Konstruktion und Visualisierung. Modularität beginnt im Maschinen-Design lange bevor es um die konkrete Ausgestaltung der Formgebung geht. Die Aufgabe wird auf ihre Grundfunktionen reduziert und dann wieder individuell so zusammengesetzt, dass die Lösung möglichst effektiv, effizient und für die Nutzung attraktiv ist – sowohl für den Auftraggeber des „Design to Success“ als auch für die Kunden des Auftraggebers. Damit diese Annäherung an das Problem gelingt, benötigt der Success Designer einen Beratungsweg, der ihn zu den richtigen Kernfragen in exakter Formulierung führt. Gute Gestaltung ist präzise auf das Ziel hin ausgerichtet und maximiert die Wirkung des Baukastenprinzips.
Im Formangebot ist das Ganze im Detail mitgedacht. Zum Beispiel für die Service-Dimension: Für Kunden in neuen Märkten müssen Verschleißteile aus Materialien bestehen, die nicht nur in Europa kurzfristig beschafft werden können. Wenn das Maschinen-Design in einem offenen, additiven Formvokabular technologische Entwicklungen und Wachstum antizipiert, können die Module flexibel bleiben und müssen nicht starr bleiben. Eine maßgeschneiderte, punktgenaue Gestaltung kann die Idee des Baukastens kommunizieren, sodass das Gehäuse eine visuelle Anleitung zur Konfiguration der Anlage liefert.
Einige dieser Aspekte, die im Workshop „Maschine 2020“ thematisiert wurden, sind in den hier gezeigten Abbildungen zu sehen. Vieles davon kann Realität werden – wenn auch manches erst nach 2020, wie die Teilnehmer der Veranstaltung betonten. Der Maschinenbauer stellt die Einzelmaschine mit einem Konfigurator individuell für den Kunden zusammen. Die Module bestehen aus recycelbaren, intelligenten Textilien und Leichtbaumaterialien. Die Verkleidung ist Teil des Baukastensystems. An ihrem Bestimmungsort in der Produktionsanlage des Kunden werden die Einzelmaschinen über eine Fördereinrichtung mit einzeln steuerbaren Fördercontainern (für Werkstücke und Späne) verbunden. Die Bearbeitungseinheiten und Container rüsten sich selbsttätig um.
Es ist keine zusätzliche Abschirmung erforderlich, da die Maschinenfront den Bediener von der Bearbeitung trennt. Mit der Eingabe der Fertigungsauftragsdaten läuft die Produktion in der Maschinen-Cloud automatisch ab. Der Maschinenpark organisiert sich selbst. Die Anlage ist mit Redundanz ausgestattet: Beschädigte Module werden automatisch erkannt und über die Fördereinrichtung ausgetauscht. Möchte der Kunde zusätzliche Funktionen, kann er beim Maschinenbauer neue Module anfordern, die innerhalb von 24 Stunden geliefert werden.
Die Maschine in sieben Jahren:
Ende Mai vergangenen Jahres veranstalteten das Designbüro Design Tech und das Landesnetzwerk Mechatronik e.V. in Stuttgart gemeinsam einen Innovationsworkshop zum Thema „Maschine 2020.com“. Dabei wurden Fragen behandelt wie: Welche evolutionären oder revolutionären Schritte wird es in der Maschinenbaubranche in Zukunft geben? Die Diskussion war branchenübergreifend und unabhängig von einer bestimmten Anwendung. Unter anderem nahmen Vertreter von Aradex, Festo, KBA und Schnaithmann teil. Eine zusammenfassende Dokumentation des Workshops kann angefordert werden. Noch in diesem Jahr starten Design Tech und das Landesnetzwerk Mechatronik eine Vortragsreihe zu diesem Thema. Die Termine sind unter der angegebenen E-Mail-Adresse (info@designtech.eu) erfragbar.
