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Definition Was ist Retrofit?

| Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Stefan Luber / Nico Litzel

Der digitale Retrofit rüstet bestehende Maschinen, Anlagen und Geräte nachträglich mit moderner digitaler Sensorik und Kommunikationstechnik aus. Die Anlagen profitieren von den Vorteilen digitaler Technik der Industrie 4.0, ohne dass eine komplette Neuanschaffung von Maschinen notwendig ist.

(Bild: © aga7ta - stock.adobe.com)

Der Begriff Retrofit bezeichnet die Nachrüstung und Modernisierung bestehender Anlagen. Unter digitalem Retrofit versteht man die digitale Aufrüstung von Maschinen, um sie für Technologien der Industrie 4.0 und Anwendungen des Internet of Things (IoT) einsetzbar zu machen. Anstatt Anlagen komplett neu anzuschaffen, werden vorhandene Maschinen und Geräte mit moderner Sensorik und Kommunikationstechnik ausgestattet.

Im Vergleich zu einer Neuanschaffung lassen sich Kosten einsparen. Die Lebenszeit des vorhandenen Maschinenparks verlängert sich und modernisierte Anlagen sind in digitale Fertigungssysteme und Abläufe integrierbar. Sie sind in aktuelle IT-Systeme eingebunden und vernetzt. Zusätzlich unterstützen sie digitale Prozesse wie die vollständige Automatisierung der Produktion oder die vorbeugende Instandhaltung (Predictive Maintenance).

Vorteile eines digitalen Retrofits

Der digitale Retrofit bietet zahlreiche Vorteile. Einer der wichtigsten Vorteile ist, dass die Kosten im Vergleich zu einer Neuanschaffung von Maschinen meist wesentlich geringer sind. Mitarbeiter arbeiten mit den aufgerüsteten Anlagen wie gewohnt weiter, ohne zeit- und kostenintensive Schulungen besuchen zu müssen. Darüber hinaus sind keine Anpassungen oder Erweiterungen des Platzangebots in den Produktionsgebäuden notwendig.

Die neuen Komponenten des digitalen Retrofits sind platzsparend integrierbar. Sind die Anlagen digital aufgerüstet, erzielen sie eine höhere Produktivität und Produktqualität. Neue Sicherheitsbestimmungen für die Anlagen lassen sich durch den digitalen Retrofit einhalten. Durch den digitalen Retrofit ergeben sich folgende Vorteile:

  • Kostenersparnis im Vergleich zur Neuanschaffung von Maschinen
  • gewohnte Arbeitsweise der Mitarbeiter an den Maschinen kann beibehalten werden
  • keine Erweiterungen des Platzangebots notwendig
  • höhere Produktivität und Produktqualität
  • Senkung von Produktionskosten
  • bessere Energieeffizienz
  • Verlängerung der Lebensdauer der Anlagen
  • Erfüllung aktueller gesetzlicher Vorgaben oder Sicherheitsbestimmungen

Für den digitalen Retrofit benötigte Komponenten

Um einen Maschinenpark digital umzurüsten und für die Anforderungen der Industrie 4.0 vorzubereiten, sind verschiedene Komponenten notwendig. Im Wesentlichen erfordert der digitale Retrofit neue Hardware und Software aus dem Bereich der Sensorik und Kommunikationstechnik.

Die Kommunikationstechnik sorgt für die Vernetzung der Anlagen untereinander und mit den steuernden oder überwachenden Systemen. An den Maschinen angebrachte Sensoren überwachen verschiedene Abläufe und messen unterschiedliche physikalisch Größen. Sie liefern ihre erfassten Messwerte über das Netzwerk zur weiterverarbeitenden Software. Sollen vorhandene SPS-Steuerungen nicht verändert werden, besteht die Möglichkeit, Gateways einzusetzen, die die notwendigen Anpassungen vornehmen, um die Steuerungen mit den digitalen Prozessen zu verbinden.

Abwägung zwischen Neubeschaffung von Maschinen und digitalem Retrofit

Nicht immer ist die digitale Aufrüstung von Anlagen mit vertretbarem Aufwand möglich oder sinnvoll. Bevor ein digitaler Retrofit durchgeführt wird, ist eine Abwägung gegenüber einer Neuanschaffung vorzunehmen. Grundsätzlich sind selbst älteste Maschinen mit digitaler Technik modernisierbar, doch nimmt der Aufwand hierfür unter Umständen ein enormes Ausmaß an. Für die Entscheidung zwischen einer Ersatzbeschaffung und dem digitalen Retrofit sind folgende Fragen zu beantworten:

  • Sind die bestehenden Anlagen bereits abgeschrieben?
  • In welchem Allgemeinzustand befindet sich der zu digitalisierende Maschinenpark?
  • Wie lange sind die Anlagen noch nutzbar?
  • Ist die erzielbare Produktionskapazität ausreichend?
  • Entspricht die erzielbare Qualität der Produkte den Anforderungen?
  • Welche Kosten und Aufwände entstehen durch den Retrofit?
  • Welche Kosten und welchen Aufwand verursacht eine Neubeschaffung?

Ablauf eines digitalen Retrofits

Vor dem eigentlichen Retrofit ist eine Analyse der Prozesse und Maschinenabläufe durchzuführen. Es ist zu untersuchen, welche Leistung die vorhandenen Maschinen erbringen und welche Signale für die Digitalisierung bereitzustellen sind. Auf Basis dieser Informationen lässt sich festlegen, welche Hardware und Software nachzurüsten ist. Die Bedarfsanalyse liefert die benötigten Sensoren und Kommunikationssysteme für einen digitalen Retrofit.

Sind alle Anforderungen aufgenommen und die nachzurüstenden Systeme identifiziert, findet die tatsächliche Modernisierung der Anlage statt. Ein Teil der Arbeiten lässt sich im normalen Betrieb ausführen, für bestimmte Tätigkeiten kann es erforderlich sein, die Produktion zu unterbrechen. Zunächst erfolgt die grundsätzliche Bereitstellung der Technik zur Vernetzung der Maschinen.

Anschließend werden die benötigten Sensoren installiert und in das Kommunikationsnetz eingebunden. Sämtliche bereitgestellten Maschinen- und Sensordaten lassen sich zusammenführen und der steuernden oder überwachenden Software übermitteln. Dort erfolgt die Analyse der Daten und die digitale Integration in die Produktionsabläufe der Industrie 4.0.

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