Boge Wie aus Einzelmaßnahmen ein Industrie-4.0-nahes System wird

Autor Stefanie Michel

Betriebszustände zu erfassen oder die Einbindung in übergeordnete Systeme waren in der Druckluftbranche schon vor Industrie 4.0 Standard. Doch mit neuen Technologien, hoher Softwareaffinität und dem Mut, neue Ideen zu verwirklichen, setzt sich aus Einzelentwicklungen ein großes Bild zusammen, das Industrie 4.0 nahe kommt.

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Die Betriebszustände der Maschine kennen und daraus Aktionen ableiten: technisch schon lang möglich, doch durch Industrie 4.0 rückt das mehr und mehr ins Bewußtsein des Anwenders.
Die Betriebszustände der Maschine kennen und daraus Aktionen ableiten: technisch schon lang möglich, doch durch Industrie 4.0 rückt das mehr und mehr ins Bewußtsein des Anwenders.
(Bild: Boge)

Intelligenz? Vernetzung? Datengetriebene Services? All diese Themen, die heute unter dem Begriff „Industrie 4.0“ zusammengefasst sind, bringen den Kompressorenhersteller Boge aus Bielefeld nicht ins Schwitzen. Vieles davon hat sich bereits seit Langem in der Druckluftbranche etabliert, vor allem getrieben durch den Service. Geschäftsführer Thorsten Meier macht klar, warum das so ist: „Druckluft fällt dann auf, wenn sie nicht da ist. Daher waren wir früh motiviert, uns Gedanken zu machen, wie wir und der Anwender möglichst genau über den Zustand der Anlage Bescheid wissen.“ Nur dann lässt sich rechtzeitig erkennen, ob die Maschine optimal betrieben wird oder ob eine Wartung ansteht.

Hohe Fertigungstiefe für das optimale Endprodukt

Um solche Aussagen treffen zu können, muss man seine Produkte kennen und verstehen. Dieses Wissen sichert sich Boge durch seine hohen Fertigungstiefe. Unter anderem kommt sowohl die Maschinensteuerung als auch die übergeordnete Steuerung seit vielen Jahren aus dem eigenen Haus. Meier: „Wir maßen uns als Hersteller an, am besten zu wissen, welche Zustände einer Maschine erstrebenswert sind und welche eher nicht. Das versuchen wir dann natürlich auch in ‚codierten Zeilen’ niederzulegen und der Maschine sowie der übergeordneten Steuerung beizubringen.“ Für Boge ist es also nichts Revolutionäres, als Maschinenbauer Ressourcen in Programmierung und Software zu stecken. Neu ist allerdings das zunehmende Bewusstsein dafür – auch beim Kunden – sowie der steigende Bedarf an Mitarbeitern für die Programmierung von Steuerungstechnik und Analysesoftware.

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Doch nicht nur softwareseitig zeigt sich das Unternehmen versiert; auch was die Technik betrifft, stecken die Entwickler sehr tief in den einzelnen Fachgebieten. Der Grund ist einfach: Bestimmte Komponenten haben einen großen Einfluss auf das Endprodukt, aber die Anforderungen an diese Komponenten konnte bisher kein Hersteller auf dem Markt erfüllen. Deshalb wird vieles im Haus selbst entwickelt – oft auch mit externer Hilfe oder im Verbund mit Partnern, wie beispielsweise it's OWL.

Maschinendaten für Fernüberwachung und Analyse

Auch mit Servicekonzepten anhand von digitalen Daten betritt der Druckluftspezialist kein Neuland. Wie Meier berichtet, sind die Servicetechniker bereits seit über 15 Jahren mit Notebooks ausgestattet, um darauf sozusagen die „Lebensakte“ der Maschinen abzurufen. Ebenso ist es seit Langem technisch möglich, Maschinendaten für die Fernüberwachung oder für eigene Analysen zu protokollieren und daraus einen Service auszulösen – Puzzlesteine aus einer Zeit, in der nicht jede logische Entwicklung als Schritt hin zu Industrie 4.0 bezeichnet wurde. Solche Dienste werden bisher bei Weitem nicht so häufig genutzt, wie man vielleicht denken würde. „Ich glaube, wir waren da der Zeit voraus“, so Meier.

Schritt für Schritt hat man sich bei Boge umfangreiches Wissen um die Produkte, die Komponenten und die Software angeeignet. Nur damit ist es möglich, völlig neue Konzepte zu entwickeln und mit wirklichen Innovationen auf den Markt zu kommen, wie beispielsweise dem High-Speed-Turbo-Kompressor (HST) zur ölfreien Erzeugung von Druckluft. „Wenn vor zwei Jahren jemand in der Druckluftbranche gesagt hätte, dass es möglich ist, ölfrei Druckluft mit einer Maschine zu erzeugen, die kleiner, leiser, effizienter und günstiger ist als alles, was auf dem Markt ist, hätte das keiner geglaubt“, erzählt Meier heute.

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INTERVIEW MIT THOMAS MEIER: Innovativ zu sein, ist eine Lebenseinstellung

Effiziente Produkte mit völlig neuer Technologie, stetiges Unternehmenswachstum: Boge scheint vieles richtig zu machen, um lange am Markt bestehen zu können. Einer der Gründe ist Innovationsfähigkeit.

Thorsten Meier: „Wenn man so lange wie wir in einem Markt bestehen will, dann geht das nur mit einer intrinsischen Motivation, etwas voranzubringen.“
Thorsten Meier: „Wenn man so lange wie wir in einem Markt bestehen will, dann geht das nur mit einer intrinsischen Motivation, etwas voranzubringen.“
( Bild: Boge )

Welche Voraussetzungen sind nötig für Innovation?

Thorsten Meier: Was durchaus hilfreich ist, ist ein gewisser Marktdruck. Außerdem unterstützt es, wenn man einen Austausch durch Netzwerke pflegt, wie wir hier in Ostwestfalen. Das gibt einen gewissen Drive. Aber auch das Unternehmen selbst muss das ein Stück weit in den Genen haben.

Wie machen Sie bei Boge Innovationen möglich?

Thorsten Meier: Eigentlich ist das bei uns eine Lebenseinstellung. Wenn man so lange wie wir in einem Markt bestehen will, dann geht das nur mit einer intrinsischen Motivation, etwas voranzubringen. Beim HST haben wir die Mitarbeiter inklusive eines Marketing-Verantwortlichen in einen Raum gesteckt und zwei Jahre lang am Projekt arbeiten lassen. Dafür müssen wir schon Mut haben; dafür müssen auch die Gesellschafter Mut haben, so etwas mitzumachen.

Wie ist die Akzeptanz bei den Mitarbeitern?

Thorsten Meier: Für den HST haben wir Freiwillige für das Projektteam gesucht. Nach einer Woche hatten sich über 60 Mitarbeiter schriftlich beworben! Hier steckt Dampf im Unternehmen. Wenn Sie die Leute vor sich hertreiben müssen, geht so etwas nicht.

Luftgelagerte Antriebswelle macht den Unterschied

Die Entwicklung hat zwei Jahre gedauert und war nicht linear. Was die Technologie betrifft, wurde zunächst ein Weg beschritten, der in eine Sackgasse führte. Letztendlich entschied man sich, bei der Lagertechnik für die Antriebswelle auf Luftlager zu setzen, was den echten Unterschied machte. Magnetlagertechnik hätte die Kosten in die Höhe getrieben und eine hohe Komplexität verursacht, doch auf diese Weise blieb man effizient, wartungsarm und ölfrei. Hinzu kommt ein drehzahlgeregelter Permanentmagnetmotor, sodass insgesamt ein sehr kompaktes, aber hocheffizientes System entwickelt wurde, das zudem kaum anfällig für Verschleiß ist.

Bei diesem neuen Produkt zeigt sich erneut die Fertigungstiefe von Boge: Neben der Steuerung werden auch Motor und Frequenzumrichter im Haus entwickelt und produziert. Die Kombination der einzelnen Komponenten ist entscheidend für das Endprodukt, denn alles ist aufeinander abgestimmt und genau für den Einsatzzweck optimiert: Der Frequenzumrichter ist lediglich darauf ausgelegt, den Motor anzutreiben. Den Motor wiederum kann man nicht ohne Weiteres mit einem anderen Umrichter betreiben, weil er eine gewisse Intelligenz benötigt, die in diesem Umrichter steckt. „Den Motor bauen wir nicht, weil wir Lust zum Motorenbau haben, sondern weil das, was wir brauchen, nicht auf dem Markt erhältlich war. Dann hat man nur zwei Möglichkeiten: Entweder man sucht sich einen Entwicklungspartner oder macht es selbst“, erklärt Meier den Schritt.

Software setzt das Knowhow der Spezialisten um

Auch die Steuerungssoftware ist äußerst wichtig, denn sie muss das komplette System, das aus zwei Motoren, zwei Umrichtern und drei Verdichterstufen besteht, möglichst intelligent regeln. Das geht heute bereits so weit, dass die Maschine beispielsweise von vornherein bestimmte Zustände vermeidet. Das funktioniert nur, wenn man über viele Jahre hinweg seine Produkte kennenlernt. Wer kann schon die Frage beantworten, ab welchem Schwellenwert eine Warnung erfolgen soll? Ist beispielsweise eine Temperatur von 24 °C für die Maschine gut oder vielleicht nur unter bestimmten Bedingungen? Mitarbeiter oder Anwender können solche Situationen durch ihre langjährige Erfahrung einschätzen, doch dieses Wissen muss nun in Software umgesetzt werden – ein Prozess, in dem auch Boge noch steckt.

In die Entwicklung des HST flossen viele Themen, die heute unter „Industrie 4.0“ zusammengefasst werden. So bietet er alle Voraussetzungen für eine Überwachung der Betriebszustände über Smart Devices, während bei anderen Maschinen diese Möglichkeit optional ist. Doch zuletzt entscheidet der Kunde, ob er die Daten beispielsweise für eigene Zwecke protokolliert oder ob Boge die Fernüberwachung und das Condition Monitoring übernimmt. Bisher entwickelte sich die Zahl der Anwender nur sehr langsam, doch heute fragen immer mehr Kunden solche Themen nach.

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Thorsten Meier: „Wenn man so lange wie wir in einem Markt bestehen will, dann geht das nur mit einer intrinsischen Motivation, etwas voranzubringen.“
Thorsten Meier: „Wenn man so lange wie wir in einem Markt bestehen will, dann geht das nur mit einer intrinsischen Motivation, etwas voranzubringen.“
( Bild: Boge )

Welche Voraussetzungen sind nötig für Innovation?

Thorsten Meier: Was durchaus hilfreich ist, ist ein gewisser Marktdruck. Außerdem unterstützt es, wenn man einen Austausch durch Netzwerke pflegt, wie wir hier in Ostwestfalen. Das gibt einen gewissen Drive. Aber auch das Unternehmen selbst muss das ein Stück weit in den Genen haben.

Wie machen Sie bei Boge Innovationen möglich?

Thorsten Meier: Eigentlich ist das bei uns eine Lebenseinstellung. Wenn man so lange wie wir in einem Markt bestehen will, dann geht das nur mit einer intrinsischen Motivation, etwas voranzubringen. Beim HST haben wir die Mitarbeiter inklusive eines Marketing-Verantwortlichen in einen Raum gesteckt und zwei Jahre lang am Projekt arbeiten lassen. Dafür müssen wir schon Mut haben; dafür müssen auch die Gesellschafter Mut haben, so etwas mitzumachen.

Wie ist die Akzeptanz bei den Mitarbeitern?

Thorsten Meier: Für den HST haben wir Freiwillige für das Projektteam gesucht. Nach einer Woche hatten sich über 60 Mitarbeiter schriftlich beworben! Hier steckt Dampf im Unternehmen. Wenn Sie die Leute vor sich hertreiben müssen, geht so etwas nicht.

Erhebliches Potenzial bei Energieeffizienz vorhanden

Betreibt man seine Maschinen mit aufeinander abgestimmten, effizienten Komponenten und überwacht die Betriebszustände, ist es ein logischer Schritt, sich auch mit der Effizienz des Systems auseinanderzusetzen. Hier gibt es noch erhebliche Potenziale – angefangen bei der richtigen Auslegung der Anlage über den Umrichter bis hin zur Maschinenoptimierung nach Anwendungsfall als Dienstleistung. Der höchste Effizienzgewinn ist möglich mit einer guten Technik und einem an die Anwendung angepassten System. Das heißt, Boge versucht, so früh wie möglich bei der Planung dabei zu sein, um die Anlage entsprechend den Anforderungen zu planen. Für bestehende Anlagen wird in der Regel gemessen, wie hoch der Druckluftbedarf ist. Darauf hin legt Boge ein Druckluftsystem aus und optimiert es energetisch für den Anwendungsfall – aber nur genau dafür.

In der Realität verändern sich Unternehmen und damit auch ihre Anforderungen. Der Druckluftbedarf wird schnell nicht mehr der ursprünglichen Messung entsprechen, sodass man nun ein komplettes System austauschen müsste, um wieder im Optimum zu arbeiten. Boge will einen anderen Weg einschlagen: Da die neuen Maschinen Betriebszustände im laufenden Prozess mit aufzeichnen und auswerten können, lassen sich veränderte Bedarfe schnell erkennen. Im nächsten Schritt kann der Druckluftspezialist eine optimale Auslegung für den aktuellen Bedarf berechnen und an den Anwender herantreten. Beispielsweise könnte sich eine Energieeinsparung sofort realisieren lassen, wenn lediglich der Motor mit optimierten Impellern ausgetauscht würde. Um den Anwender tatsächlich zu einem Austausch zu bewegen, schlägt Boge vor, den Motor kostenlos zu liefern, aber am Umfang der Energieeinsparung für eine festgelegte Zeit zur Hälfte beteiligt zu werden.

Intelligente Maschinen werden Märkte der Zukunft verändern

Auch das ist ein Stück Industrie 4.0, denn ohne die Intelligenz in der Maschine ist bereits die Analyse nicht möglich. Für Meier ist dies ein Schritt in eine neue Zukunft: „Für mich ist das ein Fall, wo sich Märkte in Zukunft verändern werden. Es wird weggehen vom klassischen Kauf einer Druckluftstation, nach dem man zehn Jahre wartet, bevor man sich wieder mit dem Thema beschäftigt.“

Im Laufe der Jahre hat Boge zahlreiche Einzelmaßnahmen umgesetzt, die zum Teil erforderlich, zum Teil weitsichtig waren. Jetzt wird daraus ein großes Ganzes, das Bild setzt sich als „Industrie 4.0“ zusammen und Investitionen zahlen sich aus. Thorsten Meier ist sich sicher, dass auch der Kunde dadurch einen echten Mehrwert erhalten wird, weil jetzt er derjenige sein wird, der die Anbieter fordert – beispielsweise wenn er einfach nur die Druckluft und nicht die Maschine kaufen will. MM

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