Für viele Maschinenbauer fühlt sich funktionale Sicherheit immer noch wie eine Einschränkung an. Oft wird erst spät im Projekt an sie gedacht, sie erhöht die Komplexität und erzeugt Druck bei der Validierung, Dokumentation und Inbetriebnahme.
Doch diese Herangehensweise funktioniert nicht mehr.
In der Automobilproduktion, insbesondere im E-Mobilitätsbereich, müssen Maschinen einen Hochdurchsatz mit flexiblen Layouts und einer sicheren Interaktion zwischen Menschen und Bewegung miteinander in Einklang bringen. Gleichzeitig steigt der regulatorische Druck. Neue Anforderungen an Maschinen, Cybersicherheit und integrierte Sicherheit verändern, wie eine gute Maschinenkonstruktion aussieht.
Die Herausforderung ist klar: Wie erfüllt man höhere Sicherheitsanforderungen, ohne dass die Sicherheit zum Produktionshindernis wird?
Die Antwort beginnt mit einer Änderung der Denkweise. Bei der funktionalen Sicherheit geht es nicht nur darum, Risiken zu reduzieren. Wenn sie frühzeitig korrekt konstruiert und integriert wird, trägt sie auch dazu bei, die Engineering-Geschwindigkeit, die Maschinenverfügbarkeit, die Energieeffizienz und die Zukunftsfähigkeit zu verbessern.
Noch immer werden viele Sicherheitskonzepte erst nachträglich entwickelt. Risiken werden erst spät im Prozess bewertet, Schutzmaßnahmen werden nachträglich hinzugefügt und Sicherheitsfunktionen sind vom Rest der Maschinenkonstruktion getrennt.
Dies führt in der Regel zu vermeidbaren Problemen:
Viele Automobil-OEMs und Maschinenbauer verlieren Zeit mit dem Lösen dieser Probleme. Sie wissen, dass Sicherheit notwendig ist, aber sie haben Schwierigkeiten, weil die Sicherheit nicht früh genug in die Architektur integriert wurde.
Die funktionale Sicherheit sollte ein untrennbarer Bestandteil des Maschinenkonzepts sein und nicht erst nachträglich daraufgesetzt werden.
Ein besserer Ansatz besteht darin, frühzeitig zu beginnen und die Sicherheit direkt in die Maschinenkonstruktion zu integrieren.
Das bedeutet, von Anfang an drei Punkte zu berücksichtigen:
1. Eine Risikobewertung unter Berücksichtigung der tatsächlichen Anwendung
Ein solides Sicherheitskonzept beginnt damit, zu verstehen, welche Teile des Prozesses ein Risiko darstellen. In der Automobil- und Batterieproduktion sind gesteuerte Bewegungen, manuelle Interaktion und hochwertige Prozesse häufig eng miteinander verbunden. Eine präzise Risikobewertung ist daher umso wichtiger.
Wenn das Risiko klar ist, wird auch das erforderliche Sicherheitsniveau deutlich. Das erspart später viel Rätselraten.
2. Sicherheitsfunktionen, die zur Maschinenarchitektur passen
Der nächste Schritt besteht darin, festzulegen, welche Sicherheitsfunktionen benötigt werden und wo sie in die Anlage integriert werden sollen. An dieser Stelle stehen viele Teams vor einem Kompromiss zwischen Schutz, Komplexität und Flexibilität.
Der beste Ansatz besteht darin, die Sicherheitsfunktionen von Anfang an auf die Anwendung, das Fahrprofil und das Maschinenlayout abzustimmen. Dadurch erhalten Engineering-Teams mehr Kontrolle über das Anlagenverhalten und Überspezifikationen werden vermieden.
3. Eine Implementierung, die die Leistungsfähigkeit unterstützt
Schaltplanentwurf und Komponentenwahl entscheiden darüber, wie Sicherheit in der Praxis funktioniert. Ansprechzeiten, Diagnosen, Neustartverhalten und Fehlerbehebung beeinflussen allesamt die Produktivität.
Ein gutes Sicherheitskonzept schützt Menschen. Und es schützt auch die Produktionsleistung.
Eine der größten Veränderungen im modernen Maschinenbau ist der Übergang von zentralisierten Sicherheitskonzepten hin zu Sicherheitsfunktionen, die näher am Aktuator angesiedelt sind.
Das ist wichtig, denn je näher die Sicherheitsvorrichtung an der Bewegung liegt, desto schneller und präziser kann das System reagieren. Außerdem vereinfacht dies die Architektur in modularen Maschinenabschnitten und kann unnötigen Energieverbrauch reduzieren.
Das bietet echte Vorteile:
Dieser Aspekt wird von vielen Teams übersehen. Sicherheit muss eine Maschine nicht verlangsamen. Wenn sie richtig integriert ist, läuft die Maschine besser.
Es gibt die weit verbreitete Annahme, dass verbesserte Sicherheit immer zu einem höheren Energieverbrauch und zu einer geringeren Verfügbarkeit führt. In der Praxis ist oft das Gegenteil der Fall. Wenn Sicherheitsfunktionen richtig ausgewählt und integriert werden, tragen sie dazu bei, Ausschuss zu vermeiden und den Gesamtwirkungsgrad der Maschine zu erhöhen. Klar definierte Sicherheitsstrategien und ein intelligentes Bewegungsmanagement können unnötigen Luftverbrauch reduzieren, Verluste minimieren und Zykluszeiten verkürzen – all dies trägt zu einem hocheffizienten Maschinenkonzept bei. Dies ist besonders wichtig in der Automobilproduktion, wo die Effizienzziele mit ständig steigenden Anforderungen an Qualität und Compliance einhergehen. Funktionale Sicherheit sollte nicht getrennt von Effizienzentscheidungen betrachtet werden. Sie sollte Teil dieser Entscheidungen sein.
In der E-Mobilitäts-Produktion ist der Druck sogar noch größer. Die Batteriefertigung beinhaltet eine Kombination aus empfindlichen Prozessen, wertvollen Materialien und hohen Sicherheitsanforderungen. Das macht robuste, gut integrierte Sicherheitskonzepte umso wichtiger.
Doch das Prinzip beschränkt sich nicht nur auf die Batterieherstellung.
Ganz gleich, ob es um die Batteriemontage, die Fertigung elektrischer Antriebsstränge oder die Automatisierung im Automobilbereich im weiteren Sinne geht – Maschinenbauer benötigen Lösungen, die eine sichere Bewegung, ein einfacheres Engineering und einen zuverlässigen Betrieb gewährleisten. Eine Maschine muss produktiv sein und dabei aktuelle sowie zukünftige Normen erfüllen.
Deshalb ist ein technologieneutraler Ansatz von entscheidender Bedeutung. Sowohl elektrische als auch pneumatische Sicherheitsfunktionen spielen eine Rolle, wobei viele Anwendungsbereiche von der richtigen Kombination aus beidem profitieren.
Nicht jede Maschine muss von Grund auf neu konstruiert werden. Viele Hersteller und Maschinenbauer müssen bestehende Betriebsmittel nachrüsten, um neuere Sicherheitsvorschriften oder aktualisierte interne Normen zu erfüllen.
Hier kommen skalierbare Sicherheitskonzepte und nachträgliche Aufrüstungen zum Einsatz. Statt die gesamte Anlage neu zu planen, ist es einfacher, ausgewählte Sicherheitsfunktionen zu modernisieren, die Diagnose zu verbessern oder Maschinenabschnitte an aktuelle Anforderungen anzupassen.
Nachrüstungen sollten nicht in einem kompletten Neubau enden.
Die richtige Sicherheitsarchitektur hilft, bestehende Investitionen zu schützen und gleichzeitig die Anpassungsfähigkeit der Maschine zu verbessern.
Festo unterstützt Maschinenbauer mit Lösungen zur funktionalen Sicherheit, die Engineering, Sicherheit und Produktivität miteinander verbinden.
Dies umfasst Unterstützung für:
Maschinenbauer benötigen selten einzelne Komponenten für Automobil- und E-Mobilitäts-Anwendungen. Sie benötigen Sicherheitskonzepte, die echte Maschinenanforderungen erfüllen und ihnen helfen, mit weniger Aufwand von der Risikoanalyse zur Umsetzung zu gelangen.
Bei den wettbewerbsfähigsten Maschinenkonzepten ist die funktionale Sicherheit inzwischen ein untrennbarer Bestandteil der Maschinenleistung.
Dadurch ändert sich alles.
Sie können sicherere Bewegungsabläufe konstruieren, ohne die Anlage zu verkomplizieren. Sie können aktuelle Normen einhalten, ohne unnötigen Engineering-Aufwand zu verursachen. Und Sie können die Effizienz und Verfügbarkeit verbessern, während Sie gleichzeitig Menschen und Prozesse schützen.
Darin besteht die eigentliche Veränderung.
Funktionale Sicherheit ist nicht mehr nur ein Punkt auf der To-Do-Liste. Sie ist von Anfang an Bestandteil besserer Maschinen für die Automobilindustrie.