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Praxisbeispiel Betriebliche Qualifizierung: Phoenix Contact baut den Kicker 4.0

Warum sich einem abstrakten Thema nicht mal spielerisch nähern? - dachte sich Eugen Heinrich, Leiter der Gruppe Studium & Projekte bei Phoenix Contact. Schnell entwickelte sich die Idee zu einem konkreten Projekt: innerhalb von drei Monaten sollten Studierende einen Kicker 4.0 bauen.

Studierende am Kicker 4.0
© Pheonix Contact

Industrie 4.0 heißt Probleme lösen

Was ist das ‚Ding‘ im Internet der Dinge? „Betrachtet mal den Spielball im Kicker als dieses ‚Ding‘.“, so die Vorgabe von Eugen Heinrich. Klar war: Wenn der Ball das „Ding“ sein soll, muss er identifizierbar sein. Das ermöglicht ein RFID Tag, ein codier-ter Transponder (umgangssprachlich Funketikett genannt), dessen Code mittels Le-segerät erkannt wird. Die Suche nach Kickerbällen mit bereits eingebautem RFID Tag in Online Shops war erfolglos. Die Bälle mussten also selbst hergestellt werden. Man nehme Polyamid-Pulver, presse daraus eine Halbkugel, den Rohling, und erhitze ihn auf 168,5 °C; dieser Vorgang heißt Sintern. Diese Halbkugeln waren weiß. Sie wurden – um später anschaulich sortiert werden zu können – rot, gelb, grün und blau einge-färbt. Die in zwei Hälften gesinterten Bälle wurden durch einen Bajonettverschluss vereint, sprich durch Ineinanderstecken und entgegengesetztes Drehen verbunden. Beim Test-Kickern lösten sich jedoch die Ballhälften. Deshalb füllte man sie mit Heiß-kleber, bestückte sie mit einem RFDI Tag und verklebte sie. Den erneuten Test bestanden sowohl die Bälle als auch die Tags in den Bällen. Der ganze Prozess dauerte elf Stunden: vier Stunden Bauzeit, zwei Stunden Vorheizzeit, vier Stunden Abkühlzeit und eine Stunde Nachbearbeitung (Strahlen mit Glaskugeln). Dank RFID Tag ist jeder Ball identifizierbar. Der Kicker hat in beiden Toren eine Lichtschranke und ein RFID-Lesegerät. So wird das Spielgeschehen aufgezeichnet (die Daten werden im Hintergrund in eine Datenbank auf einem Server abgelegt). Jeder Ball weiß, wie lange er pro Spiel und insgesamt gespielt wurde (Stunden, Minuten, Sekunden), von wem (Spieler 1, Spieler 2) wie viele Tore wer mit ihm geschossen hat.

Was den Kicker 4.0 ausmacht, ist zum einen der Ball, zum anderen „DAISy“ (Digital Automation Integrated System), eine Sortiermaschine. Sie lagert die Bälle und gibt sie an den Spieler aus, der jeden Ball mittels PC gezielt ansteuern und auswählen kann. Jeder Spieler kann seine eigene Statistik führen. Auch die erfolgreichsten Spieler können angezeigt werden: Max Meier, 105 Spiele gewonnen, Tor-Gegentor-Verhältnis 7:1. Das ist ein Mehrwert für den Spieler, der „Use Case“ (Anwendungsfall), das nach außen sichtbare Verhalten eines Systems aus Sicht des Nutzers. Die Erfassung der Daten und deren intelligentes Management erhebt den herkömmlichen Kicker ins Reich von 4.0.

Was der Kicker noch alles kann

Damit ist der Kicker der Dual Studierenden von Phoenix Contact noch nicht hinrei-chend beschrieben. So gibt es Bandenwerbung und eine Flutlichtanlage besteht aus vier Strahlern mit jeweils acht LEDs. Um Stadionatmosphäre zu schaffen, wird das Sprachausgabeelement PSD-S AE V15/1 von Phoenix Contact verwendet. Darauf wurden 15 Audiodateien gespeichert, die einzeln abgespielt werden können. Alle Sounds haben spezielle Trigger (Auslöser) wie An- und Abpfiff oder Tor und liefern zur jeweiligen Situation eine passende Untermalung.

Zudem gibt es auf beiden Spielbildschirmen zwei Fehlermeldungen, die angezeigt werden, sobald bestimmte Voraussetzungen erfüllt sind. Die erste Fehlermeldung erscheint, wenn der RFID-Reader während des Spiels einen anderen Ball einliest als den aktuellen Spielball. Die Meldung weist den Spieler darauf hin, dass erst weiterge-spielt werden kann, wenn entweder der „richtige“ Ball wieder eingelesen wird oder der „Stopp“-Knopf gedrückt wird. Die andere Fehlermeldung erscheint, wenn die Licht-schranke durchbrochen wird, aber der RFID-Reader keinen Wert einliest.

Außerdem lässt sich der Kicker über ein Bedienpult mit vier Tastern („Start“, „Stopp“, „Ballausgabe“, „Beleuchtung_Schaltschrank“) und einem Raster („manueller Modus“) bedienen.

Gerade noch im Zeitplan

Als der Kicker kurz vor Eröffnung des Training Centers spielbereit war und der letzte Test – die Generalprobe – anstand, verrutschte eine Kunststoffplatte. Großes Malheur! Hektik bracht aus, das Problem konnte jedoch rechtzeitig behoben werden, „aber alle waren schweißgebadet“, berichtet Projektleiter Norbert Wrede. Er habe sel-ten ein so hoch motiviertes Projektteam wie das Kicker-Team erlebt, „alle waren fest davon überzeugt, dass sie’s schaffen.“

Der Kicker 4.0 brachte es auf die Titelseite der Mitarbeiterzeitung „Contact“. Für eine Serienfertigung sei er aber nicht geeignet, „man müsste sehr tief in die Tasche greifen“, sagt Eugen Heinrich. Trotzdem verstaube das Spielzeug nicht: „Es gibt Anfragen von Technikmessen.“ Ist er nicht auf der Messe, sollen die Auszubildenden und Dual Studierenden mit ihm kickern können.

Die Phoenix Contact GmbH & Co. KG auf einen Blick

Die Phoenix Contact GmbH & Co. KG ist ein Unternehmen, das Komponenten, Sys-teme und Lösungen für die Elektrotechnik, die Elektronik und die Automation anbietet – insgesamt über 60 000 Produkte. Das Familien-Unternehmen, 1923 gegründet, beschäftigt 14 500 Mitarbeiter weltweit und hat 2015 einen Umsatz von 1,91 Milliarden Euro erwirtschaftet. Der Stammsitz ist Blomberg in Ostwestfalen-Lippe. Zur Phoenix Contact-Gruppe gehören zwölf Unternehmen in Deutschland und mehr als 50 Ver-triebs-Gesellschaften in aller Welt.

Nach eigenen Angaben ist das Unternehmen „durch die Erfahrungen im hauseigenen Maschinenbau mit den Anforderungen der Digitalisierung entlang des gesamten Produkt-Lebenszyklus vertraut“. Phoenix Contact ist eins von 25 Kernunternehmen im Spitzencluster „Intelligente technische Systeme Ostwestfalen-Lippe“ (it’s OWL) des Bundesministeriums für Bildung und Forschung.