Erfolg mit neuem Innovationsprozess

Der Stuttgarter Experte für integrierte Lösungen im Bereich der Kabel- und Verbindungstechnologie hatte einen ersten Prototypen des Etherline Guard bereits auf der Hannover Messe 2019 vorgestellt. Dabei handelte es sich um ein erstes Labormuster. Basis war ein neuer Innovationsprozess im Unternehmen, genannt Innovation-For-Future, der erstmals auch radikale und disruptive Innovationen ermöglicht. Im Unterschied zum klassischen Stage-Gate-Prozess braucht es drei Voraussetzungen, die parallel zu erfüllen sind: Es muss eine technische Lösung entwickelt werden, es muss mit mindestens einem potenziellen Kunden gesprochen werden und es ist ein Geschäftsmodell zu entwickeln, welches vor allem die Zielkunden beschreibt. Der entscheidende Unterschied ist die Rolle des Managements. Statt bisher nur in definierten Intervallen Ja oder Nein zu einem Entwicklungsstand zu sagen, sind Führungskräfte nun als Ideengeber gefragt. Sie knüpfen für das Innovations- Team Netzwerke und stellen das Budget bereit, womit nicht nur Geld gemeint ist, sondern auch zeitlicher Freiraum. Der Innovation-For-Future-Prozess gibt die Freiheit, auch Innovationen außerhalb des Kerngeschäfts voranzutreiben.

Besonders hilfreich bei der Entwicklung war die frühe Vorstellung des Etherline Guard bei potenziellen Kunden – damals hieß das Gerät im Arbeitstitel noch Predictive Maintenance Box. Dank des direkten Kunden-Feedbacks konnte verhindert werden, dass die Innovation am Markt vorbei entwickelt wurde. 2020 kam der Etherline Guard dann bei drei Pilotkunden aus den Branchen Medizintechnik, Automotive und Intralogistik sowie im Dienstleistungs- und Logistikzentrum von Lapp in Ludwigsburg zum Einsatz. Im Zuge dieser Pilotprojekte konnte das Lapp-Entwicklerteam einige wichtige neue Erkenntnisse gewinnen.

Isolationsschicht beeinflusst die Alterung

Besonders spannend waren die Ergebnisse in Bezug auf den Alterungsprozess von Ethernet-Leitungen. Im Gegensatz zur allgemeinen Meinung, dass ein auftretender Drahtbruch im Kupferleiter das Ende der Lebensdauer einer dynamisch bewegten Datenleitung verursacht, kam heraus, dass in den meisten Fällen die Abnutzung und Veränderung in der Isolationsschicht schuld an der Verschlechterung der Übertragungseigenschaften von Datenleitungen ist. Der Grund: Die Ausbreitungsge-schwindigkeit elektromagnetischer Wellen wird nicht durch das Kupfer, sondern hauptsächlich durch die Isolation bestimmt. Die Aufbringung der Isolationsschicht auf den Leiter erfolgt in einem dreistufigen Extrusionsprozess, bei dem unterschiedliche Funktionsschichten erzeugt werden. Mit diesem hohen technischen Aufwand lässt sich ein niedriger Permittivitätswert erreichen. Vereinfacht lässt sich sagen; je niedriger die Permittivität (oder auch dielektrische Leitfähigkeit genannt), desto weniger Störeinwirkung auf das elektrische Feld des Leiters und desto höher ist dadurch die Geschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle in einer Ader. Bei Datenleitungen kommen daher Polyethylen oder Polypropylen mit niedrigen relativen Permittivitätswerten als Isolierwerkstoff zum Einsatz. Durch spezielle Verfahren wie „Foaming“ werden zudem Lufteinschlüsse in das Isolationsmaterial eingebracht, um die effektive Permittivität weiter zu senken. Wird nun eine Datenleitung dauerhaft hoher mechanischer und dynamischer Belastung ausgesetzt, bewirkt das eine Veränderung dieser Isolierschicht. Dies hat beispielsweise eine örtliche Kapazitätsänderung zur Folge, was wiederum den lokalen Wellenwiderstand der Leitung verändert. An diesen Störstellen kommt es dann zu unerwünschten Reflexionseffekten oder es treten unzulässige Signallaufzeitunterschiede auf, was wiederum die Datenübertragungseigenschaften reduziert. Dieser Effekt tritt einige Zeit vor dem eigentlichen Kupferdrahtbruch auf.

Verdrahtete Lösung bevorzugt

Wichtige Erkenntnisse konnte Lapp auch in Bezug auf das Kundenverhalten gewinnen: Viele Maschinenbauer sind seitens des Einsatzes eines IIoT-fähigen Geräts mit Funkverbindung eher zurückhaltend und bevorzugen eine verdrahtete Lösung. Das war auch der Grund dafür, den Etherline Guard in den erwähnten beiden Varianten, nämlich mit und ohne Funkmodul, anzubieten. Gleichzeitig war den Kunden die einfache Bedienung bei parallel komplexer Funktionalität wichtig. Das Überwachungsgerät sollte intuitiv funktionieren, aber möglichst klein und preisgünstig sein. Dank seines kundennahen Entwicklungsprozesses kann Lapp seinen Kunden nun mit dem Etherline Guard eine maßgeschneiderte Lösung für ihren Weg zur Smart Factory anbieten.