Trendreport

Strukturwandel

Schlauer fertigen

10.11.2016

In Werkzeugbaubetrieben fallen täglich Unmengen an wertvoller Information an – und nur die wenigsten werden überhaupt erfasst und fließen wiederum nur zu einem Bruchteil in Kalkulation, Planung oder Steuerung der Prozesse ein. Verschenkte Chancen zur Optimierung im Kampf um mehr Wettbewerbsfähigkeit in globalen Märkten. 

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Wer die Informationen, die täglich im
Unternehmen anfallen, richtig nutzt, hat den Schlüssel zu mehr Effizienz und zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit in der Hand.
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War es einst so, dass meist die größeren Unternehmen die kleineren aufgrund von Mengeneffekten im Wettbewerb ausgestochen haben, sehen wir heute, dass es in der Regel die schnelleren, die flexibleren Betriebe sind, die auch in global gewordenen Märkten die Nase vorn haben. Und in dieser Gruppe wiederum stechen die heraus, die nicht nur schnell sind, sondern auch intelligent: Unternehmen, die exakt wissen, was sie tun, und sich unter Einbeziehung aller verfügbarer Fakten entsprechend weiterentwickeln. Unternehmen, die quasi in Echtzeit auf sich verändernde Umstände reagieren können und die deshalb ihre Produkte schneller und zu optimalen Konditionen beim Kunden haben.

Unter dem Schlagwort „Industrie 4.0“ wurde eine Lawine an Zukunftstrends und Maßnahmen zusammengefasst, die, garniert mit fashionablen Buzzword-Anglizismen wie Big Data, Predictive Analytics oder Digital Transformation in der Welt der klassischen Produktion, um es vorsichtig zu sagen, eher misstrauisch beäugt werden. Dabei sind die meisten Unterehmen in Wirklichkeit bereits auf dem Weg zu Industrie 4.0, oft, ohne es selbst zu realisieren. In kleinen Ansätzen in der eigenen Fertigung werden Teilbereiche der schönen neuen Welt längst gelebt – Maschinen sind immer stärker automatisiert, die Datenströme sind untereinander vernetzt, und zumindest im Kleinen funktioniert der Abgleich der in der Produktion erhobenen Daten mit entsprechenden Maßnahmen und Korrekturen bereits heute effizient und präzise.

Automatisierung ist als Notwendigkeit auch in Unternehmen angekommen, die die Produktion bei Losgröße 1 im Fokus haben. Aber auch in der Serienfertigung ist die Zeit gigantischer Losgrößen längst vorbei – gefragt sind Produktionsmöglichkeiten, die flexibel und schnell auf neue Produkte oder Varianten umzustellen sind. Ohne großen Aufwand und mit minimalem Eingriff seitens der Bediener. Dazu kommt, dass nicht zuletzt aus Gründen der Wettbewerbsfähigkeit und immer kleinerer erzielbarer Margen sämtliche Ressourcen – von Rohstoffen über Produktionsmittel bis zu den Mitarbeitern – möglichst effizient und effektiv eingesetzt werden müssen, um überhaupt wirtschaftlich produzieren zu können.

Das sagt die Redaktion
Nicht groĂź, sondern smart
„Big Data“ ist eines der Schlagworte, die jedem um die Ohren fliegen, der beim Warnruf „Industrie 4.0“ nicht schnell genug in Deckung gegangen ist. Riesige Datenmengen, die „irgendwie“ nützlich sind und sich, glaubt man den Zukunftsgurus, direkt in Erfolg umwandeln lassen. Statt mit großen, komplexen und sich schnell ändernden Datenmengen zu agieren, sind gerade innovative, agile Unternehmen sehr wählerisch: Sie selektieren, welche Information relevant ist, was in einen Prozess einfließen soll und was getrost ignoriert werden kann. Beim Thema Automatisierung ist „lean“ ein guter Wegweiser – wer im Vorfeld überlegt, welche Information notwendig ist, kann auf sich schnell ändernde Anforderungen präzise, flink und effizient reagieren.
Richard Pergler 

Die anfängliche Befürchtung, dass Automatisierung im Bereich der Fertigung kleiner und kleinster Losgrößen Arbeitsplätze vernichtet, ist nahezu nirgendwo eingetroffen. Vielmehr sind die Tätigkeiten der Mitarbeiter qualifizierter geworden, da Automatisierung von Routine entlastet und den Blick freimachen kann fürs Wesentliche.

Allerdings: In der Regel sind das Insellösungen, die nicht das gesamte Unternehmen umspannen. Im Kleinen werden Modelle umgesetzt, die ein Lernen der Systeme von einem Schritt auf den

Schmidt GWF Recycling

Wenn eine Schraube genau „weiß“, welches Gewinde sie benötigt und wie es herzustellen ist, wenn sie zudem etwa bei einer Skalierung nicht nur die notwendigen Parameter ändert, sondern ihre Information vom Produktdesign bis zu Instandhaltung und Recycling mitnimmt, lässt sich Produktion effizient gestalten – ohne die Fehlerquellen, die wiederholtes manuelles Erfassen von Daten mit sich bringt.
Bild: Schmidt GWF

nächsten ermöglichen – etwa, um Maße zu korrigieren oder bei den Toleranzen nachzusetzen. Das funktioniert innerhalb der jeweiligen Anlagen inzwischen in der Regel auch problemlos, selbst dann, wenn die Komponenten von verschiedenen Herstellern kommen.

Lösungen aus der Praxis als Keimzellen

Es sind Lösungen aus der Praxis, die erste Keimzellen in den Unternehmen bilden. Verkettete Bearbeitungszentren, automatisierte Prozesse dienen oft in erster Linie dazu, die Maschinenlaufzeiten zu optimieren und so wettbewerbsfähige Stundensätze zu realisieren. Dabei ist indes immer wieder zu beobachten, dass richtige Ansätze nicht zu Ende gedacht werden.

Trends µ-genau
Intelligente WerkstĂĽcke
Unter dem sperrigen Begriff „Cyberphysikalische Systeme“ (CPS) versteht man reale Dinge, die mit Wissen, mit Information versehen sind und die in vernetzen Produktionskonzepten Planung und Steuerung beeinflussen und automatisieren. Aktuelles Beispiel sind gentrifizierte Normalien, wie sie das Unternehmen Meusburger in Zusammenarbeit mit dem Ingenieurs­büro Schmidt Gesellschaft für Werkzeug- und Formenbau in Nürnberg entwickelt: Eine mit Wissen angereicherte Schraube etwa bringt in ihrem Datensatz die Information mit, wie Bohrung und Gewinde beschaffen sein müssen – Durchmesser, Steigung, Oberflächenbeschaffenheit und vieles mehr –, um sie am Werkstück einzusetzen. Der digitale „Schatten“, der die Schraube auf ihrem Weg durch die Produktion begleitet, hat Vorteile – so kann sich der Konstrukteur auf das Wesentliche konzentrieren, wiederkehrende Routineeingaben werden elegant vermieden, ganze Bearbeitungsprozesse werden standardisiert übernommen. Auch die Fehlerquelle der manuellen Eingabe fällt weg. Wird die Schraube verändert, etwa von M4 auf M6 vergrößert, „weiß“ der Datensatz automatisch, dass sich neben Durchmesser, Gewindesteigung und ähnlichem auch die Toleranzklassen ändern und mit welchem Werkzeug jetzt das Gewinde erzeugt werden muss. Die Vorteile intelligenter Komponenten ziehen sich von der Konstruktion durch die gesamte Produktion bis zu Instandhaltung und Recycling.

Zwar werden über integrierte Messsysteme und andere Sensoren Daten über die augenblickliche Qualität der Prozesse gewonnen, die beispielsweise direkt dazu genutzt werden, in einem Regelkreis die Bearbeitungsparameter anzupassen und so das Bearbeitungsergebnis zu optimieren. Oder die dafür sorgen, dass etwa für einen verschlissenen Fräser ein neues, unverbrauchtes Schwesterwerkzeug eingewechselt wird, wenn die Abweichungen in der Bearbeitung abnutzungsbedingt die definierten Toleranzwerte überschreiten. Ein probates Procedere, wenn beispielsweise Produktion in die Nachtstunden oder ins Wochenende hinein verlängert werden soll. Aber wenn die Daten nicht über die Insellösung hinausreichen, verschenkt man Potenzial.

Heidenhain Connected Machining

Beim Konzept „Connected Machining“ des Steuerungsherstellers Heidenhain steht neben der einfachen Datennutzung in einer vernetzten Fertigung und der intuitiven Bedienung etwa von Steuerungen auch die Qualifikation der Mitarbeiter im Fokus – denn sie machen letztlich den Unterschied.
Bild: Heidenhain

Auch im Kleinen beginnt der Weg zur Automatisierung, zur Vernetzung der Daten und zu wirtschaftlichem Arbeiten erst einmal in den Köpfen der Verantwortlichen – sonst sind solche Projekte oft genug zum Scheitern verurteilt. Zunächst sollten die bestehenden Prozesse auf den Prüfstand, Abläufe und Produkte sind zu kategorisieren und zu standardisieren. Je mehr Energie, Überlegung und Wissen bereits hier im Vorfeld investiert wird, desto besser. Denn ohne eine eingehende Analyse wird das Vorhaben zum Blindflug.

Eigene Arbeitsabläufe auf den Prüfstand

Deshalb ist es sinnvoll, die eigenen Arbeitsabläufe zu hinterfragen und sich insbesondere über seine künftige Ausrichtung klar zu werden. Sich auf seine Kernkometenzen zu besinnen und alles nicht Dazugehörende abzugeben. Eine entsprechende unternehmensweite Strategie, die passenden Ziele und das Herunterbrechen dieser Leitlinie über alle Hierarchien und Abteilungen ist die essentiell notwendige Basis. Lean ist das Stichwort – denn erst einmal müssen Abläufe und Prozesse aus einer ganzheitlichen Perspektive heraus durchdacht, entsprechend optimiert und von Ballast befreit werden. Denn sonst wird man zwangsläufig auch Blindleistung und auch alles andere Überflüssige und Schädliche standardisieren und automatisieren – und damit „für alle Ewigkeit“ zum Bestandteil der eigenen Prozessketten und der eigenen Unternehmenskultur machen. Und das gilt es zu vermeiden.

Profil
Connected Machining
Arbeitserleichterungen und Zeiteinsparungen in der Produktion stehen beim Konzept „Connected Machining“ des Steuerungsherstellers Heidenhain im Fokus. Dazu gehören neben der einfachen Datennutzung in einer vernetzten Fertigung ebenso die Qualifikation der Mitarbeiter und die in­tuitive Bedienung von Steuerungen. Heidenhain-TNC-Steuerungen mit Connected Machining versprechen ein durchgängig digitales Auftragsmanagement in der Fertigung. Connected Machining fasst Funktionen der TNC-Steuerungen zusammen, die die Vernetzung der Steuerung in der Werkstatt mit allen produktionsbegleitenden Bereichen im Unternehmen unterstützen. So kann der Maschinenbediener mit dem Remote Desktop Manager alle im Unternehmen verfügbaren Daten und Informationen sicher nutzen. Das spart Zeit, wenn er etwa direkt von der TNC-Steuerung fehlende Daten aus CAD/CAM-Anwendungen abrufen kann. Ebenso kann er aber natürlich auch Rückmeldungen an alle Prozessbeteiligten senden, etwa über nachträglich in der Werkstatt angepasste Schnittdaten oder Zustellungen. Die Schnittstelle Heidenhain DNC ermöglicht unter anderem die Anbindung von TNC-Steuerungen an Warenwirtschafts- oder Leitstandsysteme. So können automatisierte Rückmeldungen über die laufenden Fertigungsprozesse eingerichtet werden. Das steigert die Transparenz in der Fertigung schon ab Losgröße 1 und unterstützt das termingerechte Auftragsmanagement. Mit der Durchgängigkeit der Daten lassen sich nicht nur Fertigungsprozesse rationeller und effizienter gestalten, sondern von Produktdesign bis Logistiksteuerung Prozesse über die gesamte Produktioskette integrieren. Und das ist einer der Kerngedanken von Industrie 4.0.

Die verschlankten, auf hohe Effizienz und Prozesssicherheit ausgerichteten Abläufe lassen sich dann sinnvoll in einem ganzheitlichen Ansatz weiterentwickeln und entsprechend automatisieren. Wichtig ist eine hohe Durchgängigkeit der Daten, die sicherstellt, dass es keine Brüche im Ablauf gibt, an denen etwa bereits erfasste Parameter erneut eingegeben werden müssen. Eine papierlose Fertigung, in der Werkstücke auf Datenviewern visualisiert werden, stellt sicher, dass alle Beteiligten die Daten auf jeweils aktuellem Stand zur Verfügung haben.
 
Richard Pergler

Kontakt:


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