Teil von

 
 
   

Management

Projekt Industrie 4.0 für die Profiliertechnik

Mai 2015 — Industrie 4.0 soll die deutsche Industrie für die Zukunft rüsten: stark individualisierte Produkte unter den Bedingungen einer hochflexiblen (Großserien-) Produktion. Kunden und Geschäftspartner sind direkt in Geschäfts- und Wertschöpfungsprozesse eingebunden. Für Rollprofilieranlagen-Hersteller Dreistern ist das Projekt Auslöser für eine Standortbestimmung.

Die Zielsetzung des BMBF ist auch für die Profilherstellung keine reine Zukunftsmusik. So unterschiedliche Produkte wie Küchenschubkästen, Hochregallager oder Kabeltragsysteme benötigen Profile, die auftragsbezogen in kleinen Losgrößen und mit unterschiedlichsten Abmessungen und Blechdicken geliefert werden müssen. Wenn darüber hinaus die Profile beim Kunden sofort ohne Zwischenlager in die Weiterverarbeitung gehen, müssen Profilfertigung und Weiterverarbeitung synchronisiert werden. Eine Profilherstellung „just-in-sequence“ erfordert schon heute eine hochflexible Produktionstechnik und die Anbindung des Profilherstellers an das Fertigungsplanungssystem seines Kunden. Insofern ist Industrie 4.0 bei der Profilherstellung schon Realität. Was kann Industrie 4.0 darüber hinaus bedeuten? Mittelständische Unternehmen wie Dreistern haben einen sehr direkten und praxisnahen Ansatz: Was bringt es dem Kunden und was dem eigenen Unternehmen in Bezug auf die entscheidenden Messgrößen – Zeit und Geld? Ein Blick in die Hauptphasen der Wertschöpfungskette – Planung, Bau und Produktionsbetrieb – kann erste Antworten liefern.


Entwicklungs- und Planungsphasen

Die Entwicklungs- und Planungsphase bei vielen Maschinenherstellern lässt sich schnell beschreiben. Der Maschinenhersteller erhält von seinem Kunden Produktzeichnungen in der Regel als 3D Daten, sowie ein Pflichtenheft, das die wesentlichen Aufgaben der neuen Anlage enthält. Daraus entwickelt der Projektingenieur das Anlagenkonzept. Unterschiedliche Berechnungsprogramme unterstützen ihn bei der Auslegung einzelner Anlagenkomponenten. Anschließend erstellt er mit einem Anlagenkonfigurator die Projektstückliste. Der Kunde erhält schließlich ein Angebot mit Leistungsdaten und ein Layout der zukünftigen Maschine. Sind mehrere Lösungsvarianten gefordert, steigt der Zeitaufwand für den Maschinenlieferanten beträchtlich. Das ist auch für seinen Kunden von Nachteil. Schließlich verursacht jeder Tag, mit dem sich eine wirtschaftlich sinnvolle Investition verzögert, vermeidbare Kosten. Der Kunde beurteilt die angebotenen Lösungen anhand weniger Kennzahlen wie Preis, Leistungsdaten, Platzbedarf, Return on Investment. Diese Vorgehensweise hat bis heute Gültigkeit. Bei zunehmender Komplexität der Anlagentechnik und stärkerer Vernetzung mit vor- oder nachgeschalteten Prozessen stößt sie jedoch an ihre Grenzen. Anlagenhersteller wie Dreistern beobachten bei Kunden mit hochentwickelten Produktionssystemen eine deutliche Ausdehnung der Planungsphase. Da die Realisierungszeit für Investitionen tendenziell kürzer wird, sind schnellere Methoden für Konzeptausarbeitung und Angebotserstellung erforderlich, ohne dass dabei die Qualität der Lösungen leidet. In der Diskussion sind zum Beispiel intelligente Produktkonfiguratoren mit automatischer Fit+Function-Überprüfung. In einer weiteren Ausbaustufe wäre es vorstellbar, Lösungsvarianten mit Hilfe einer Anlagensimulation bei allen möglichen Last-/Betriebszuständen zu testen. Dabei könnte auch das Zusammenspiel mit vor- und nachgeschalteten Anlagen untersucht werden lange bevor auch nur ein Teil gefertigt wurde. Dies würde eine umfassende technische und wirtschaftliche Beurteilung der angebotenen Lösungen erlauben.


Stärkere Parallelisierung

Konstruktion, Fertigung, Montage und Erprobung laufen beim Maschinenhersteller und seinen Zulieferern heute überwiegend seriell nacheinander ab. Schwierige Umformaufgaben werden bei Dreistern vor Beginn der Werkzeugfertigung mittels Computersimulation überprüft. Lange vor Auslieferung der Anlage kann Dreistern Profilmuster, die mit Serienwerkzeugen auf eigenen Try-out Maschinen gefertigt werden, für Montage- und Funktions-Tests liefern. Vor Auslieferung wird die fertige Anlage mit allen Funktionen getestet. Dies sichert die volle Funktionsfähigkeit der Anlage und eine schnelle Inbetriebnahme beim Kunden. Insgesamt aber erweist sich die Durchlaufzeit, die sich aus dieser Arbeitsweise ergibt, für immer mehr Profilhersteller als zu lang. Die Realisierung kürzerer Durchlaufzeiten wird eine stärkere Parallelisierung von Werkzeugbau, Komponenten-Fertigung, Montage und Erprobung erfordern. Als Ergebnis einer verstärkten Parallelisierung können die einzelnen Funktionsmodule viel früher zur Verfügung stehen als heute. Sie können dann bereits vor dem Einbau in die Anlage Funktionstests absolvieren, sodass mögliche Fehlfunktionen vor der Endmontage behoben werden können. Auch eine Parallelisierung bei der Erstellung der Maschinensteuerung ist vorstellbar. Ein Anlagen-Simulator könnte alle Steuerungsfunktionen durchprüfen während die Anlage noch die Montage durchläuft. Mit derartigen Abläufen ist eine Halbierung der Durchlaufzeiten im Bereich des Möglichen.


Kostenoptimale Profilproduktion

Bereits heute findet zwischen Maschinensteuerung und kundenseitigen Produktionsplanungssystemen eine intensive Kommunikation statt. Produktionsaufträge werden von der Maschine abgearbeitet, so wie sie vom Planungssystem übermittelt werden. Dies kann bis zu einem automatisierten Produktwechsel reichen. In-line Messsysteme überprüfen Profilkontur und Positionen von Stanzwerkzeugen und lösen einen Alarm aus bereits bevor eine Qualitätsabweichung auftritt. Die Position von Stanzwerkzeugen kann sogar im laufenden Betrieb korrigiert werden. Im Fall von Störungen hat der Anlagenhersteller über einen Internetzugriff umfangreiche Ferndiagnose- und Fehlerbehebungsmöglichkeiten. In Zukunft werden Assistenzsysteme für Bedienungs- und Wartungspersonal maschinenbedingte Stillstände und Qualitätsabweichungen weiter reduzieren. Der Trend zu weiterer Flexibilisierung der Anlagen setzt sich ungebremst fort. Auch Dreistern plant noch schnellere Systeme für den Produktwechsel.

Das Ziel aller Einzelmaßnahmen ist eine kostenoptimale Profilherstellung unter den Bedingungen einer hochflexiblen Produktion. Industrie 4.0 intelligent auf die Bedingungen der Profilproduktion übertragen kann dabei einen wesentlichen Beitrag leisten. Eine frühe Beurteilung neuer Anlagenkonzepte erlaubt ganz besonders eine Kennzahl, die „Overall Equipment Efficiency (OEE)“. Eine kritische Beurteilung ist auch notwendig, denn eines will man bei Dreistern auf keinen Fall aus den Augen verlieren: Die wichtigste Eigenschaft des Rollprofilierens zu erhalten – seine hohe Wirtschaftlichkeit.

Heinrich Weber, Dreistern GmbH+Co. KG

Dreistern GmbH+Co. KG
Wiechser Straße 9 A
79650 Schopfheim
Ansprechpartner ist Heinrich Weber
Tel.: +49 7622 391-0
heinrich.weber@dreistern.com
www.dreistern.com

Kommentar schreiben
Aktuelles Heft
3/2019 April

 
Probeheft anfordern
 
 
 
 
& Ort :*
 
Land:*
 
 
 
 
Frau Herr
 

 
 
 
  
Partnerlink
  • DVS – Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e.V.