Industrie 4.0

Vollautomatische Prozesse vom Rohmaterial bis zum fertigen Teil

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Die Digitalisierung ist auch in der Lager- und Sägetechnik angekommen. Manuelle und voneinander isolierte Prozesse weichen einem intelligenten Materialfluss, in dem alle Komponenten autonom miteinander kommunizieren.

Die Anforderungen an metallverarbeitende Unternehmen quer durch alle Branchen wachsen seit Jahren. Kunden erwarten eine höhere Fertigungs-Flexibilität von Losgröße Eins bis zur Großserie. Die Vielfalt an Materialien und Abmessungen nimmt zu und gleichzeitig wachsen die Ansprüche an die Qualität. Um im Wettbewerb bestehen zu können sind Lösungen gefragt, mit denen sich unterschiedliche Produktionsaufgaben variabel und effizient umsetzen lassen.

Der Schlüssel dazu ist die Digitalisierung und Vernetzung von Produktions- und Logistikprozessen. Diese Technik wird unter dem Begriff Industrie 4.0 zusammengefasst. In der modernen Metallverarbeitung sind Maschinen, Anlagen, Waren und Ladungsträger über das Internet der Dinge verbunden und können miteinander kommunizieren. Intelligente Sensorsysteme liefern Statusinformationen in Echtzeit, alle prozessrelevanten Daten werden erfasst und analysiert. Dadurch kann der Anwender seine komplette Wertschöpfung dezentral, autonom und bedarfsorientiert optimieren. Der Weg von der Rohware zum fertigen Produkt wird schneller, flexibler, ressourcenschonender und kosteneffizienter.

Sägemaschinen werden nahtlos an das Rohwarenlager angeschlossen und mit Material versorgt

Das beginnt bereits bei der Lagerung. Statt der früher weit verbreiteten Boden- oder Kragarmlagerung setzen metallverarbeitende Unternehmen vermehrt auf vollautomatische Langgutlager. Die softwaregesteuerten Systeme bieten eine höhere Lagerdichte, schnelle Zugriffszeiten und maximale Bestandstransparenz. Auch die Sägetechnik, oft die erste Bearbeitungsstation nach dem Auslagern, ist immer häufiger mannlos organisiert. Sägemaschinen können mit Manipulatoren und Fördertechnik nahtlos an das Rohwarenlager angeschlossen und mit Materialien versorgt werden. Der Sägevorgang selbst läuft bei entsprechender Ausstattung der Maschine ebenfalls autonom ab. So entstehen integrierte Systeme, die nahtlos in einen durchgängigen Materialfluss eingebunden sind.

Ein führender Anbieter solcher vernetzten Lösungen für die Metallverarbeitung ist Kasto Maschinenbau. Das Unternehmen realisiert kombinierte Lager-Säge-Roboter-Systeme, in denen vom Einlagern des Rohmaterials bis zur Kommissionierung der Abschnitte alle Lager-, Handling-, Säge-, Markier-, Palettier- und Bündelungsprozesse vollautomatisch ablaufen. Entscheidend ist dabei eine reibungslose Kommunikation. Die einzelnen Komponenten müssen dabei allerdings dieselbe Sprache sprechen. Möglich wird das über durchgängige Steuerungssysteme und passende Schnittstellen.

Die Spezialisten aus Achern haben ein modulares Warehouse Management System (WMS) im Programm, das speziell für die Anforderungen in der Langgut- und Blechlagerung konzipiert ist. Die Software bildet sämtliche Prozesse zwischen Wareneingang und Versand übersichtlich ab und sorgt für eine effiziente Steuerung des gesamten Materialflusses – inklusive Lager mit angeschlossener Fördertechnik und Bearbeitungsmaschinen mit dem zugehörigen Materialhandling.

Die Software optimiert die Prozesse im und um das Lager und macht die Intralogistik schneller, zuverlässiger und leistungsfähiger. So lassen sich zum Beispiel die Fahrwege von Regalbediengeräten optimieren, indem unnötige Leerfahrten vermieden werden. Häufig benötigte Artikel werden näher an die Ein- und Auslagerungsstationen platziert als solche, die seltener nachgefragt werden. Die Verwaltung von Aufträgen, Chargen, Restteilen und Anschnitten sowie eine permanente Inventur sind weitere Funktionen des Programmpakets. Statistik- und Analysetools überwachen die Auslastung des Gesamtsystems und der einzelnen Komponenten. Somit lässt sich das Potential der Intralogistik voll ausschöpfen. Überflüssige Fahrwege und unnötige Wartezeiten werden vermieden. Veränderungen lassen sich vorab simulieren und ohne Risiko ausprobieren.

Über maßgeschneiderte Schnittstellen lassen sich das WMS und die einzelnen Maschinensteuerungen an ein übergeordnetes Host-System anbinden. Die so entstehende einheitliche Kommunikationsstruktur erhöht die Transparenz und Effizienz. Aufträge lassen sich benutzerfreundlich steuern. Die in den Lagern und Sägemaschinen erfassten Daten können übergreifend genutzt und analysiert werden. Das ermöglicht eine durchgängige Rückverfolgung der Waren und Werkstücke, eine gleichmäßige Auslastung des Maschinenparks mit kurzen Nebenzeiten und eine verbesserte Planung von Wartungsarbeiten. Auch Reststücklängen und Lagerbestände lassen sich mit den Daten nachhaltig optimieren. Das drückt am Ende die Fertigungskosten.

Auch manuelle Lager lassen sich mit dem WMS verwalten. Dafür hat der Hersteller eine spezielle App entwickelt. Die Anwendung ist für alle mobilen Endgeräte mit Android-Betriebssystem geeignet. Der Nutzer kann damit Ein- und Umlagerungen, Kommissionierungen sowie Versand- und Bestandsinformationen per Smartphone oder Tablet an das WMS übermitteln. Besonders einfach wird das mit einem speziellen Handheld-Gerät des Herstellers. Das Modell ist robust gebaut, verfügt über ein Display und ist mit einem integrierten Barcode-Scanner ausgestattet. Der Mitarbeiter erfasst die Daten für die jeweilige Auftragsposition mit seinem Gerät, das diese drahtlos an das Management-System überträgt. Transparenz und Nachverfolgbarkeit sind damit genauso hoch wie in automatischen, softwaregesteuerten Lagern. Auch ein sogenanntes Pick-by-Crane-System lässt sich mit der App umsetzen. Dabei steuert der Anwender einen angebundenen Hallenkran, der die gewünschten Ein- und Auslagervorgänge mit Hilfe von Koordinaten selbstständig erledigt.

Neben dem WMS haben die Profis aus Achern eine spezielle Roboter-Anbindung im Angebot. Damit lassen sich die Prozesse vor und nach dem Sägen automatisieren und in einen einheitlich gesteuerten Materialfluss integrieren. Industrieroboter entnehmen dabei die Sägeabschnitte und erledigen zudem ein ganzes Paket an Aufgaben wie Entgraten, Zentrieren, Gewindeschneiden, Markieren, Bedrucken, Sortieren, Stapeln und Kommissionieren. Mit einem Behältermanagement oder fahrerlosen Transportsystemen lässt sich die Roboter-Säge-Lösung weiter verketten. Die Robotersteuerung wird je nach Bedarf in die Sägesteuerung, in das WMS oder in das ERP-System integriert. Der Anwender profitiert auf diese Weise von einer abgestimmten Prozesskette.

Eine weitere App bietet dem Anwender eine Statusübersicht aller im Netzwerk vorhandenen Maschinen, die mit Steuerungen des Herstellers ausgestattet sind. Der Name jeder Säge inklusive Maschinennummer und Maschinentyp sind dabei auf einen Blick ersichtlich. Läuft eine Säge im Automatikbetrieb, kann die App außerdem auf die Daten zugreifen, die in der Maschinensteuerung hinterlegt sind. Damit erhält der Benutzer genaue Auskünfte über alle relevanten Parameter wie Artikel, Abschnittlänge, Soll- und Ist-Stückzahl sowie Vorschub- und Schnittgeschwindigkeit. Kommt es zu einem Fehler im Betriebsablauf, schlägt die App Alarm. Der Anwender kann schnell reagieren und Ausfallzeiten minimieren.

Noch einen Schritt weiter geht es mit einem speziellen Assistenzsystem. Dieses nutzt das Konzept der erweiterten Realität (Augmented Reality), mit der die Fernwartung von Maschinen und Anlagen einfacher wird. Herzstück der Lösung ist eine interaktive App für Tablets, Smartphones und Smart Glasses. Der Anwender kann sich damit über Video- und Audio-Stream mit dem Service-Mitarbeiter verbinden. Anwender und Techniker teilen in Echtzeit das gleiche Blickfeld. Das erleichtert das gegenseitige Verständnis und hilft, einzelne Anlagenkomponenten und Störungen schnell zu identifizieren.

Mit der App kann der Techniker zudem visuelle Hilfestellung leisten und zum Beispiel Markierungen im Live-Video einblenden. Während der Anwender vor Ort die Wartung oder Reparatur an der Säge durchführt, bekommt er alle nötigen Informationen in seinem Display angezeigt. Nutzt er die Datenbrille, hat er zusätzlich die Hände frei und kann besser arbeiten. Der Service ist sozusagen virtuell dabei und unterstützt. Aufwendige Schulungen und teure Anfahrten sind damit überflüssig. (ub)

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