In der individuellen Massenfertigung spielt Software eine wichtige Rolle

Produktiver sein durch Vernetzen

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Fertigungstechnik | Mit ersten Schritten in Richtung Smart Factory schreitet Trumpf in der eigenen Stanzwerkzeugfertigung pionierhaft voran. Der Maschinenbauer hilft aber auch seinen Kunden beim Umsetzen der Prinzipien von Industrie 4.0.

Evelyn Konrad Pressereferentin Werkzeugmaschinen, Trumpf GmbH & Co. KG, Ditzingen

Wer möchte nicht sein Auto in einem ganz persönlichen Look designt, seinen eigenen Bedürfnissen entsprechend mit Extras ausgestattet haben – noch dazu preiswert und am besten am Tag der Bestellung auch geliefert bekommen? Produkte in immer größerer Variantenvielfalt herzustellen, bei gleichzeitig kürzeren Lieferzeiten – dieser Trend beschränkt sich nicht auf die Automobilindustrie. „Individualisierte Massenproduktion ist ein Megatrend“, sagt Dr.-Ing. Peter Leibinger, stellvertretender Vorsitzender der Geschäftsführung der Trumpf GmbH + Co. KG in Ditzingen.
Mit steigender Variantenvielfalt wächst jedoch auch die Komplexität von Fertigungsprozessen, was so manchen Hersteller vor große Herausforderungen stellt, weiterhin wettbewerbsfähig zu bleiben. Unter diesen Bedingungen produktiv zu fertigen, geschweige denn die Produktivität zu erhöhen, ist kein leichtes Unterfangen. Lösungskonzepte dazu liefert Industrie 4.0. „Letztlich geht es um Produktivitätssteigerung durch Vernetzen“, sagt Dr.-Ing. Mathias Kammüller, Geschäftsführer bei Trumpf. Und Eberhard Wahl, Leiter Produktmanagement Flexible Blechfertigung bei den Ditzingern ergänzt: „Schnelle Lieferfähigkeit bei Losgröße 1 ist der Idealzustand einer flexiblen Blechfertigung.“ Genau das sei auch ein wichtiges Ziel von Industrie 4.0.
Trumpf war von Anfang an maßgeblich beteiligt, als die Vision einer Smart Factory durch die deutsche Bundesregierung 2011 ins Leben gerufen wurde. Sie basiert auf der Vorstellung einer Vernetzung von sich selbst organisierenden Maschinen, informierten Werkstücken, dem Menschen sowie auf parallel ablaufender Produkt- und Produktionsplanung.
„Wir wollen den Weg in die digitale Wirtschaft konsequent gehen. Industrie 4.0 und das Internet der Dinge sind bei uns täglicher Bestandteil unserer Arbeit“, berichtet Kammüller. Der Werkzeugmaschinenhersteller schreitet beim Realisieren vernetzter Prozesse im eigenen Unternehmen pionierhaft voran und versteht sich als Geburtshelfer für seine Kunden, die Digitalisierung der Fertigung Schritt für Schritt umzusetzen. „Wir fokussieren uns auf Lösungen die unseren Kunden einen konkreten Nutzen bieten“, sagt Wahl. „Flexibilität und Produktivität auf das gesamte Werk bezogen, stehen dabei an erster Stelle. Dazu passen wir sukzessive unsere Produkte und Prozesse an die neuen Herausforderungen an.“ Und das ist keine graue Theorie, sondern Praxis live.
Das jüngste Beispiel dafür, stellt die Stanzwerkzeugproduktion in Gerlingen dar, unweit des Ditzinger Stammsitzes gelegen. Dort haben die Schwaben eine flexible, automatisierte, vernetzte Fertigung nach Prinzipien von Industrie 4.0 aufgebaut. „Wir produzieren hier Einzelteile nach Kundenwunsch und zwar schnell, bei hoher Prozesssicherheit und Produktqualität“, sagt Markus Hees, Produktionsleiter Stanzwerkzeuge. Im ersten Schritt ging es um die automatische Auftragsabwicklung, die bereits seit sechs Jahren verwirklicht ist. Über den Internet-Shop von Trumpf suchen sich die Kunden Basiskomponenten für ihr Stanzwerkzeug heraus und können Parameter wie Form und Größe individuell gestalten.
Eine Software erfasst die Geometriedaten und leitet sie direkt an die Produktionssysteme in Gerlingen weiter. „Die Maschine weiß also, was sie zu tun hat“, erklärt Hees. Roboter erledigen das Material-Handling. Hat die Werkzeugmaschine einen Auftrag beendet, holt sie sich selbstständig den nächsten. Die Fertigung läuft so rund um die Uhr.
Der zweite Schritt Richtung Industrie 4.0 befindet sich noch in der Pilotphase. Ziel ist es, dem Werkstückrohling die Informationen über den Bearbeitungsauftrag direkt über einen maschinenlesbaren Data Matrix Code mitzugeben. Diese stehen dann über den gesamten Bauteil-Entstehungsprozess und darüber hinaus zur Verfügung. Hees erläutert: „Wir beschriften das Rohteil mit einem Laser. Es weiß, was aus ihm werden soll und welche Arbeitsgänge notwendig sind.“ Mittels Hand-Scanner können Werker die mitgelieferten Daten, wie Informationen zum Konstruktionsplan, Bearbeitungsparameter und -historie sowie noch ausstehende Arbeitsschritte auf einem Bildschirm einsehen. Laut Produktionsleiter Hees könnten dadurch sowohl die Rüst- als auch die Produktionszeiten wesentlich verkürzt werden. Auch beim Kommissionieren und Versenden sei er nützlich. „Zudem“, fährt Hees fort, „ist automatisch die Rückverfolgbarkeit der einzelnen Werkzeuge möglich.“ Bestell-, Produktions- und Lieferprozess laufen ausschließlich digital, also papierlos, ab. Ein Stanzwerkzeug, das ein Kunde an Werktagen bis 14:00 Uhr bestellt, geht noch am gleichen Tag in den Versand.
Dieses Praxisbeispiel zeigt die Vorteile einer intelligenten Vernetzung von Produktionssystemen, Bauteilen und Menschen – ein wesentliches Merkmal von Industrie 4.0. Um die Produktion noch effizienter und flexibler zu steuern, ist ein durchgängiger Datenfluss und die Unterstützung durch intelligente Softwaretools unabdingbar – und das nicht nur innerhalb einer Fertigung, sondern über Unternehmensgrenzen hinweg auch zu Zulieferern und Kunden. Fertigung und IT wachsen immer mehr zusammen und ermöglichen es, immer komplexerer Prozesse zu beherrschen. Dr. Stephan Fischer, Leiter Softwareentwicklung bei Trumpf meint: „Viele Aktivitäten, die sich bisher manuell durchführen ließen – etwa die Fertigungsplanung – sind zukünftig nur noch durch IT-gestützte Assistenzsysteme machbar. Maschinen können dann nicht nur in Echtzeit über ihren Zustand Auskunft geben, sondern wissen auch sofort, welche eingehenden Aufträge perfekt zu ihrem Rüstzustand passen.“ Dadurch lasse sich eine bessere Auslastung der Anlagen und ein optimierter Materialfluss erzielen. Der Einsatz intelligenter Softwaremodule erfordert eine immer höhere Rechenleistung, um etwa eine vorausschauende Wartung berechnen zu können. Solche Module seien dann besonders ökonomisch und effizient zu betreiben, so Fischer, wenn sie über eine Cloud zur Verfügung gestellt würden. „Die Cloud wird uns helfen, die Rechenzeit drastisch zu reduzieren und gleichzeitig die Qualität der Teile zu erhöhen.“
Den Begriff Industrie 4.0 gibt es erst seit wenigen Jahren, doch die Idee dahinter ist bei Trumpf schon seit langem in Teilaspekten Realität. So organisiert der Maschinenbauer die weltweite Serviceunterstützung seiner Kunden mit Hilfe der cloudbasierten Telepräsenzplattform. Über die Telepräsenzportale nimmt beispielsweise eine Maschine in Brasilien Kontakt zu einem Trumpf-Experten in Deutschland auf. Aus der Ferne lässt sich der Status der Maschine einsehen und der Technologieexperte kann aus der Ferne unterstützen. „Wir waren die ersten, die eine solche Service-Plattform global und durch das BSI zertifiziert zur Verfügung gestellt haben. Heute sind weit über 10 000 Maschinen intelligent mit uns vernetzt“, sagt Klaus Bauer, Leiter Entwicklung Basistechnologien bei den Ditzingern. Fischer weiter: „Bald werden cloudbasierte Lösungen in der Maschinen- und Produktionswelt so selbstverständlich sein, wie heute beim Foto-Austausch oder Online-Banking.“
Durch den Einzug der Digitalisierung und Vernetzung in die Produktion werden sich Unternehmen zunehmend auch mit den Chancen und Risiken neuer Geschäftsmodelle beschäftigen müssen, stellt Peter Leibinger fest. „Als traditionelles Industrieunternehmen nutzen wir die Chance mit Start-ups ins Gespräch zu kommen um gemeinsam neue Potenziale zu erschließen“, so Bauer. Und Leibinger ergänzt: „Um die internen Innovationsprozesse zu beschleunigen, setzen wir auch auf Inspiration, die wir beispielsweise durch das Code_n-Ökosystem bekommen.“ Neue Ideen sind bereits geboren. Darüber, wohin das alles führen wird, gibt es noch viele Meinungen. •
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