MAV 03.2018

Themenpark industrie 4.0
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HÖHERE ROBUSTHEIT VON UMFORMPROZESSEN DURCH DIGITALISIERUNG
Prozesswissen im
Unternehmen steigern
Kürzere Produktlebenszyklen, das Verlangen nach individuellen Lösungen
sowie die in Folge kleiner werdenden Losgrößen, stellen etablierte
Fertigungsmethoden vor neue Herausforderungen. Bedingt
durch die häufigeren Produktionswechsel gewinnen die Nebentätigkeiten
zum Rüsten, Einstellen und Optimieren eines Fertigungsprozesses
an Bedeutung und beeinflussen den wirtschaftlichen Erfolg einer Fertigung
entscheidend.
Autoren: T. Traub, J. Hohmann, D. Übelacker, P. Groche
Gegenwärtig werden diese Nebentätigkeiten
beim Fertigen maßgeblich
durch die Maschinenbediener
ausgeführt, die dabei auf ihr umfangreiches,
implizites Erfahrungswissen
zurückgreifen. Steigende
Qualitätsanforderungen und komplexere
Fertigungsabläufe führen
jedoch dazu, dass die Fertigkeiten
sowie das Prozesswissen, das der
Mitarbeiter bereithalten muss, stetig
wachsen.
Gleichzeitig ist aufgrund des demographischen
Wandels zu erwarten,
dass in den kommenden Jahren
gerade die erfahrensten Mitarbeiter
aus dem Erwerbsleben ausscheiden
werden sowie die Zahl an
potenziellen Nachfolgern tendenziell
rückläufig sein wird.
Für die Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit
der Fertigung am
Industriestandort Deutschland bedarf
es deshalb Lösungen, die einerseits
Anlagenbediener bei wissensbasierten
Tätigkeiten unterstützen
und gleichzeitig den Wissenstransfer
von einer Facharbeitergeneration
in die nächste nachhaltig
erleichtern. Einen Lösungsansatz
bietet die Unterstützung
von erfahrungsbasierten Vorgängen
durch digitale Anwendungen.
Fünfstufiges Modell
Die wissenschaftliche Gesellschaft
für Produktionstechnik (WGP)
schlägt zur Gliederung der Einführung
digitaler Anwendungen in die
zielte Gegenmaßnahmen einzuleiten.
Die Unterstützung der Mitarbeiter
durch diese Systeme führt einerseits
dazu, dass richtige Lösungen
zur Behebung ungünstiger Prozesszustände
schneller gefunden werden
und so der Anlagenstillstand
verringert wird. Mit Blick auf den
demographischen Wandel bieten
Assistenzsysteme ferner den Vorteil,
dass ein zunehmender Teil des
impliziten Erfahrungswissens allgemein
zugänglich gemacht wird
und somit die Lernkurve neuer
Mitarbeiter deutlich steiler verläuft
(Abbildung 2). Assistenzsysteme
versprechen somit, sowohl
die Arbeitsbedingungen der Mitarbeiter
zu verbessern als auch die
Qualität der Fertigung sicherzustellen.
Abbildung 1:
Anwendung des
WGP-Fünfstufenmodells
auf
das Walzprofilieren.
Fertigung ein fünfstufiges Modell
vor, wobei die langfristige Vision
in der Erstellung und Beherrschung
vollautomatischer und
(teil-)autonomer Prozesse besteht.
Abbildung 1 wendet dieses Modell
auf das Walzprofilieren an und
zeigt beispielhafte Applikationen
der einzelnen Stufen.
Eine Einordnung gegenwärtiger
Umformprozesse zeigt, dass in diesen
selbst eine systematische Datenerfassung
und Echtzeitauswertung
nur in Ausnahmefällen zum
Einsatz kommt. Die Implementierung
von Sensorik zur Erfassung
des aktuellen Anlagenzustands sowie
die simultane Auswertung dieser
Messdaten durch Assistenzsysteme
hingegen ermöglicht es, ungünstige
Prozesseinstellungen
frühzeitig zu erkennen sowie ge-
Bild: PtU
96 März 2018