KEM Konstruktion 09.2017

TRENDS
PERSPEKTIVEN
PERSPEKTIVEN
„Mit der Digitalisierung
entsteht ein neues Arbeitsfeld,
das weit über
die Maschine hinausgeht.
“
„Wesentliche Potenziale
der Industrie 4.0 liegen
in der Automatisierung
des gesamten
Auftragsdurchlaufs
und der Behebung von
Prozessstörungen.“
Bild: Siemens
Michael Brückner, Vice President
Sales Machine Tool Systems,
Siemens
Bild: Trumpf
Dr. Heinz-Jürgen Prokop,
Vorsitzender des VDW in Frankfurt
am Main und CEO des Geschäftsbereichs
Werkzeugmaschinen bei
Trumpf in Ditzingen
tert er. Damit seien wirtschaftliche Lösungen für Prozess- und Condition
Monitoring von der Einzelmaschine bis hin zur Fertigungszelle
möglich. Das integrierte Diagnoselogbuch erlaube zudem eine
Top-10-Fehleranalyse zur Optimierung der Maschinenverfügbarkeit.
Digitalisierung bringt neue Geschäftsmodelle
Doch nicht nur die sinnvolle Nutzung der anfallenden Datenflut gehört
zu den Herausforderungen, denen sich die Werkzeugmaschinenbranche
im Zeitalter von Industrie 4.0 gegenübersieht. „Mit Digitalisierung
entsteht ein neues Arbeitsfeld, das weit über die Maschine
hinausgeht. Das resultierende Geschäft mit Software und
Services unterscheidet sich sehr deutlich vom klassischen Verkauf
der Maschine“, nennt Michael Brückner, Vice President Sales im Bereich
Machine Tool Systems bei Siemens eine dieser Herausforderungen.
Zudem drehe es sich nicht nur um Anwendungen mit neuen
Maschinen. „Vielfach suchen Kunden Lösungen, die den bestehenden
Maschinenbestand (Brownfield) mit einbinden“, so Brückner.
Dass mit den Chancen der Digitalisierung auch Risiken einhergehen
sieht auch VDW-Chef Prokop: „Es werden neue Geschäftsmodelle
entstehen, die erst durch Vernetzungstechnologien möglich
werden und für den Kunden neue Dienstleistungsangebote erschließen.
All das wird die Märkte, wie wir sie bisher kannten, verändern.
Auch unser Verständnis von Arbeit und schließlich auch der
Unternehmenskulturen wird sich einem Wandel unterziehen.“ Um
den Anforderungen der Kunden in der vernetzten Welt von morgen
gerecht werden zu können, müssen Mitarbeiter Prokop zufolge zunehmend
in der Lage sein, schnell und flexibel die richtigen Entscheidungen
dort zu treffen, wo sie benötigt werden. Es bedürfe daher
einer Veränderung des Rollenverständnisses der Führungskräfte.
Weiterhin müssten Fachbereiche gemeinsam an Lösungen arbeiten.
„All dem steht das in den vergangenen 100 Jahren geprägte
Denken in hierarchischen Organisationsstrukturen entgegen. Es benötigt
daher einen kulturellen Wandel für dessen Zielzustand der
Begriff „Agile“ geprägt wurde“, ist er überzeugt. Für Grob-Experte
Frank besteht eine weitere Herausforderung in der „Schaffung einheitlicher
Standards, um eine herstellerübergreifende Konnektivität
und die Bildung einer gemeinsamen Plattformtechnologie zu erreichen“.
Kommen wir zu den Chancen der Digitalisierung: Stichworte sind
hier der digitale Zwilling oder die Integration der virtuellen in die reale
Welt. Doch welchen Mehrwert bieten diese Ansätze den Werkzeugmaschinenbauern
und -betreibern? „Die Arbeit mit Modellen
und Simulationen ist unser tägliches Geschäft. Spannend wird es,
wenn man diese Daten mit den in Echtzeit erhobenen Daten vergleicht“,
nennt Schuler-Mann Werbs den Vorteil digitaler Zwillinge. Eine
Abweichung zwischen Soll- und Ist-Zustand – beispielsweise bei
der Temperatur oder dem Motorstrom – könne schon in einem frühen
Stadium auf Fehler hinweisen. Dem kann Markus Frank vom
Maschinenbauer Grob-Werke nur beipflichten: „Die Echtzeitdaten
liefern ein direktes Feedback und unterstützen die Entwicklung zur
selbstlernenden Maschine. Der digitale Zwilling erlaubt es, Verfahren
zu testen und Abläufe durchzuspielen ohne dabei die laufende
Produktion zu belasten. Weiter bildet sich hier ein enormer Kostenvorteil,
da physikalische Anlagen nicht beeinflusst werden.“ Auch die
Automatisierer sehen die Vorteile dieser Technologie darin, dass sich
Abläufe risikofrei testen lassen. „Mit einem digitalen Zwilling können
Konstrukteure ihre Anlagen vorab simulieren und testen. Maschinenhersteller
werden die Steuerung zeitsparend vor oder parallel
zur Maschinenmontage virtuell in Betrieb nehmen. Das spart Programmieraufwand
und verkürzt die Time-to-Market“, betont Hansjörg
Sannwald von Bosch Rexroth. Und für seinen Kollegen Brückner
von Siemens macht der digitale Zwilling die Digitalisierung sichtbar.
„Der digitale Zwilling der Maschine kann in mehreren Anwendungsfällen
zum Einsatz kommen: zu Beginn beim Erstellen eines
Maschinenkonzeptes, bei der virtuellen Inbetriebnahme, zur Vorführung
beim Verkauf der Maschine, beim Einfahren von Teilen in der
Produktion bis hin zum Umbau und Service. Damit ergeben sich
deutliche Zeiteinsparungen, Verbesserungen im Konzept sowie der
Qualität und der Ausbringung in der Produktion“, wird er konkret.
Kostenvorteile durch virtuelle Werkzeugmaschine
Die Integration von virtueller und realer Welt ist also in vollem Gange.
Der VDW-Vorsitzende Prokop sieht die sich daraus ergebenden
Vorteile darin, dass man „mit der virtuellen Werkzeugmaschine in
der Arbeitsvorbereitung frühzeitig das reale Maschinenverhalten berücksichtigen
und sogar hauptzeitparallel NC-Programme einfahren
kann“. So ließen beispielsweise Kollisionsprüfungen durchführen
und damit erheblich Zeit und Kosten einsparen sowie Maschinenstillstände
und Ausschuss vermeiden. Auch helfe die Simulation, die
optimale Fertigungsmaschine aus dem verfügbaren Maschinenpool
zu finden. „In Verbindung mit der Vorabkenntnis der Bearbeitungsdauer
kann so eine optimale Feinplanung aller Bearbeitungsschritte
erfolgen und damit die Produktionskosten gesenkt und die Liefer-
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