Anzeige mav Innovationsforum 2023 ▶ IN DER SPANENDEN FERTIGUNG PRODUKTIVER WERDEN Aus Daten einfach Mehrwerte generieren Mehr Teile in weniger Zeit mit höheren Anforderungen an Transparenz und Qualität zu fertigen sind einige der wesentlichen Herausforderungen der spanenden Fertigung. Dabei laufen Maschinen bereits häufig an ihren physikalischen Limits und die Automatisierung der Fertigungszellen erreicht zunehmend einen höchstmöglichen Grad. Foto: Siemens Visualisieren, analysieren, reagieren – Nutzen Sie die Daten im Shopfloor Der Autor Oliver Voigt Promoter Digitalisierung Siemens Deutschland Machine Tool Systems Mit dem zunehmenden Ausschöpfen klassischer Methoden der Produktivitätssteigerung, wie Lean Management, Auftragsmanagement oder der besseren Ausnutzung der Möglichkeiten der Werkzeugmaschine, muss der Fokus auf weitere Faktoren gerichtet werden. Dazu ist es wichtig zu erarbeiten, wo ich in der Fertigung heute die meiste Zeit verliere. Wie gut sind meine Maschinen tatsächlich ausgelastet? Wie viel Stillstand an meinen Maschinen habe ich aufgrund organisatorischer Probleme – zum Beispiel, weil Werkzeuge oder Rohteile fehlen? Steht meine Maschine still, weil Werkstücke auf Qualität geprüft werden? Vorteile durch Transparenz In einem ersten Schritt ist es daher notwendig, Transparenz über die eigene Fertigung aufzubauen. Zu jedem Zeitpunkt zu wissen an welcher Maschine oder in welchem Schrank die eigenen Werkzeuge sind, spart Zeit beim Umrüsten, da diese nicht mehr von den Bedienern gesucht werden müssen. Maschinenstillstände werden transparent – steht die Maschine aufgrund von technischen und organisatorischen Problemen still oder schlicht, weil kein Auftrag vorhanden ist? Es ist daher entscheidend sicherzustellen, dass jederzeit an der Maschine alle notwendigen Informationen, Programme und die richtigen Werkzeuge verfügbar sind. Hier schaffen die Lösungen rund um die Plattform MCenter neue Möglichkeiten und eine einfache Übersicht des eigenen Maschinenparks. Die digitale Maschine Der zunehmende Preisdruck sorgt für immer weiter optimierte Fertigungen und somit auch immer kürzere Angebotszyklen für die Auftragsfertigung. Wer hier langwierige Probeteile fahren muss, verliert nicht nur wertvolle Produktionszeit an den Maschinen – 96 April 2023
Anzeige mav Innovationsforum 2023 sondern gegebenenfalls den ganzen Auftrag. Mit SinuTrain ist es schon lange möglich eine ungefähre Bearbeitungsdauer zu ermitteln, doch wer sich hier verkalkuliert läuft Gefahr mit einem gewonnenen Auftrag auf einmal Verluste einzufahren, weil die reale Maschine sich anders als geplant verhält. Die neueste Generation von digitalen Zwillingen, in Kombination mit der neuen Steuerungsgeneration SINUMERIK ONE, ermöglicht die Abbildung nicht nur der CNC, sondern der ganzen Maschine inklusive der mechanischen Größen. Kalkulieren Sie in Zukunft nur noch Ihre reale Bearbeitung und fahren Sie die Bauteile direkt in der Arbeitsvorbereitung ein, sodass der Auftrag anschließend direkt in der Serie produziert werden kann. Daten produktiv nutzen Selbst mit der besten Vorbereitung kommt es jedoch manchmal zu Qualitätsproblemen und Werkstücke weisen Mängel auf, die man so nicht erwartet hat. Für eine effiziente Fertigung ist es daher wichtig, bereits beim ersten fehlerhaften Werkstück reagieren zu können – und nicht bei der planmäßigen Kontrolle alle 50 Teile, um dann eine ganze Charge neu fertigen zu müssen. Hier hilft eine durchgängige Qualitätsüberwachung während der Bearbeitung auf Basis von Daten die direkt während des Prozesses an der Maschine entstehen. Mit Edge Computing ist es möglich auf Basis verschiedener Applikationen den eigenen Prozess transparent zu machen. Von der Überwachung der Qualität, über das Optimieren von Programmen der Serienproduktion bis zum Aufspüren der Ursachen von Rattermarken oder anderen Oberflächenproblemen. Mit der Auslagerung dieser Analysemöglichkeiten aus der Steuerung kann diese ihrer Kernaufgabe nachkommen, nämlich einer optimalen Bahnführung, während man selbst tiefe Einblicke in die Prozesse gewinnt. Auf Basis einer solchen dezentralen Datenlösung sind jedoch weit mehr Möglichkeiten zur Nutzung von Daten und Algorithmen gegeben als nur mit der Überwachung der Qualität. So lassen sich auf Basis von Messfahrten Ableitungen zum Zustand der Maschine machen oder in Kombination mit digitalen Zwillingen präzise und leistungsfähige Kollisionsvermeidungssysteme realisieren. Vorbei sind die Zeiten, in denen Maschinen ungeplante Stillstände aufgrund versagender Teile, oder einer versehentlichen Kollision erleiden müssen. Schrittweise starten weiser Ansatz, und durchgängige Lösungen die miteinander agierende Schnittstellen aufweisen. Einerseits hat man so die Möglichkeit jeden Schritt einzeln anzugehen und mit den nötigen Ressourcen auszustatten und sinnvoll zu priorisieren. Andererseits ermöglicht eine Durchgängigkeit der einzelnen Komponenten das Hinzufügen neuer Funktionen und vermeidet das Schaffen von Insellösungen. Maschinen bleiben dank dieser Digitalisierungslösungen also länger im Span – und sind dabei produktiver. ■ Siemens AG www.siemens.com/de/de/produkte/ automatisierung/systeme/cncsinumerik/digitalisierung.html Foto: Siemens Foto: Siemens Eine Lösung für die Fertigung muss über alle Bereiche hinweg nutzbar sein um als System einen Nutzen zu bieten Automatisierte Die Verbesserung der eigenen Produktion lässt sich heute also auf vielen verschiedenen Ebenen und mit vielen unterschiedlichen Angriffspunkten angehen. Dabei sind zwei Dinge wichtig – ein schritt- Qualitätskontrolle während der Bearbeitung der Bauteile wird durch Prozess - daten möglich April 2023 97
