Industrie 4.0 made in Regensburg
3. Reinhausen Fertigungsforum
Rund 60 Teilnehmer zählte das bis auf den letzten Platz belegte 3. Reinhausen Fertigungsforum der Reinhausen CAM, einem Geschäftsbereich der Maschinenfabrik Reinhausen. Kein Wunder, ging es mit Industrie 4.0 doch um ein Thema, an dem auch die spanende Fertigung nicht vorbeikommt, will sie wettbewerbsfähig bleiben.
Dampfmaschine, elektrische Energie und Digitalisierung versinnbildlichen die ersten drei industriellen Revolutionen. Heute befindet sich die Produktion auf dem Weg zur vierten Industriellen Revolution. Die so genannte „Industrie 4.0“ ist gekennzeichnet durch den flächendeckenden Einzug von Informations- und Kommunikationstechnik sowie deren Vernetzung zu einem Internet der Dinge, Dienste und Daten, das eine Echtzeitfähigkeit der Produktion ermöglicht.
Diese Echtzeitsteuerung macht die „Smart Factory“ intelligent, wandelbar, effizient und nachhaltig. Allerdings verändern sich dadurch auch die Anforderungen an die Informations- und Kommunikationstechnologie in der Fertigung. Dies thematisierte das 3. Reinhausen Fertigungsforum, das am 6. und 7. November 2013 in Regensburg stattfand.
Entwicklungspfad zu Industrie 4.0 in der spanenden Fertigung
Basis der Entwicklung zur Smart Factory sind cyber-physische Systeme (CPS), die reale Objekte mit der virtuellen Welt verbinden, wie Johann Hofmann, Geschäftsbereichsleiter bei Reinhausen CAM, in seinem Vortrag ausführte. Einen Baustein dafür stellte er mit dem MR-CM vor. Das smarte Shopfloor-MES wurde in 25jähriger Detailarbeit in der spanenden Fertigung der Maschinenfabrik Reinhausen entwickelt und verfügt über einzigartige Funktionen.
Es verbindet das übergeordnete ERP-System mit der Fabrikprozessebene (Shopfloor) – und das komplett ohne zwischengeschaltete Datenbanken. Die bei herkömmlichen Shopfloor-Softwarelösungen erforderlichen manuellen Dateneingaben und aufwendig zu programmierenden Schnittstellen entfallen vollständig. Im Gegensatz zu diesen Insellösungen vernetzt der konkurrenzlose, für Windows und SAP zertifizierte MR-CM alle am Produktionsprozess beteiligten Menschen und Maschinen (vom ERP/PPS-System über die NC-Programmierung bis zur Qualitätssicherung) schnittstellenneutral. Es wird zur zentralen Daten- und Informationsdrehscheibe der Fertigung.
Dabei melden die einzelnen Stellen ihre Anfragen dem MR-CM, der die geforderten Informationen bei den entsprechenden Stellen abfragt, diese Informationen gegebenenfalls verknüpft und das Ergebnis an die anfragende Stelle weitergibt. Das Shopfloor-MES greift dafür auf in der Fertigung bereits vorhandene Systeme zurück. Die Informationen werden unmittelbar zum Bedarfszeitpunkt, also aktionsgetrieben, abgefragt, angereichert und rollenbasiert an die für den jeweiligen Bearbeitungsschritt zuständige Arbeitsstation übermittelt.
Durch intelligente Verknüpfung dieser Daten werden im Ergebnis neue, für einen effizienten Workflow erforderliche Daten erzeugt. Dies führt zu einer signifikanten Reduzierung der Komplexität in der spanenden Produktion und ermöglicht eine bessere Energie- und Ressourceneffizienz sowie höhere Produktivität. Gleichzeitig erfasst MR-CM Statistikdaten automatisch und manipulationsfrei ohne zusätzliche Hardware oder Bedieneraktion.
Wirtschaftlichkeitseffekte
Mit den Wirtschaftlichkeits- und Produktivitätseffekten, die sich durch den Einsatz eines Shopfloor-MES erzielen lassen, beschäftigte sich der Vortrag von Professor Dr. Robert Obermaier, Inhaber des Lehrstuhls für Betriebswirtschaftslehre mit Schwerpunkt Accounting und Controlling und Vizepräsident der Universität Passau für Forschung und Transfer.
Diese untersucht Professor Obermaier im Rahmen eines laufenden Transferprojektes, das die Implementierung des MR-CM bei der Uhlmann Pac-Systeme GmbH & Co. KG begleitet. Einerseits werden dazu ausgewählte Kennzahlen wie beispielsweise Maschinenproduktivität, Auslastung, OEE, Qualitätsrate und Durchlaufzeiten erhoben. Andererseits geht es auf der Prozessebene um die Reduzierung nicht wertschöpfender Zeiten in der Fertigung. Auch wenn noch kein vollumfängliches Ergebnis vorliegt, konnte durch Prozessanalysen in Teilbereichen der Fertigung vor und nach der Einführung des MES bereits nachgewiesen werden, dass eine deutliche Steigerung der Produktivität erreicht wird.
Dies erfolgte am Beispiel der Werkzeugeinstellung, -montage und -vermessung: Waren für diese Arbeiten für die Fertigung eines bestimmten Werkstücks vorher 25 Prozessschritten mit unterschiedlichem zeitlichem Umfang erforderlich reduzierten sich diese nach Einführung des MR-CM auf 15 Prozessschritte. Die erhobenen Rüstzeiten an dieser Stelle verringerten sich von durchschnittlich 7,2 auf 4,5 Minuten pro Werkzeug, was einem Rückgang von 38 Prozent entspricht bei einer Grundgesamtheit (N) von 72 Werkzeugen. Qualitative Prozessveränderungen ergaben sich durch beispielsweise den Rückgang subjektiver Entscheidungsspielräume, standardisierte Prozesse, die zeitliche Priorisierung von Aufträgen und Ersatzwerkzeugen.
Bausteine Hardware und CAD-CAM
Dass intelligente Software und Vernetzung nur dann Gewinn bringend eingesetzt werden können, wenn sich alle beteiligten Hardware-Komponenten entsprechend mit entwickeln, verdeutlichte Oliver Lechner, Verkaufsleiter Deutschland, Haimer GmbH, in seinem Referat. Dabei ging es um die veränderten Anforderungen, die eine moderne Fertigung an das Toolmanagement stellt. Anhand von Beispielen zeigte Lechner auf, wie sich diese für Hochleistungs-Bearbeitungszentren in den Bereichen Spann- und Werkzeugtechnik, Auswucht- und Schrumpftechnik sowie Tool-Management effizient lösen lassen.
Die fortschreitende Individualisierung macht auch in der Zerspanung immer mehr Sonderwerkzeuge erforderlich. Möglichkeiten, diese sowohl präzise als auch effizient zu fertigen, stellte Dr. Dirk Kammermeier, Director Global Engineering Solutions EMEA, Kennametal Shared Services GmbH vor. Er führte dazu aus, dass Sonderlösungen heute zu rund 75 Prozent aus Standard-Einbauteilen und standardisierten Design-Features bestehen. Dies ermöglicht den Einsatz einer Design-Bibliothek, die auf Basis des zu bearbeitenden Werkstoffes und geometrischer Vorgaben das passende Werkzeug konfiguriert. Darüber hinaus informierte Kammermeier über Fertigungstechnologien wie das Lasercaving zur schnellen und wirtschaftlichen Herstellung von Werkzeugen in kleinen Stückzahlen.
Die Vision eines NC-Druckers, der das NC-Programm einfach auf Basis der CAD-Daten erstellt und damit zu einem Baustein für Industrie 4.0 wird, präsentierte Jorgen Lorenzen, Geschäftsführer, AdeQuate Solutions GmbH. Dass man der Realisierung dieser Vision durch die Kombination von TopSolid CAM mit von AdeQuate entwickelten Schnittstellen und Postprozessoren heute schon sehr nahe kommen kann, verdeutliche Lorenzen im weiteren Verlauf seines Vortrags. Mit einer solchen Lösung können rund 90 Prozent der CAD-Daten direkt in die NC-Programmierung übernommen werden.
Zu den Highlights des 3. Reinhausen Fertigungsforums zählte auch die Podiumsdiskussion, in der Anwender des MR-CM über Erfahrungen berichteten, den Teilnehmern Rede und Antwort standen. Die Resonanz der rund 60 Teilnehmer nach der Veranstaltung war einhellig: Hier wurde Wissen und Know-how geboten, um den Weg der vierten industriellen Revolution erfolgreich gehen zu können.
Mehr Informationen zur Maschinenfabrik Reinhausen:
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Maschinenfabrik Reinhausen GmbH |
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Falkensteinstraße 8 |
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93059 Regensburg |
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Telefon +49 (0) 941/4090-0 |
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E-Mail: info@reinhausen.com |
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www.reinhausen.com |
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