Smart Industry

Datenmanagement in der Fertigung

Mit der Investition in eine neue Produktionshalle und NC-Maschinen hat ein namhafter Hersteller von Zentrifugen die Voraussetzungen für die Optimierung der Fertigung geschaffen. Komplettiert wurde die Neuausrichtung der NC-Fertigung durch ein intelligentes Datenmanagementsystem. Die rollen- und webbasierte Softwarelösung reduziert nicht wertschöpfende Zeiten um bis zu 75 Prozent, wodurch eine Steigerung der Produktivität von rund 25 Prozent erreicht wird.
Gleichzeitig mit dem vom PPS System generierten Auftrag erhält Meister Martin Jarosch vom MR-CM die Information, an welcher Maschine die wenigsten Werkzeuge für diesen Auftrag zu beladen sind.

Das bayerische Unternehmen Flottweg AG zählt zu den weltweit führenden Herstellern von Industriezentrifugen. Entwicklung und Fertigung erfolgen ausschließlich am Firmensitz Vilsbiburg mit über 400 Mitarbeitern. Hier hat das Unternehmen in den letzten vier Jahren rund 20 Millionen Euro in neue Gebäude und Maschinen investiert. „Mit dem Bau der Halle für die NC-Fertigung und dem neuen Maschinenpark haben wir uns in diesem Bereich neu aufgestellt und auch alle Teile der Trommelfertigung integriert. Dies war natürlich mit dem Ziel verbunden, so effizient wie möglich zu produzieren“, berichtet Georg Schwinghammer, Vorstand Produktion bei Flottweg.

Um dieses Ziel umzusetzen, wurde das Projekt Fertigungsoptimierung initiiert und dafür mit Karl-Heinz Grebisz von Henn, Eberlein & Partner Logistik Consulting ein erfahrener Berater an Bord geholt. Gemeinsam mit den Mitarbeitern nahm Karl-Heinz Grebisz die Abläufe der NC-Fertigung mithilfe von Videoanalysen unter die Lupe um Optimierungspotenziale aufzuspüren. Dabei wurde erarbeitet, dass bis zu 75 Prozent der Rüstzeit auf Arbeiten wie Einstellen, Informationstransport, Dateneingabe und Suchzeiten entfielen. Minimiert werden sollten diese unproduktiven Zeiten unter anderem durch ein Datenmanagementsystem. Durch einen Beitrag in einer Fachzeitschrift wurde Georg Schwinghammer auf den MR-CM der Maschinenfabrik Reinhausen (MR) aufmerksam. Diese rollen- und web-basierte Softwarelösung wurde von der MR, einem in Regensburg ansässigen, mittelständischen Unternehmen aus der Hochspannungstechnik, zunächst für die Steuerung der eigenen NC-Fertigung mit rund 50 Maschinen entwickelt.

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Entscheidung für das „komplette“ Paket

Als zentrale Daten- und Informationsdrehscheibe bindet der MR-CM alle am Fertigungsprozess beteiligten Akteure wie ERP-System, NC-Programmierung, Werkzeugverwaltung, PPS-Steuerung, Einstellgerät, Lagersystem, Messmaschine und CNC-Maschinen ein und ermöglicht, dass Daten direkt und in Echtzeit untereinander ausgetauscht werden können. Dafür kommunizieren die Steuerungen aller am Fertigungsprozess beteiligten Systeme per bordeigenem Browser online.

Vor der Entscheidung informierte sich Karl-Heinz Grebisz gemeinsam mit den Mitarbeitern aus der NC-Fertigung genau über die am Markt verfügbaren Lösungen. „Beim Vergleich der verschiedenen Programme stellte sich heraus, dass keiner der anderen am Markt verfügbaren Datenmanager eine wirklich komplette Lösung war. So bot keine andere Software die Möglichkeit, die Werkzeuge in den Maschinen online abzufragen und Bestände zu ermitteln, was für eine effiziente Planung unverzichtbar ist“, führt Karl-Heinz Grebisz aus. „Außerdem hätte bei den anderen Datenmanagern für jedes Werkzeug, das be- oder entladen wird, eine manuelle Dateneingabe erfolgen müssen. Diese unproduktive und zeitaufwändige Arbeit und die darin enthaltenen Fehlerquellen beispielsweise durch einen Zahlendreher bei der Eingabe, wären nach wie vor angefallen“, ergänzt Christian Müller, CAM-Programmierer bei Flottweg. Ein weiterer Vorteil, der bei der Entscheidung ins Gewicht fiel, war, dass der MR-CM bei Reinhausen bereits seit Jahren in der Praxis lief und die Mitarbeiter der beiden Unternehmen sich auf entsprechender Ebene austauschen konnten.

Pilotprojekt ohne Kinderkrankheiten

Speziell der letzte Punkt war es auch, der die Projektverantwortlichen bei Flottweg ermutigte, Pilotkunde für den MR-CM zu werden. „Nach den Besuchen unserer Mitarbeiter bei MR waren alle überzeugt, dass dieses System auch bei uns funktioniert und haben sich darauf gefreut, das Projekt umzusetzen“, beschreibt Georg Schwinghammer.

Eingebunden in den MR-CM sind bei Flottweg insgesamt sieben NC-Maschinen, dabei handelt es sich um fünf Mazak-, eine Matec- und eine DMG-Maschine, das Zoller Einstellgerät, das Werkzeuglager mit Hänel-Liften, das ERP-System, die Werkzeugdatenbank und die Qualitätssicherung. Zu den größten Herausforderungen bei der Umsetzung zählte die Strukturierung und Befüllung der Werkzeugdatenbank. Denn dafür mussten die rund 2.500 vorhandenen Werkzeugelemente nicht nur erfasst, sondern auch geometrisch und technologisch beschrieben werden. „Wir wussten, dass dies eine kritische Arbeit ist, von der das Gelingen des Projekts wesentlich abhängt und die sehr viel Zeit beanspruchen wird. MR hat uns beim Strukturieren und Befüllen der Datenbank aber optimal unterstützt, so dass wir diese Aufgabe ohne Probleme gemeistert haben“, erinnert sich Christian Müller. Eine weitere Herausforderung bestand in der Anbindung der Mazak-Maschinen. Denn der japanische Hersteller gibt keinerlei Informationen über Steuerungsschnittstellen preis, so dass sich die Mitarbeiter von Flottweg und MR die Lösung selbst erarbeiten mussten.

Den verschiedenen Mitarbeitern bei Flottweg (Programmierer, Meister, Werkzeugeinsteller, Maschinenbediener, Lagerist, Qualitätssicherer, Instandhalter und Administrator) stellt der MR-CM aufgabenbezogene, einfach über Touchscreen zu bedienende Oberflächen zur Verfügung, mit denen sie den Datenfluss steuern. Der Start des Datenmanagers erfolgt durch das Produktions-Planungs-System (PPS), in dem es den Auftrag für ein bestimmtes Werkstück generiert. Der Manager erstellt daraufhin aus dem NC-Programm automatisch die erforderlichen Werkzeuglisten als Explosionszeichnungen in Dateiform und stellt sie den Mitarbeitern papierlos zur Verfügung.

Der Meister stößt mit dem Start des Fertigungsauftrages den MR-CM an. „Gleichzeitig mit dem Auftrag erhalte ich die Information, an welcher Maschine die wenigsten Werkzeuge für diesen Auftrag zu beladen sind, wodurch Rüstzeiten enorm reduziert werden können“, erklärt Meister Martin Jarosch. Möglich macht dies die bi-direktionale Echtzeit-Kommunikation des Managers mit den Magazinen der einzelnen Maschinen. Auf Basis dieser Daten erzeugt der Manager einen Arbeitsvorrat für den Einstellraum, den der Mitarbeiter am Bildschirm abrufen und der Meister priorisieren kann. „Da der Werkzeugeinsteller jetzt genau sieht, wann welche Werkzeuge benötigt werden, kann er sich seine Arbeit ebenfalls sehr viel effektiver einteilen“, führt Martin Jarosch weiter aus.

Die zur Werkzeugvoreinstellung erforderlichen Daten werden passend zum Softwarestand des Einstellgeräts vollständig generiert und übertragen, wobei der MR-CM auf alle marktüblichen Einstellgeräte abgestimmt werden kann. Für einen optimalen Werkzeugumlauf wird am Einstellgerät online eine aktuelle Brutto-/Netto-Berechnung mit der ausgewählten NC-Maschine durchgeführt. Sie ist Basis für das anschließend automatisch erzeugte Lagerentnahmeprogramm. Nach der Werkzeugmontage, für die der Manager Grafiken auf dem Bildschirm des Einstellgeräts zur Verfügung stellt, werden die Werkzeuge automatisch vermessen. „Dabei kann sich der Mitarbeiter jetzt voll auf seine Einstellarbeit konzentrieren und wird nicht mehr durch die Eingabe, Pflege, Verwaltung und Übertragung von Daten abgelenkt“, so der Meister.

Mehr Produktivität und hohe Transparenz

Nach dem Vermessen der Werkzeuge erzeugt MR-CM den Werkzeugdatensatz passend zur NC-Maschine und überträgt diesen an die jeweilige Zielmaschine, so dass diese entsprechend gerüstet werden kann. Dafür stellt der Manager alle Rüstinformationen im Display der Maschinensteuerung dar. „Die Beladestation der Mazak-Maschinen haben wir zusätzlich mit einem Bildschirmterminal ausgestattet. Der Maschinenbediener bekommt darauf das Werkzeug mit Nummer und den Magazinplatz angezeigt, zeitgleich wird das Kettenmagazin durch ein vom Manager erzeugtes Steuerungsprogramm entsprechend bewegt. Der Beladevorgang ist dadurch deutlich schneller, einfacher und vor allem sicherer geworden“, berichtet Karl-Heinz Grebisz. Sind alle Einzelschritte abgeschlossen, informiert der MR-CM das PPS darüber.

„Die Integration des MR-CM führt bei Flottweg zu einer Verringerung nicht-wertschöpfender Zeiten um bis zu 75 Prozent, wodurch eine Steigerung der Produktivität zwischen 20 und 25 Prozent erreicht wird“, so Karl-Heinz Grebisz. Das ist aber nur ein Vorteil, durch den sich die Investition in den Datenmanager schnell amortisiert. Der zweite ist die hohe Transparenz durch das Statistikportal des MR-CM. Es bietet Informationen, wie häufig und wie lange welche Werkzeuge im Einsatz sind, welcher Zeitaufwand für die optimale Einstellung erforderlich war. Darüber hinaus gibt es Auskunft, wie oft Programme geändert werden mussten und natürlich auch über den Nutzungsgrad und Zustand der Maschinen. „Durch diese Transparenz können wir erkennen wie gut sich unser investiertes Kapital verzinst und haben eine Basis für die Produktionssteuerung und weitere Optimierungen“, erklärt Georg Schwinghammer. -sg-

Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, Regensburg Tel. 0941/4090-0, http://www.reinhausen.com

Flottweg AG, Vilsbiburg Tel. 08741/301-0, http://www.flottweg.com

Henn, Eberlein & Partner, Detmold Tel. 05231/954584, http://www.henn-eberlein.de

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