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Werkzeuge, NC-Programme und Maschinenkapazitäten sollten als Ressourcen verstanden werden, die zentral gemanagt werden.
Foto: Siemens
Werkzeuge, NC-Programme und Maschinenkapazitäten sollten als Ressourcen verstanden werden, die zentral gemanagt werden. Mit den passenden Lösungen lässt sich Stress in der Fertigung abbauen. 

Steuerungen + Software

Stressabbau in der Fertigung

Siemens bietet für das Verwalten von Fertigungsressourcen Lösungen, die Stress in der Fertigung ersparen und einen einfachen Einstieg in die Digitalisierung ermöglichen.

Eine steigende Anzahl von Produktvarianten und kleine Losgrößen machen die Produktion zunehmend komplexer – vor dieser Herausforderung stehen Fertiger in nahezu allen Branchen. Hinzu kommt, dass unabhängig von der Art der Fertigung kurze Lieferzeiten sowie eine kontinuierliche Kostenoptimierung vorausgesetzt werden. Stillstände und Bottlenecks müssen unter allen Umständen vermieden werden. Dazu müssen Fertigungsressourcen wie Werkzeuge und Teileprogramme rechtzeitig bereitgestellt werden. Damit Fertigungsaufträge effizient vorbereitet und die Abläufe auf dem Shopfloor optimal organisiert werden können, bietet Siemens Lösungen für ein zentrales Ressourcenmanagement, das die relevanten Arbeitsschritte unterstützt und dabei reale Daten aus der Werkzeugmaschine nutzt.

Das Verwalten von Fertigungsressourcen optimieren

Ein Beispielszenario: In Unternehmen der Luftfahrtindustrie oder Medizintechnik werden besonders anspruchsvolle Materialien zerspant. Werkzeuge sind entsprechend teuer und werden in großer Anzahl verbraucht. Hohe Ansprüche an die Bearbeitungsqualität verlangen zudem eine genaue Beachtung der Standzeiten. In einem solchen Umfeld sind Werkzeuge eine kritische Ressource. Die verständliche Folge: Es werden sicherheitshalber übermäßig hohe „Angstbestände“ an Werkzeugen vorgehalten – im Lager und unter Umständen auch an den Maschinen. Sind Reststandzeiten nicht ausreichend dokumentiert, besteht zudem die Gefahr, dass Werkzeuge verfrüht ausgemustert werden oder Ersatzwerkzeuge nicht rechtzeitig zur Verfügung stehen, sodass es zu Produktionsunterbrechungen kommt. All das bindet und vergeudet Kapital. Solche und ähnliche Herausforderungen lassen sich mit Digitalisierung lösen. Das klingt nach großen Umwälzungen. Es geht aber zunächst darum, ganz alltägliche Probleme zu lösen.

Werkzeugmaschinen können über die zentrale Shopfloor-Plattform von Siemens vernetzt und Fertigungsressourcen übergreifend verwaltet werden. Die Kommunikation der Maschinen mit dem zentralen Server erfolgt dabei über Clients, die in die CNC-Steuerung integriert sind. Einerseits werden Webapplikationen genutzt, die einfach über den Webbrowser eines PCs oder Tablets aufgerufen werden können. Andererseits werden für Aufgaben an der Maschine auch Nutzerdialoge bereitgestellt, die in die Bedienoberfläche der CNC integriert sind. Über APIs kann die Verbindung zu bestehenden IT-Systemen in der Fertigung hergestellt werden. Mit Hilfe dieser zentralen Plattform können alle Maschinen auf dem Shopfloor verwaltet werden.

Ein einziger transparenter Bestand

Die Verwaltung der Ressource Werkzeug sollte zentralisiert werden. Die Werkzeugverwaltung der einzelnen Maschinen kann mit der App „Manage MyResources /Tools“ zu einem fabrikweiten Werkzeugmanagement integriert werden. Somit kann der gesamte Werkzeugzyklus optimiert werden. Eine zentrale Übersicht über alle Werkzeuge und Komponenten und deren Aufenthaltsort stellt die Basis dar und ermöglicht eine konsistente Datenhaltung. Auch die entsprechenden Stammdaten können in der App verwaltet werden. „Manage MyResources /Tools“ macht also den Lagerbestand transparent. So lassen sich Überbestände und fehlende Werkzeuge vermeiden und unnötige Suchzeiten fallen weg.

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NC-Programme und Werkzeuge werden effizient bereitgestellt und der gesamte Werkzeugzyklus optimiert. 
Foto: Siemens
NC-Programme und Werkzeuge werden effizient bereitgestellt und der gesamte Werkzeugzyklus optimiert. 

Der Werkzeugbedarf für neue Aufträge kann durch den Zugriff auf aktuelle Maschinendaten einfach ermittelt werden. In der Arbeitsvorbereitung ist durch die App ersichtlich, welche Werkzeuge auf den Maschinen vorhanden sind und welche noch bereitgestellt werden müssen.

Die Montage und Vermessung der Werkzeuge werden durch ein Kanban-Board angeleitet. Die Software bietet außerdem wertvolle Informationen über Lagerort und Bestände der Komponenten sowie Anweisungen für den Zusammenbau. Durch die automatische Übertragung der Korrekturdaten vom Voreinstellgerät lässt sich der manuelle Aufwand minimieren.

Den Rüstvorgang beschleunigen

Die vorbereiteten Werkzeuge können im nächsten Schritt für den Fertigungsauftrag bereitgestellt werden. Mit der Unterstützung durch den in die Steuerung integrierten Benutzerdialog lässt sich auch der Rüstvorgang an der Maschine erheblich beschleunigen. Die Werkzeugdaten werden automatisch geladen, wodurch auch potenzielle Fehlerquellen durch manuelle Eingaben eliminiert werden.

Sobald alle nötigen Ressourcen bereitgestellt wurden und die Produktion läuft, muss sichergestellt werden, dass Werkzeuge rechtzeitig vor Verschleiß gewechselt werden. Ansonsten kann dies im schlimmsten Fall zu Maschinenstillständen führen. Mit „Manage MyResources /Tools“ ist dies auf einfache Art und Weise möglich: Die Werkzeugüberwachung auf Basis von Live-Daten aus der Steuerung ermöglicht es, jederzeit den Überblick über den Zustand aller Werkzeuge zu behalten. Müssen Werkzeuge getauscht werden, ist dies mithilfe des in die Steuerung integrierten Benutzerdialogs und der automatischen Datenübertragung schnell und effizient möglich.

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Die App „Manage MyResources /Tools“ macht den Zustand aller Werkzeuge in der Fertigung transparent – so lassen sich Maschinenstillstände vermeiden.
Foto: Siemens
Die App „Manage MyResources /Tools“ macht den Zustand aller Werkzeuge in der Fertigung transparent – so lassen sich Maschinenstillstände vermeiden.

Via API lassen sich Statistiken bereitstellen, die wertvolle Informationen über die Werkzeugverwendung liefern, um Werkzeuglebenszyklen und Prozesse zu optimieren. Es lässt sich zum Beispiel die reale Lebensdauer von Werkzeugen immer exakter bestimmen. Ebenso können Leerlaufzeiten analysiert werden, was Ansatzpunkte für die Optimierung von NC-Programmen liefern kann. Die Schnittstellen der App ermöglichen außerdem die Integration in umfassende Lösungen zur Werkzeuglagerung, -bereitstellung und -vermessung. Dazu gehören auch Identifikationslösungen, beispielsweise mittels Barcodes, sowie die Anbindung an andere Systeme wie ERP oder PLM.

NC-Programme werden meist auf Basis von CAM-Daten erzeugt. Dies erfolgt in der Arbeitsvorbereitung. Von dort müssen die Programme für den Fertigungsauftrag an die Maschine gebracht werden – und das möglichst sicher und effizient. Insbesondere beim Einfahren von NC-Programmen kann es vorkommen, dass der Maschinenbediener noch Änderungen vornimmt. Wird auf diesem Weg eine neue Version erzeugt, sollten die Änderungen auch entsprechend in die Arbeitsvorbereitung zurückgespielt werden.

Den Variantenreichtum beherrschen

Insbesondere im Maschinenbau oder im Werkzeug- und Formenbau hat man es häufig mit vielen Varianten von Bauteilen zu tun. All das führt dazu, dass eine Vielzahl von NC-Programmen existiert, die sich nur durch Details unterscheiden. Und diese müssen zuverlässig verwaltet und versioniert werden. Auch dafür steht eine App bereit: „Manage MyResources /Programs“ ermöglicht die effiziente und sichere Bereitstellung und zentrale Verwaltung von NC-Programmen in einer papierlosen Fertigung. Die Daten lassen sich direkt in den Werkstückordner der Maschine übertragen. Die zentrale Verwaltung der NC-Programme umfasst auch ihre Versionsgeschichte. Darüber hinaus ist eine Kommentarfunktion verfügbar. Diese ermöglicht einen bidirektionalen Austausch von Informationen zwischen Maschinenbediener und Programmierer – mit minimalem Aufwand kann man zum Beispiel kurz notieren, warum etwas geändert wurde. Auch „Manage MyResources /Programs“ verfügt über APIs, mit deren Hilfe beispielsweise NC-Programmpakete mit einem PLM-System verknüpft werden können.

Wie der Name der App schon sagt, ist die Philosophie dahinter, NC-Code als Ressource zu verstehen. Auf dem Weg vom Design eines Produkts bis zu seiner Fertigung fließt viel Know-how ein. Was CAM-Programmierer und Zerspanungsexperten an Optimierungen vornehmen, stellt einen Wert da – umso mehr, wenn es um komplexe Teile oder teure Werkstücke geht, die auf Anhieb passen müssen. Und diese wertvolle Ressource sollte transparent verwaltet werden können.

Fertigungskapazitäten besser nutzen

Eine zentrale Ressource auf dem Shopfloor stellt die Maschine dar. Eine weitere App, mit der die effiziente Nutzung von Fertigungskapazitäten verbessert werden kann, ist „Analyze MyPerformance /OEE“. Durch einfache Darstellung der Maschinenauslastung gewinnt man Einblicke über produktionsrelevante Daten, die für die Produktionsplanung von maßgeblicher Bedeutung sind. Die App erlaubt es, wichtige Indikatoren zur Verbesserung der Maschinenauslastung aufzudecken, die Produktivität durch Beseitigen von Engpässen zu steigern und ergriffene Maßnahmen und deren Wirksamkeit dann auch kontinuierlich zu verfolgen.

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Mit der App „Analyze MyPerformance“ kann man die Gesamtanlageneffektivität überwachen.
Foto: Siemens
Mit der App „Analyze MyPerformance“ kann man die Gesamtanlageneffektivität überwachen.

Die Nutzung der Shopfloor-Plattform und der Apps von Siemens krempelt die bisherige Arbeitsweise nicht vollkommen um, sondern erleichtert sie. Die Verwaltung von Werkzeugen und NC-Programmen bekommt die Bedeutung, die sie verdient und für die Betrachtung der Auslastungen stehen automatisch erfasste Daten zur Verfügung. Dieser Schritt zur Digitalisierung kann leicht erreicht werden, denn ein schneller Erfolg zeigt sich auf jeden Fall: Stress wegen fehlender Ressourcen oder unrealistischer Planungen wird abgebaut.

Franziska Hüttel/rk

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