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Digitalisierung in der Blechbearbeitung Auf dem richtigen Weg zu Industrie 4.0

Von Stéphane Itasse 9 min Lesedauer

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Sieben Jahre ist es inzwischen her, dass der Begriff „Industrie 4.0“ geprägt wurde. Mittlerweile gibt es eine Fülle von Produkten und Konzepten dafür – doch in die industrielle Praxis dringt die Digitalisierung nur langsam vor. Immerhin gibt es erste Beispiele, die den Blechbearbeitern Mut machen, auf diesem Weg weiterzugehen.

Nicht nur im Blech gespiegelt: Im digitalen Zwilling werden alle realen Prozesse virtuell erfasst.(Bild: Trumpf)
Nicht nur im Blech gespiegelt: Im digitalen Zwilling werden alle realen Prozesse virtuell erfasst.
(Bild: Trumpf)

Um mehrere Grossaufträge zu realisieren, muss man Grosses bewegen. Beim chinesischen Unternehmen Shandong New Beiyang Information Technology Co., Ltd. (SNBC) hiess das, in Rekordzeit eine Industrie-4.0-Fabrik zu errichten, wie Trumpf mitteilt. Konkret ging es um die Produktion von automatischen Packstationen, die Aufträge hatten Laufzeiten von mehreren Jahren. Die eigene Blechfertigungskapazität reichte dafür nicht aus und auch nicht die aller umliegenden Lohnfertiger. Es gab nur einen Weg: eine neue Fabrik. Liu Bo, Fertigungsleiter bei SNBC, sagt: „Wir wollten bei diesem Projekt keine halben Sachen machen. Uns schwebte eine vollautomatisierte Produktion vor.“

Um den Zuschlag zu bekommen, startete SNBC die Produktion der ersten Packstationen. Gleichzeitig bestellte das Unternehmen bei Trumpf acht Laser-, Stanz- und Biegemaschinen mit Automatisierungsschnittstellen. Parallel dazu brüteten Experten am Hallenlayout. Rund die Hälfte der mehr als 7600 m² war für das Lager sowie die vollautomatisierte Blechfertigung verplant. Der Rest war für das Laserschweissen und eine Lackiererei vorgesehen. Heute sind an das 126 m lange Stopa-Lager mit 360 Lagerplätzen und zwei Regalbediensystemen mehrere Laser-, Stanz- und Biegezentren sowie Automatisierungskomponenten angebunden. Gesteuert wird es mit dem Tru-Tops-Fab-Modul Storage.

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Reibungsfrei durch den Fertigungsprozess

In der automatisierten Fertigung ist es wichtig, sicherzustellen, dass ein Teil möglichst reibungsfrei durch die Produktion fliesst, wie Trumpf erläutert. Die an das Lager angeschlossenen Maschinen und Komponenten bilden dabei ein System in sich. Schwieriger sind die weichen Prozesse. Was passiert beispielsweise mit einem Teil nach dem Biegen? Wie kommt die Information, dass es fertig ist, in die Lackiererei oder an einen Handarbeitsplatz? Und wie kommt das Teil anschliessend dorthin – in der richtigen Stückzahl und an den richtigen Platz? Sonja Hilbig, Tru-Connect-Projektleiterin, sagt: „SNBC hatte den Anspruch, dass alles sofort vollautomatisch funktioniert. Ganz so weit sind wir heute noch nicht, aber wir haben gute Voraussetzungen, dass wir das in Zukunft Stück für Stück realisieren können.“

Die Software visualisiert alle Arbeitsplätze und bestückt sie mit Aufträgen. Wenn also ein Auftrag etwa aus acht Arbeitsschritten besteht, ist ein entsprechender Arbeitsplan hinterlegt. An jedem Arbeitsplatz ist der Stand der Arbeitspläne abrufbar. Auch fremde Verfahren sind zu einem Grossteil eingepflegt. „Das heisst, der Arbeitsgang ist Teil des gesamten Fertigungsprozesses. Allerdings muss der Benutzer manuell eingeben, wann er – beispielsweise den Lackiervorgang oder das Nieten von Teilen – startet. Anschliessend muss er den Auftrag auch manuell beenden“, erläutert Hilbig.

Produktionssteigerung um 20 %

Vollautomatisch funktionieren die anderen Arbeitsschritte bei SNBC. Liu berichtet: „Durch die Automatisierung konnten wir unsere Produktion um rund 20 % steigern.“ Die neue SNBC-Fertigung im Dreischichtbetrieb benötigt nur noch drei Maschinenbediener pro Nacht. Liu bilanziert: „Wir kommen schon wieder an unsere Kapazitätsgrenze. Unser Invest in die Zukunft hat sich ausgezahlt, obwohl wir mit unserer ersten Fabrik erst am Anfang unserer Reise in die Industrie 4.0 stehen.“

Doch Industrie 4.0 ist nicht nur etwas für Grossunternehmen. Bewiesen hat das Ralf Stirl: Er hat es geschafft, einen insolventen Jobshop innerhalb eines knappen Jahres auf den Weg zur Smart Factory zu bringen. Was wie eine Herausforderung klingt, war die eigentliche Lösung: Stirl musste den Jobshop grundlegend umkrempeln, um erfolgreich zu sein, wie Trumpf berichtet.

So gelingt Ihre digitale Transformation
MM-Innovationstag/Produktion 4.1

Der MM Innovationstag „Vernetzte Maschinen in KMUs“ findet am 21. November 2018 im Makerspace in München statt. Die Veranstaltung richtet sich speziell an Unternehmen, die in ihrer Entwicklung hin zur Industrie 4.0 noch am Anfang stehen und eine erste Orientierung in diesem Themenumfeld benötigen.

Auf dem Programm stehen Themen wie „Retrofit & Upgrade im Maschinenbau – wie Sie analoge Maschinen und klassische Fertigungsprozesse digitalisieren“, „PDM/PLM – Unternehmensdaten und -prozesse strukturieren und transformieren“ oder „Cybersecurity für KMUs – Dos & Don‘ts“ im Mittelpunkt stehen. In dem Vortrag des Mittelstand-4.0-Kompetenzzentrums Augsburg wird das Vorgehen bei Potenzialanalysen für mittelständische Unternehmen beschrieben und auf einige Ergebnisse eingegangen. Außerdem wird der Weg zur Industrie 4.0 anhand eines Umsetzungsprojekts aus einem KMU genauer beleuchtet. Zu den weiteren Referenten gehören Wilhelm Mauss von der Lorenz GmbH & Co. KG, Johann Hofmann von der Maschinenfabrik Reinhausen und das Team von Warr Hyperloop.

Der 2. Anwenderkongress Produktion 4.1 richtet sich speziell an Unternehmen, die ihre Digitalisierung bereits vorantreiben, und findet bereits am 8. November 2018 im Vogel Convention Center VCC in Würzburg statt.

Die ersten Schritte in Richtung Industrie 4.0 sind schnell zurückgelegt. Aber wie geht es weiter? Diese Frage steht beim 2. Anwenderkongress Produktion 4.1 des MM Maschinenmarkt im Mittelpunkt. Unter dem Motto „Lernende Maschinen – Produktion der Zukunft“ wird Michael Engelbrecht von ZF Friedrichshafen in der Keynote der Veranstaltung am Beispiel seines Unternehmens Strategien zeigen, die zu einer erfolgreichen digitalen Transformation führen. Außerdem wird er die Erfahrungen, die er und seine Kollegen auf dem Weg zur Industrie 4.1 gesammelt haben, mit dem Plenum teilen.

Prof. Jochen Immel von der FH Kiel – Hochschule für angewandte Wissenschaften wird in seinem Vortrag erklären, wie alte Maschinen mittels Retrofit in die digitale Welt überführt werden können. Prof. Ulrich Schmucker vom Fraunhofer-IFF wiederum wird sich mit dem Thema „Machine Vision“ auseinandersetzen und herausstellen, welche Innovationen die Produktion zukünftig verändern werden. In sogenannten Deep-Dive-Sessions werden die Bereiche Machine Learning, Big Data Handling und Advanced Automation vertieft betrachtet. Insgesamt sechs Foren befassen sich am Nachmittag mit den verschiedenen Aspekten einer digitalisierten Produktion.

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Zu Beginn des Jahres 2017 wurde aus der insolventen Schmidt GmbH die FBT Feinblechtechnik GmbH und Stirl machte sich auf die Suche. „Das Problem war der Zuschnitt, der komplett bei Kooperationspartnern eingekauft wurde. Das hat die Produktionsgeschwindigkeit stark ausgebremst. Um dieses Thema musste ich mich also als Erstes kümmern“, sagt er. Doch bald stiess er auf die Tru-Connect-Beratung von Trumpf. „Nur das Thema Zuschnitt zu lösen, war mir zu kurz gesprungen. Ich wollte den Neuanfang des Unternehmens dazu nutzen, alle Abläufe und Prozesse auf den Prüfstand zu stellen“, berichtet Stirl. Daniel Haller, Tru-Connect-Consultant bei Trumpf, rückte daher mit zwei Mitarbeitern an und begann mit einer Analyse der Fertigung.

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