Interview mit Christoph Plüss Fertigung der Zukunft: Intelligentes Arbeiten

Von Anne Richter

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Auf der EMO 2021 hat United Grinding Core zum ersten Mal der Öffentlichkeit vorgestellt. Sichtbares Zeichen dafür ist das einheitliche Bedienpanel. Im Interview mit CTO Christoph Plüss ist der SMM der Frage nachgegangen, was dahintersteckt und welchen Herausforderungen die Branche vor allem in Bezug auf Industrie 4.0 gegenübersteht.

Die Kompetenz zum Thema UX hatte United Grinding anfangs nicht im Haus. Hier ist Christoph Plüss mit UX-Designerin Liliane Schmid im Gespräch.
Die Kompetenz zum Thema UX hatte United Grinding anfangs nicht im Haus. Hier ist Christoph Plüss mit UX-Designerin Liliane Schmid im Gespräch.
(Bild: Anne Richter, SMM )

SMM: United Grinding wurde von der Expertenjury der UX Design Awards für seine Produktneuheit Core mit der Auszeichnung «Special Mention» geehrt. Was bedeutet Ihnen das?

Christoph Plüss: Wir haben uns die letzten Jahre in Zusammenhang mit Core sehr viel mit dem Thema UX oder auch User Experience beschäftigt. Hier steht das Nutzererlebnis im Fokus. Wir wollten wissen, wie wir als Werkzeugmaschinenhersteller mit Core auf diesem Gebiet gesehen werden. Deshalb hat es uns natürlich sehr gefreut, dass das auch anerkannt wurde. Der UX Design Award ist ein internationaler Wettbewerb für UX und in der Kategorie Produkte – wo wir gestartet sind – war die grosse Mehrheit der Mitbewerber aus dem Consumer-Bereich. Das sehen wir als grossen Erfolg. Ausserdem bezweckten wir damit auch eine interne Wirkung, um das Bewusstsein der Mitarbeiter mehr auf dieses Thema zu lenken und die Kenntnisse darüber zu erhöhen.

Was macht gutes Design aus?

Ch. Plüss: Design ist immer ein Markenbotschafter, völlig unabhängig vom Produkt. Design verkörpert bestimmte Markenwerte und eine Identifikation. Es sollen auch Emotionen geweckt werden. Gutes Design steht aber immer auch in Verbindung mit hoher Funktionalität und Nutzerfreundlichkeit. In unserer Branche wird häufig gemeint, dass eine Werkzeugmaschine nichts mit Emotionen zu tun hat. Aber das sehe ich anders. Unsere Kunden sind stolz, wenn sie moderne Maschinen, denen man ihre Leistungsfähigkeit ansieht, auf dem Shopfloor haben und präsentieren können. Auch Mitarbeiter arbeiten lieber an einer schönen, ergonomischen, bedienerfreundlichen Maschine. Eine Werkzeugmaschine muss verkörpern, was mit ihr bezweckt werden soll: Präzision, Dynamik, Zuverlässigkeit und Leistungsstärke.

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Das neue Bedienpanel ist ein sichtbares Zeichen von Core. Doch was steckt dahinter?

Ch. Plüss: Mit Core wollten wir bezwecken, dass wir an jeder Maschine der Gruppe die gleiche Digitalisierungsbasis und ein einheitliches Interaktionskonzept schaffen. Das ist sehr komfortabel für Kunden, die Maschinen verschiedener Marken haben, und auch für unsere Service-Mitarbeiter. Das Panel mit der neuen Benutzeroberfläche verkörpert Core nach dem Augenschein, doch es ist nur die Spitze des Eisberges. Im Hintergrund ist eine durchgängige und harmonisierte System-Architektur entstanden, was das Augenscheinliche erst ermöglicht hat. Diese Durchgängigkeit aufgrund der Standardisierung ist im Moment einmalig am Markt.

Die meisten grossen Werkzeugmaschinenhersteller haben ein eigenes Panel entwickelt. Wie unterscheiden Sie sich hier?

Ch. Plüss: In der Regel wurde auf diese Panels einfach die bestehende Software draufgespielt. Wir haben es konzeptionell anders gedacht. Wir haben uns Gedanken über die Maschinenbedienung der Zukunft gemacht. So wollten wir als primäre Bedienung den grössten möglichen Multitouch. Für bestimmte Aufgaben gibt es trotzdem noch eine limitierte Anzahl an Funktionstasten, um bewusst gewisse Funktionen auszulösen. Auch das gesamte HMI-Konzept mit dem Thema Personalisierung und der Berücksichtigung der individuellen Bedürfnisse der Bediener haben andere Wettbewerber so nicht aufgegriffen. Im Moment ist die Individualisierung zwar nur limitiert möglich, doch wir haben die Basis geschaffen und können darauf aufbauen. Wir haben eine Symbiose zwischen Hardware, Haptik, Ergonomie und den userspezifischen Bedürfnissen erreicht. Auch das ist einzigartig. Und wir haben das erste Panel, das auch eine Kamera integriert hat. Für den Remote-Service ist das ein zusätzliches Element, um den Techniker zu unterstützen. Selbst ein Smartphone kann als orts­ungebundenes Gerät in den Service-Call eingebunden werden, um beispielsweise Aufnahmen rund um die Maschine zu machen.

Auf der EMO 2021 in Mailand hat United Grinding Core zum ersten Mal der Öffentlichkeit präsentiert. Was war der Grund und der Auslöser für die Entwicklung von Core?

Ch. Plüss: Im Jahr 2013, als wir erstmals als United Grinding aufgetreten sind, haben wir unseren Auftritt als Gruppe mit einem gemeinsamen Maschinendesign vereinheitlicht. In puncto Maschinenbedienung und Software gab es aber noch nicht viel Einheitliches. Im Jahr 2015 wurde die Branche mit den Bestrebungen einer vernetzten, digitalen Fertigungsindustrie konfrontiert – Industrie 4.0 war überall das Schlagwort. So mussten wir uns auch als Gruppe dieser Thematik stellen. Wir waren konfrontiert mit verschiedenen Markengesellschaften, verschiedenen CNC-Steuerungen, einer hohen Varianz an Bediener-Schnittstellen, über 250 unterschiedlichen Control-​Panel-Varianten sowie 2500 Mannjahren Softwareentwicklung in verschiedenen Sprachen. Dazu kommt, dass wir neben dem Schleifen als Kernthema noch verschiedene andere Technologien zur Oberflächenbearbeitung anbieten. In Bezug auf Digitalisierung war das für uns ein grosses Problem, ohne gemeinsamen Nenner gemeinsame Industrie-4.0-Lösungen anzugehen. Eine gemeinsam Basis zu legen für die digitale Zukunft, war daher der Startschuss der Core-Initiative.

Wie sind Sie vorgegangen?

Ch. Plüss: Gestartet haben wir mit einem ersten Workshop der R&D-Leiter und der Software-Spezialisten der Gruppe zum Thema Industrie 4.0 und Digitalisierung. Die Chance lag darin, als Gruppe gemeinsam das Thema Digitalisierung anzugehen.

Was waren die wichtigsten Herausforderungen bei der Entwicklung von Core?

Ch. Plüss: Die eigentliche Herausforderung lag eindeutig nicht im technischen Bereich, sondern in dem Weg dahin: von einer diversifizierten Gruppe mit ganz verschiedenen Markengesellschaften hin zu einem einheitlichen Kern. Die Ausgangssituation war so, dass jede Marke in ihrem Silo war. Von der Software bis zur Hardware gab es nur die Lösungen der jeweiligen Marke, es gab keine Schnittstellen nach links und rechts, keine Mehrfachverwendungen. Die erste Herausforderung war also, die Wände zwischen den Silos einzureissen. Das bedingte eine neue, komplett andere Arbeitsweise. Wir mussten anfangen zusammenzuarbeiten, vor allem im Software-Bereich – dort, wo wir es am wenigsten gewohnt waren. Ausserdem mussten wir bestimmtes Know-how sukzessive mit unseren Mitarbeitern aufbauen.

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Wie haben Sie das technisch gelöst?

Ch. Plüss: Am Anfang der Entwicklung ging es darum, die verschiedenen Markenwelten auf der Hardware-Ebene zusammenzubringen. Wir mussten eine gemeinsame Hardware schaffen, um auch bei unterschiedlichen Steuerungen auf allen Maschinen die gleiche Bedienung zu haben. Die Lösung war ein zwischengeschalteter Industrie-PC mit Core OS, dem eigentlichen Betriebssystem, welches wir inhouse entwickelt haben. Eine weitere Herausforderung war, die bestehenden 2500 Mannjahre Software anzubinden. Hier haben wir die Lösung mit einer sogenannten Middleware gefunden, an der auf der einen Seite die alten Programme in der jeweiligen Sprache andocken und auf der anderen Seite die neue, gemeinsame Sprache in der neuen gemeinsamen Entwicklungsumgebung stattfindet. Diese Infrastrukturnormierung ist die Basis für alles andere. Darauf können wir jetzt auf verschiedenen Ebenen CNC, IoT und UX aufbauen. Auf der CNC-Ebene sind die verschiedenen Steuerungen eingebunden, auf der IoT-Ebene das neue Core-Betriebssystem und die Benutzerebene UX mit dem Panel.

Was sind generell die Erfolgsfaktoren einer guten Werkzeugmaschine?

Ch. Plüss: Die Erfolgsfaktoren einer guten Werkzeugmaschine zeigen sich in deren Genauigkeit, Produktivität, Effizienz und Zuverlässigkeit. Dies galt schon vor über 100 Jahren, als Fritz Studer seine erste Schleifmaschine konstruiert hat, und die gelten noch heute und werden auch noch in 2050 der Massstab sein. Früher war die Konstruktion der Werkzeugmaschine die definierende Kernkompetenz dazu. Mit Einzug der CNC-Technik und den aktuellen Möglichkeiten der Digitali­sierung findet hier ein starker Wandel der Kernkompetenzen hin zu Mecha­tronik und Software statt, inklusive Verarbeitung und Nutzung von Daten. Die mechanische Konstruktion wird immer wichtig sein. Das zeichnet unsere Schweizer und auch europäischen Werkzeug­maschinen gerade aus, und dieses Niveau gilt es zu halten. Aber eine Verbesserung und Steigerung der Leistungsfähigkeit unserer Maschinen wird in Zukunft ohne Digitalisierung und Software nicht mehr denkbar sein. Daher gilt es, in diese Kernkompetenzen zu investieren und diese aufzubauen. Bei einer modernen Werkzeugmaschine geht es heute um das optima­le Zusammenspiel zwischen Mechanik, Elektronik und Software und die daraus entstehenden Prozessvorteile.

Was sind hier die besonderen Herausforderungen?

Ch. Plüss: Zunehmend wichtig wird das Thema Autonomie und Automation. Für die Entwicklung von Werkzeugmaschinen sind heute ganz andere Kernkompetenzen notwendig. Der Zeitwandel zeigt, dass 1950 für die Entwicklung einer konventionellen Maschine ausschliesslich mechanische Ingenieursarbeit die Qualität der Maschine geprägt hat. Mit der NC-Technologie kamen dann die klassischen Themen wie Steuerungstechnik, Prozess- und Applikationssoftware hinzu. Mit dem Anspruch, intelligente Maschinen bauen zu wollen, werden speziell im Bereich Software und IT neue Disziplinen aktuell. Es gibt sehr viele neue Themen wie Webtechnologie, Cloud, Datenanalyse, Datensicherheit, Interaktion-Design, UX usw. Das sind komplett neue Fachgebiete für unsere Branche. Auf diesem Gebiet muss die Werkzeugmaschinenbranche aufholen und die Fachleute auch für unsere Branche begeistern. Das sind die Fachleute, die uns heute in der Branche wirklich fehlen.

Was sind die Technologietrends im Maschinenbau?

Ch. Plüss: Ein genereller Trend ist die Einfachheit der Bedienung. Das ist nicht nur ein Generationenthema, sondern der Fachkräftemangel trägt genauso dazu bei. Wir müssen auch auf komplexen Maschinen eine einfache Bedienung ermöglichen. Die Bedienung muss weniger technologieorientiert, sondern mehr aufgabenorientiert sein. Ein anderes Thema ist die Individualisierung. Der jeweilige Bediener soll genau den Content erhalten, der für ihn passt und ihm ermöglicht, seine Aufgaben zu erfüllen. Und er muss die Nutzeroberfläche so einrichten können, wie es für ihn und seine Arbeit optimal ist. Dazu kommt die Automation. Treiber ist auch hier der Fachkräftemangel. Und Automation ist die Basis für das nächste grosse Trendthema: Vernetzung und der Mehrwert aus Daten, um Assistenzsysteme zu schaffen, die den Bediener im Umgang mit der Maschine unterstützen. Ein weiteres Thema ist die Energieeffizienz. Aber auch hier sind wir darauf angewiesen, dass die digitale Vernetzung funktioniert und auch periphere Systeme eingebunden werden können. Eine weitere Entwicklung geht dahin, dass die 1:1-Beziehung Mensch zu Maschine aufgebrochen wird. Hier haben wir mit Core und einem integrierten Multi­userkonzept schon darauf reagiert. Es haben verschiedene Bediener mit einer Maschine zu tun und die Maschine stellt sich auf die Bedürfnisse des Einzelnen ein.

Wie sieht es aus, wenn Sie noch weiter in die Zukunft schauen?

Ch. Plüss: Die Entwicklung geht immer weiter. Im Jahr 2030 sind die jungen Leute von heute schon wieder die alten Hasen. Alles, was wir heute haben mit Tastatur, Maus und auch Multitouch, sind nur Krücken, um mit dem PC zu kommunizieren. Je fortgeschrittener und intelligenter eine Maschine oder ein Gerät wird, umso natürlicher werden die Interfaces. Dazu gehören die Sprachinteraktion, das Eye-Tracking bis hin zu gedankengesteuerten Interaktionen. Heute gibt es in anderen Branchen schon sehr gute Lösungsansätze. Ein weiterer Schritt ist die Entwicklung vom maschinen- und kundenzentrischen Ansatz zum jobzentrischen, bei dem die zu lösende Aufgabe ins Zentrum rückt. Ein weiterer Paradigmenwechsel wird darin liegen, dass sich die Maschine an die Bedürfnisse des Bedieners anpassen muss und nicht umgekehrt, wie es heute zum grossen Teil noch üblich ist. Insgesamt wird das Thema «Human Machine Teaming» eine zentrale Rolle spielen. Eine funktionierende Mensch-Maschine-Kollaboration mit dem kritischen und kreativen Denken des Menschen und der Genauigkeit, Präzision und Geschwindigkeit einer Maschine ist dafür ein entscheidender Baustein. Mit dem Human-Machine-Teaming-Ansatz wollen wir einen Wissensaustausch zwischen Mensch und Maschine ermöglichen. Der Mensch lernt von der Maschine und die Maschine lernt vom Menschen. Dieses fortschrittliche System erzielt Ergebnisse, die um Welten besser sind, als es eine intelligente Maschine allein oder ein Expertenschleifer alleine schaffen kann.

Vielen Dank für das Gespräch! SMM

Ergänzendes zum Thema
Porträt
Christoph Plüss, Chief Technology Officer bei der United Grinding Group

Christoph Plüss ist seine gesamte berufliche Laufbahn nun seit fast 30 Jahren im Werkzeugmaschinenbau tätig. Als gelernter Konstrukteur hat er sich viel mit den Themen zu Interaktionen mit Werkzeugmaschinen, Design und Gestaltung beschäftigt. Bei United Grinding hat er im Jahr 2009 als Technischer Leiter bei der Ewag AG gestartet. Dort hat er den Bereich Laserbearbeitung (Schleifen mit Licht) aufgebaut. Als CTO der Gruppe ist er heute verantwortlich für die Koordination der verschiedenen technischen Bereiche in Bezug auf Technologie- und Portfolioentwicklung sowie Leiter der Core-Initiative. Dabei ist das Thema der Synergienutzung aus Gruppensicht besonders wichtig, um die gemeinsamen Stärken und Kompetenzen der Gruppe in den Bereichen Digitalisierung und Softwareentwicklung zu heben.

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