Bystronic: Smart Factory verwirklicht

Zukunftsfähig mit Digitalisierung

| Autor / Redakteur: Konrad Mücke / Konrad Mücke

Zentrales Element der Smart Factory: An der vollständig automatisierten Laserschneidmaschine ByStar Fiber mit Portallader startet der Bediener über einen Touch-Screen die vom Produktionsplanungssystem vorgegebenen Fertigungsaufträge
Bildergalerie: 7 Bilder
Zentrales Element der Smart Factory: An der vollständig automatisierten Laserschneidmaschine ByStar Fiber mit Portallader startet der Bediener über einen Touch-Screen die vom Produktionsplanungssystem vorgegebenen Fertigungsaufträge (Bild: SMM Konrad Mücke)

Was bisher allenfalls als Zukunftsvision galt, haben Spezialisten von Bystronic am Produktionsstandort Appenzell des Sondermaschinenherstellers Bühler verwirklicht. Blechteile navigieren selbst durch die unterschiedlichen Bearbeitungsabläufe.

Digitalisierung und Smart Factory lauten die aktuellen Stichworte in der Diskussion um eine wirtschaftliche Fertigung an kostenintensiven Standorten wie der Schweiz. Beim Sondermaschinenhersteller Bühler AG wollte man mehr als diskutieren. Das zukunftsorientierte, weltweit tätige Unternehmen fertigt Sondermaschinen und -anlagen zum Verarbeiten und Veredeln landwirtschaftlicher Produkte. Neben standardisierten Maschinen und Komponenten, die Bühler vorwiegend in Uzwil herstellt, werden immer wieder individuell konstruierte und gefertigte Anlagenteile benötigt. Das betrifft beispielsweise Silos, Vorratsbehälter und Tanks sowie Rahmen, Gehäuse und Gestelle.

Einzelteile fertigen erfordert besonderes Know-how

Deren Fertigung als Einzelstücke oder in nur wenigen Exemplaren hat der Sondermaschinenhersteller am Standort Appenzell konzentriert. «Einzelstücke flexibel nach Bedarf und oft allein nach Handskizzen herzustellen, erfordert ein besonderes Know-how und Geschick der Fachkräfte. In Appenzell verfügen wir seit über 40 Jahren über die benötigte Kompetenz. Unsere Mitarbeitenden sind hinsichtlich der Blechfertigung vom Schneiden über das Biegen bis zum Schweissen und weitere Schlosserarbeiten hochqualifiziert», berichtet Hanspeter Inauen. Er ist Leiter des Werks Appenzell. Stolz verweist er darauf, dass etwa die Hälfte seiner 115 Mitarbeitenden bei Bühler bereits mit der Ausbildung zum Apparatebauer oder Industriemechaniker in die berufliche Laufbahn gestartet ist und seither dem Unternehmen die Treue hält. «Um die benötigten Einzelstücke herzustellen, müssen unsere Fachkräfte vor allem eigenständig und selbstverantwortlich arbeiten. Sie übernehmen eine grosse Verantwortung und tragen damit entscheidend zum Erfolg unseres Werks bei», fügt Inauen an. Das Fertigungsspektrum in Appenzell umfasst etwa 1500 unterschiedliche Blechteile.

Allerdings hat Inauen vor einigen Monaten die aufkommende Problematik erkannt, den Erfolg des Unternehmens überwiegend auf der Kompetenz des Fachpersonals zu begründen. Zum einen verhindert der demografische Wandel, künftig genügend qualifizierte Fachkräfte für eine Ausbildung und eine dauerhafte Bindung an das Unternehmen begeistern zu können. Zum anderen erwarten Auftraggeber – das sind bei Inauen die weiteren Werke der Bühler AG – stetige Verbesserungen hinsichtlich kürzer Durchlaufzeiten, hoher Flexibilität und äusserster Zuverlässigkeit und Prozesssicherheit. Wie Inauen feststellt, lassen sich selbst bei bestens motiviertem und ausgebildeteten Mitarbeitenden die weichen Faktoren, also das persönliche Engagement, die Zuverlässigkeit und die Arbeitsgeschwindigkeit, kaum weiter steigern. Deshalb sollten mit dem Programm Fit For Future 2020 Lösungen gefunden werden, um im Werk Appenzell auch künftig wirtschaftlich und profitabel die Blechteile für die weiteren Standorte von Bühler fertigen zu können.

Smart Factory zukunftsfähiges Konzept

In Verbindung mit Investitionsplänen wegen bereits verschlissener Maschinen und Betriebseinrichtungen entschied Inauen sich mit seinem Führungsteam zu einer grundsätzlichen Zukunftsorientierung. Anhand seiner Informationen über Digitalisierung und Industrie 4.0 diskutierte er bereits im Jahr 2015 mit den Spezialisten von Bystronic über geeignete Fertigungslösungen. Unter der Bedingung, dass seine Forderungen nach höchster Flexibilität und Zuverlässigkeit für die Einzelstückfertigung eingehalten werden, war er völlig offen für alle vorgschlagenen Systeme. Wie er heute bestätigt, gehörte dazu auch, die Produktionshalle leer zu räumen und grundsätzlich neu zu starten.

Dazu sagt Philip Burgener, Manging Director bei Bystronic: «In unseren Gesprächen erkannten wir schnell die einmalige Chance, hier gewissermassen auf der günen Wiese eine komplett durchdigitalisierte Blechfertigung aufbauen zu können.» Die Spezialisten von Bystronic haben in dieses Projekt ihr gesamtes Know-how über Smart Factory, selbststeuernde Fertigung und digitale Vernetzung eingebracht. Wie Burgener sagt, sollte bei Bühler erstmalig eine zukunftsweisende, komplett digital organisierte Blechteileproduktion von der AV und der CAD-Konstruktion über sämtliche Fertigungsschritte hinweg bis zur Bereitstellung der fertigen Komponenten realisiert werden.

Blechteile steuern selbst Fertigungsdurchlauf

Inzwischen arbeitet die Blechteilefertigung in Appenzell mit dem geplanten, vollständig überwachten und gesteuerten Durchlauf der Blechteile. «Um diese Anlage zu verwirklichen, mussten wir komplett in Gesamtprozessen denken und entsprechende Abläufe konzipieren und installieren», berichtet Burgener. Wie er hinzufügt, bedeutete dieses Projekt die Abkehr von bekannten Denkmustern und die Zuwendung zu komplett anderen Konzepten.

«Bei Bühler haben wir unmisserverständlich erkannt, das wir künftig nicht mehr Maschinen für einzelne Bearbeitungsschritte verkaufen. Vielmehr müssen wir aus der Betrachtungswelt des Kunden heraus Gesamtlösungen erstellen, die dem Anwender ermöglichen, wirtschaftlicher und profitabler zu arbeiten.»

Für das Gesamtkonzept Smart Factory bei Bühler in Appenzell hat Bystronic mehrere Maschinen und die erforderliche digitale Vernetzung installiert. Das betrifft eine Laserschneidmaschine ByStar Fiber mit Portalladesystem und Gewindeschneiden direkt auf dem Laser, Tintenstrahldrucker und Vorratslager sowie mehrere Abkantpressen in unterschiedlichen Baugrössen. Zudem haben die Spezialisten ein Steuerungsnetzwerk aufgebaut. An jeder Bearbeitungsstation kann das Fachpersonal Daten zum aktuellen Stand der Fertigung abrufen. Ebenso erhält es die jeweils relevanten Informationen und Daten über auszuführende Tätigkeiten und Arbeitsschritte. «Ein derart komplexes System befindet sich in einem stetigen Verbesserungsprozess. Mit jedem hergestellten Blechteil lässt sich der Ablauf auf die speziellen Bedürfnisse des Anwenders hin besser abstimmen. Die Software wird fortlaufend auf aktuelle Forderungen aus der Praxis hin optimiert», erläutert Burgener.

Heute werden bei Bühler in Appenzell für jeden Fertigungsauftrag eine 3D-CAD-Zeichnung und ein interner Fertigungsauftrag erstellt. Das CAD-System erstellt die Abwicklungen zum Schneiden der Bleche und die Biegepläne. Sämtliche Daten werden in einem Planungssystem für den Produktionsablauf eingepflegt. Um die Nähe von Arbeitsvorbereitung und Produktionsplanung zur Fertigung zu unterstreichen, befindet sich bei Bühler das Planungsteam heute auf der Fertigungsebene in direkter Nähe zu den Blechbearbeitungsmaschinen.

Im ersten Fertigungsschritt schachtelt die Software an der Laserschneidmaschine die aktuell zu schneidenden Bleche auf einer Tafel. Stets stehen im Arbeitsbereich des Portalladers an der Laseranlage häufig benötigte Bleche unterschiedlicher Dicke aus Stahl, Edelstahl und Aluminium auf mehreren Paletten zur Verfügung. Automatisch kennzeichnet der Tintenstrahldrucker des Blechhandlings die zu schneidenden Blechteile. «Dieser Arbeitsschritt ist für den weiteren Fertigungsablauf bestimend. Denn anhand der Kennzeichnung erkennen sämtliche weiteren Arbeitsstationen das Blechteil, ordnen die passenden NC-Programme, Arbeitsanweisungen und Werkzeuge zu und bestimmen den anschliessenden Transport zu nachfolgenden Stationen. Wir haben somit bei Bühler erstmals eine sich anhand der Daten des Blechteils selbst steuernde Fertigung realisiert», hebt Burgener hervor.

Der Laser schneidet nach Priorität des Produktionsplanungssystems die Bleche aus. Anschliessend sortiert der Portallader die Blechteile auftragsbezogen auf Rollwagen. Diese werden von den Fachkräften zu den weiterführenden Fertigungsschritten gebracht. Somit stehen bei jeder weiteren Bearbeitung bereits sämtliche für einen Auftrag erforderlichen Blechteile bereit. Damit enfällt, dass hochqualifizierte Fachkräfte zeitaufwendig unterschiedliche Blechteile für ihre jeweilige Bearbeitung in der Werkhalle «sammeln». Das verkürzt erheblich die Durchlaufzeiten und sorgt für höchste Prozesssicherheit. Verwechslungen und unpassend zugeordnete Bauteile sind ausgeschlossen. Zudem reduziert es die Kosten, da die Fachkräfte jederzeit produktiv arbeiten können.

So durchlaufen die Bauteile die Biegestationen, die Schweissarbeitsplätze und anschliessende Oberflächenbehandlungen, zum Beispiel sandstrahlen, bürsten oder schleifen.

Bedarfsgerecht investiert

Zum Biegen hat Bühler drei Biegepressen unterschiedlicher Presskräfte und Abmessungen installiert. Wie Inauen erläutert, ist dies weitaus wirtschaftlicher als in drei gleiche Pressen zu investieren. Burgener berichtet: «Bei der Analyse der Fertigungsprozesse haben wir erkannt, dass es weitaus sinnvoller ist, jeweils bezogen zur Blechdicke und den Dimensionen passende Bleche auf speziell dafür ausgelegten Biegepressen zu fertigen. Wir sind also bewusst abgewichen von dem ehemals vorrangigen Gedanken an Ausfallsicherheit. Dieser bestimmt eigentlich, dass man mehrere sich ersetzende Pressen beschafft, die zudem auf die grössten und dicksten zu bearbeitenden Bleche ausgelegt sind.» Speziell wegen der grossen Zuverlässigkeit heutiger Maschinen verursacht aber dieses ehemals übliche Konzept unnötig hohe Kosten bei der Investition und im Betrieb. Wie Inauen bestätigt, kann er bei kleinen Blechteilen aus dünnen Blechen auf den kleineren Biegepressen selbstverständlich mit deutlich niedrigeren Betriebskosten und Maschinenstundensätzen kalkulieren.

Personal in zukunftsweisende Konzepte einbinden

Inzwischen haben sämtliche Mitarbeitenden in Appenzell die Vorteile der digitalisierten Produktion erkannt und die automatisierten Abläufe rundum akzeptiert. Wie Inauen berichtet, ist das allerdings nicht unbedingt selbstverständlich. «Es erweist sich als vorteilhaft und ist aus unserer Sicht unbedingt notwendig, das Personal von Beginn an in die Planungen und die Konzeption einer solchen Fertigungsanlage einzubeziehen. Denn die Funktion und die Produktivität des gesamten Fertigungssystems wird entscheidend von der Akzeptanz durch das Personal bestimmt.» Nach anfänglicher Skepsis ist die Integration der Fachkräfte bei Bühler in Appenzell vollauf gelungen. Dazu haben die Spezialisten von Bystronic die Mitarbeitenden stets in die Planungen einbezogen und wiederholt die künftigen Abläufe trainiert. Burgener sagt dazu: «Diese Transparenz ist besonders wichtig. Ein völlig neues Produktionskonzept kann unbegründete Ängste und Sorgen schüren. Bei Bühler konnten wir aber eine sehr gute, einvernehmlicher Zusammenarbeit erreichen. Deshalb haben die Fachkräfte rasch die Vorteile der Smart Factory erkannt.»

Wie Inauen und Burgener nach nunmehr knapp zwei Jahren feststellen, hat sich das Konzept nicht nur gelohnt, sondern als besonders erfolgreich erwiesen. Burgener fügt hinzu, dass Industrie 4.0 aber ein steter Prozess ist, den man konsequent im betrieblichen Alltag weiterverfolgen muss. «Speziell bei den heute erwarteten Optimierungen der Produktionsabläufe – bereits weitgehend ausgereizte Prozesse lassen sich häufig nur noch um wenige Prozentpunkte verbessern – muss man sehr exakt analysieren, um Potentiale zu erkennen. Dies gelingt trotz aller Simulation und Vorausberechnung am besten in der Praxis. Deshalb ist nach unserer Ansicht Industrie 4.0 ein fortlaufender Prozess, den der Anlagenhersteller gemeinsam mit dem Anwender geht.» SMM kmu

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben

Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

Avatar
Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 45345664 / Blechbearbeitung)