Industrie 4.0 im Werkzeug- und Formenbau Potentiale erkennen und nutzen Industrielle Revolution Deutschland ist als „Fabrikausrüster der Welt“ einer der konkurrenzfähigsten Industriestandorte weltweit. Um die Zukunft des Fertigungsstandortes und damit Wettbewerbsfähigkeit, Wohlstand und Beschäftigung zu sichern, steht der Werkzeug- und Formenbau vor einem entscheidenden Umbruch. Nach Mechanisierung, Elektrifizierung und Informatisierung läutet nun das „Internet der Dinge und Dienste“ das Zeitalter „Industrie 4.0“ ein. In der vierten industriellen Revolution werden sich nun Maschinen, Förder- und Lagersysteme, Roboter und Betriebsmittel miteinander vernetzen. Diese tauschen Informationen aus, organisieren und steuern sich situativ selbständig. Menschen, Maschinen und System sind nun permanent miteinander verbunden und kommunizieren in Echtzeit. Damit ändern sich Abläufe und Arbeitsweisen in der Fertigung und im gesamten Unternehmen fundamental.

Produkte und Prozesse Produkte sind zu jeder Zeit eindeutig identifizierund lokalisierbar. Diese besitzen eine komplette Historie, den aktuellen Zustand und die Abläufe zum Zielzustand. Die komplette Wertschöpfungskette im Unternehmen, aber auch an den Schnittstellen zu Kunden, Partnern und Lieferanten ist miteinander verzahnt. Eine mobile Kommunikation, intelligente Objekte und Sensorik ermöglichen es, dass auf Ereignisse zukünftig ad-hoc, dezentral und in Echtzeit entschieden wird. Somit werden Abläufe im Unternehmen transparent und zeichnen sich durch eine hohe Flexibilität aus. Das ist eine Voraussetzung, um individuelle Kundenwünsche wirtschaftlich und wettbewerbsfähig zu produzieren.

Elektrodenfertigung 4.0 Im nachfolgenden Szenario wird anhand der Elektrodenfertigung kurz angerissen, wie Abläufe im Zeitalter von Industrie 4.0 aussehen könnten. Die HSC Fräsmaschine ist gerade mit dem Fräsen der Graphitelektrode fertig. Die Werkzeugmaschine meldet die Fertigstellung an das zentrale Fertigungsleitsystem von CERTA. Der EROWA Roboter erhält nun den Auftrag, die Elektrode von der Werkzeugmaschine abzuholen und zum nächsten Prozessschritt, dem Messen der Versatzdaten an der EROWA Messmaschine, zu bringen. Der Roboter positioniert die Elektrode im EROWA Spannfutter und meldet dem Fertigungsleitsystem zurück, das mit dem Messen begonnen werden kann. Das Fertigungsleitsystem hat das NC-Programm erstellt, überträgt es nun an die Messmaschine und startet den Messvorgang, um die Versatzdaten der Elektrode zu ermitteln. Die Messergebnisse werden protokolliert und an das Fertigungsleitsystem zurückgegeben. Dieses stellt nun fest, dass sich die Daten außerhalb der Toleranz befinden. Das Fertigungsleitsystem entscheidet in diesem Fall, dass die Elektrode neu gefertigt werden muss.

Dazu stimmt sich das System mit der PPSAnwendung ab, um den nächstmöglichen Zeitpunkt für die erneute Fertigung zu definieren. Da die Neufertigung der Elektrode eine Terminverschiebung des kompletten Auftrages zur Folge hat, wird das CRM-System beauftragt, den Kunden entsprechend zu informieren. Des Weiteren findet eine Prüfung statt, ob sich im Lager noch ausreichend Graphitrohlinge in den notwendigen Abmaßen befinden. Der beauftragte Roboter bringt die Elektrode zum Montageplatz und montiert den Rohling in den Elektrodenhalter. Aufgrund der Wartezeit bringt der Roboter die Elektrode ins Magazin. Zum definierten Termin holt der Roboter die Elektrode aus dem Magazin und transportiert diese zur Werkzeugmaschine. Die Werkzeugmaschine erhält erneut das NC-Programm automatisch vom Fertigungsleitsystem zur Verfügung gestellt. Nach der erfolgreichen Fertigung, dem Transport zur Messmaschine und dem anschließenden Messen sind nun alle IST-Daten innerhalb der seitens der Konstruktion festgelegten Toleranzen. Das Messprogramm meldet die Fertigstellung des Prozessschrittes inklusive dem Senden der Messdaten an das Fertigungsleitsystem. Die Elektrode wird nun vom Roboter abgeholt, zum Magazin transportiert und wartet auf den nächsten Prozessschritt, das Erodieren.

Ausblick Das gerade beschriebene Szenario wirkt unter Umständen futuristisch. Aber es soll den Weg aufzeigen, in welche Richtung Industrie 4.0 gehen kann. Teilweise sind solche Szenarien heute bereits Realität. Industrie 4.0 ist aber kein Thema, das man per Knopfdruck einschalten kann. Vielmehr ist es eine Aneinanderreihung vieler kleiner, evolutionärer Schritte. Die Ergebnisse, die wir in zehn bis zwanzig Jahren, verglichen mit dem aktuellen Stand heute, sehen werden, werden aber revolutionär sein. Viele Werkzeug- und Formenbauer haben heute bereits in ein zentrales Fertigungsleitsystem und in Roboter zur Automatisierung investiert. Andere Unternehmen haben diesen Schritt noch nicht vollzogen und müssen hier nachziehen. Es muss aber auch ein Bewusstsein dafür geschaffen werden, dass Industrie 4.0 sich nicht nur auf die Fertigung bezieht. Die digitale Transformation betrifft Prozesse und IT-Systeme im gesamten Unternehmen. Von daher ist es eine strategische

Aufgabe der Geschäftsführung, aus der richtigen Zukunftsstrategie die entsprechenden Maßnahmen abzuleiten.

Potential Industrie 4.0 bietet dem Werkzeug- und Formenbau große Chancen, Prozesse weiter zu automatisieren um auf individuelle Wünsche noch flexibler reagieren zu können. Mit der Umsetzung von Industrie 4.0 wird sich die Produktivität nachhaltig verbessern und damit die Profitabilität spürbar erhöhen. Der Branchenverband BITKOM spricht von möglichen Produktivitätszuwächsen von bis zu 30%. Wie bei jeder der vorherigen Revolutionen wird es Vorbehalte geben. Zu jeder Zeit gab es Bedenken, dass Mitarbeiter nicht mehr benötigt werden, was sich aber als Trugschluss herausgestellt hat. Sicher ist, dass die Mitarbeiter von teilweise monotonen, körperlich anstrengenden Routinetätigkeiten befreit und für kreative und wertschöpfende Tätigkeiten eingesetzt werden, damit diese Ihre vollen Denk- und assoziativen Fähigkeiten dem Unternehmen zur Verfügung stellen können. Sicher ist aber auch, dass das neue Arbeiten ein neues Denken erfordert – sowohl beim Mitarbeiter als auch beim Management. Selten ist es eine Frage der Technik als vielmehr eine der Kultur. Die Umsetzung der vierten industriellen Revolution ist die Voraussetzung, weiterhin wettbewerbsfähig zu bleiben. Daher ist es nicht die Frage ob ein Unternehmen diesen neuen Weg beschreitet, sondern wann und wie.

Über CERTA CERTA Systems GmbH ist ein mittelständisches Software- und Prozessberatungsunternehmen und eine 100% Tochter der EROWA Gruppe. Mit den Lösungen und Services unterstützt CERTA die Kunden aus dem Bereich des Werkzeug- und Formenbau, Werkzeugmaschinen, Roboter und Softwareanwendungen zu integrieren und Prozesse zu automatisieren. www.certa-systems.com [email protected] +49 911 935538-0

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