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Durchlaufzeiten komplexer Neuteile verkürzen

Werkzeugdatenverwaltung

Durchlaufzeiten komplexer Neuteile verkürzen

Durch den Zugriff auf Werkzeug- und Fertigungsdaten kann die Deckel Maho Pfronten GmbH ihre Prozesse bereits im Vorfeld der Serienproduktion straffen. Durch IT-basierte Werkzeugverwaltung und Computer Aided Manufacturing-Datenmanagement gelingt es dem Unternehmen, die Dauer etwa für die Arbeitsvorbereitung deutlich zu reduzieren.

Bild: Coscom Computing

Wenn von deutscher Wirtschaft und Industrie die Rede ist, denken die meisten Menschen sofort an Automobilhersteller und an den Maschinenbau. Gerade bei Investitionsgütern haben die Qualität, die Innovationskraft und der Nutzen für die Anwender den Ruf hiesiger Unternehmen weltweit geprägt. Ein Produzent, das hier in der obersten Liga mitspielt, ist der Konzern Gildemeister AG. Die Deckel Maho Pfronten GmbH, eine seiner Tochterunternehmen, produziert am Standort Pfronten im Allgäu technologisch anspruchsvollste Fräsmaschinen. Dazu zählen Bearbeitungszentren für die Fünf-Seiten-/ Fünf-Achs-Bearbeitung mit Plattenwechsler oder Mill&Turn-Komplettbearbeitungszentren.

Innerhalb des Unternehmens nimmt die Abteilung mechanische Fertigung aufgrund ihres strategischen Charakters eine Sonderstellung ein, denn ihre zentrale Aufgabe besteht darin, neue Konstruktions- und Fertigungskonzepte auf ihre Umsetzbarkeit zu überprüfen. Produktionsleiter Reinhard Musch nennt die Gründe, warum sich dieses Konzept bewährt hat: „Die Erfahrungen, die wir bei der Fertigung von Bauteilen für neue Maschinen machen, können wir in die Serienfertigung beim Lieferanten einfließen lassen. Der Lieferant hat somit ein ausgereiftes Herstellungskonzept und kann ohne Verzögerung und mit prozesssicherer Qualität die Serienproduktion beginnen. Für uns bedeutet dies einen deutlichen Zeitvorteil und vor allem Qualitätssicherung bei der Herstellung unserer Produkte.“

Reduzierte Durchlaufzeiten durch Zeitmanagement

Das Team von Musch bedient sieben Fräsmaschinen im Drei-Schichtbetrieb. Da die Nachfrage durch das Werk oft die Kapazität der Abteilung übersteigt, sind auch immer wieder Sonderschichten nötig. „Zeit ist stets ein kritischer Faktor“, sagt Musch. Zur IT-Unterstützung setzt der Betrieb auf das Datenmanagement-System Factorydirector und die Werkzeugverwaltung Tooldirector von Softwareanbieter Coscom. Im Datenmanagement hinterlegt der Fertigungsbetrieb die Angaben für das zu produzierenden Bauteil: Vorrichtungsdaten, Aufspannpläne, das eigentliche Werkstück, die Werkzeuge mit den Details in Form von Skizzen und Fotos, Messmittel und NC-Programme. In dem so entstandenen ‚Fertigungsdaten-Cockpit‘ laufen zentrale Fertigungsinformationen zusammen.

„Ohne das System wäre die mechanische Fertigung als solche nicht mehr zu lenken, weil die Variantenvielfalt sehr groß ist. Wir produzieren aktuell rund 40 Prozent Sonderanteil“, schildert Musch und schließt Neuteile für Prototypen und kurzfristige Indexänderungen in die Rechnung ein. An einem Zahlenbeispiel erläutert der Produktionsleiter, wie das Unternehmen im Rahmen der Initiative ‚Prozessoptimierung 2006‘ die Bearbeitungszeit durch den Einsatz der IT-Anwendungen deutlich senken konnte: „Das Zusammenspiel von Werkzeugverwaltung, Datenmanagement mit dem Programmiersystem und der Simulation ermöglicht es uns, komplexe Neuteile mit einer Durchlaufzeit von maximal zwei Wochen durch die Abteilung zu schleusen. Früher haben wir dafür im Schnitt vier Wochen benötigt.“

Deutlich beschleunigte Arbeitsvorbereitung

In die Arbeitsvorbereitung fallen Vorgänge wie Werkzeugkonfiguration, Konstruktion der Vorrichtungen und NC-Programmierung. Dies nahm vor den Systemeinführungen circa sechs Wochen in Anspruch. Danach wurden die Daten und Informationen in die Fertigung gegeben. Simulationen mit Echtdaten konnten nicht durchgeführt werden, was eine reibungslose Einfahrzeit vom Neuteil verhinderte. Die Folge waren lange Durchlaufzeit auf der Maschine und Stillstandszeiten während technischer Klärungen durch den Maschinenbediener. Im Vergleich dazu verkürzt sich die Durchlaufzeit heute durch den Einsatz des Datenmanagements, weil erforderliche Informationen auf Knopfdruck bereitstehen. Das Bauteil lässt sich mit allen Vorrichtungen, Werkzeugen und den Verfahrbereichen der vorgesehenen Bearbeitungsmaschine in 3D am Programmierplatz simulieren. Auf diese Weise konnte der Rücklauf aufgrund von Fehlern auf ein zu vernachlässigendes Niveau reduziert werden.

Hinzu kommt, dass nennenswerte Nacharbeit bei der Pflege der NC-Programme entfällt. Die Trefferquote bei der Daten-Übergabe an die Maschine liegt bei nahezu 100 Prozent. Neben der Datenverwaltung für Fertigungsinformationen kann die integrierte Werkzeugstammdatenverwaltung einen Beitrag dabei leisten, Suchzeiten für Werkzeuge und Betriebsmittel kurz zu halten. Sie stellt Informationen darüber bereit, wo welche Werkzeuge eingesetzt werden und welche Komponenten in einem Komplettwerkzeug eingebaut sind. Darüber hinaus liefert das Werkzeug Verwendungsnachweise für die einzelnen Komponenten. Mit diesen Informationen können die Mitarbeiter des Fertigungsbetriebs kalkulieren, wie viele Werkzeuge sie auf Lager halten müssen, um den Produktionsprozess aufrecht zu erhalten.

Durch das Zusammenspiel von IT-gestützter Dokumenten-und Werkzeugverwaltung sowie anderer Fertigungstools konnte die Deckel Maho Pfronten GmbH die Dauer der Arbeitsvorbereitung bei der Produktion ihrer hochwertigen Fräsmaschinen deutlich reduzieren. Ein komplexes Teil für die Fünch-Achs-Universalfräsmaschine DMU 125 Monoblock durchläuft die Arbeitsvorbereitung nun in sieben Tagen – vor Einführung der Anwendungen fielen noch zehn bis zwölf Wochen Aufwand dafür an. Bild: Coscom Computer.

Werkzeugauslastung und Lagerhaltungskosten im Blick

Zu den Zielen der IT-Integrationen bei dem Anwender zählte, die Kapitalbindung durch ungenutzte Werkzeuge im Lager so gering wie möglich zu halten. Es gilt daher, stets möglichst viele Werkzeuge in den Maschinen produktiv einzusetzen. Das erreicht das Unternehmen durch ausgefeilte Werkzeugeinsatzplanung und IT-gestützte Lagerverwaltung. Das System informiert Mitarbeiter der mechanischen Fertigung über den Bedarf, die Verfügbarkeit, sowie die Lagerorte der erfassten Werkzeuge und Betriebsmittel. Sobald ein Auftrag zur Produktion eingeplant wird, wird geprüft, welche Werkzeuge bereits im Magazin vorhanden sind. Wenn diese für den Auftrag nicht ausreichen, muss das Magazin mit weiteren Werkzeugen ergänzt werden. Im Magazin lagern die Mitarbeiter nur die entstehende Differenzliste ein, die für den nächsten Auftrag zusätzlich zum vorhanden Bestand benötigt werden. Was für den folgenden Auftrag nicht gebraucht wird, geht zurück ans Lager. „Hiermit erreichen wir kurze Rüstzeiten und eine Reduzierung der Werkzeugvielfalt“, erklärt Musch.

Die Werkzeuge in der Werkzeugverwaltung sind mit Standzeit hinterlegt. So können die Mitarbeiter des Produzenten mit Hilfe der Software vorhersagen, wie lange das Werkzeug prozesssicher verwendet werden kann. Somit lassen sich auch hier Voraussagen treffen und diese in Vorgaben für Lieferanten einbinden. Ein weiterer Ansatz hilft dem Unternehmen bei der Rüstzeitoptimierung: Durch das eingesetzte Nullpunktspannsystem für Vorrichtungen werden Vorrichtungen bereits während der Maschinenlaufzeit aufgebaut und steht somit für den nächsten Auftrag bereit. Die mechanische Fertigung im Pfrontener Werk verwendet keine artikelbezogene Spannvorrichtungen mehr, die aufwendig konstruiert und produziert werden müssen. Stattdessen montieren die Mitarbeiter individuelle Bausteine auf Nullpunktspannplatten wie Spannschienen und Schraubstöcke.

Systemintegration: Datenbestand übernommen

Die Einführung der Werkzeugverwaltung ließ sich ohne nennenswerte Probleme realisieren. Der Datenbestand konnte komplett aus dem Altsystem übernommen werden. Auch die Inbetriebnahme der Anwendungen durch die Mitarbeiter in der Werkhalle erfolgte schnell: Die Systemoberflächen der Anwendungen sind auf effiziente Benutzerführung und Bedienerfreundlichkeit ausgelegt. Aufgrund der positiven Erfahrungen mit den Lösungen und Dienstleistern des Software-Herstellers ist die Geschäftsbeziehung zwischen den Unternehmen nach Auffassung von Musch mittlerweile zu einer „strategischen Partner rund um das Management aller Fertigungsdaten“ avanciert.