4/14 Eine Publikation der WIN-Verlag GmbH & Co. KG D, A, CH: 6,50 Euro, weitere EU-Länder: 8,70 Euro

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Halbierte Time to Market durch digitale Durchgängigkeit

D i g i t a l E n t e r p r i s e P l a t f o r m v o n S i e m e n s

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Impressum Herausgeber und Geschäftsführer: Hans-J. Grohmann (hjg@win-verlag.de)

DIGITAL MANUFACTURING im Internet: http://www.digital-manufacturing-magazin.de

So erreichen Sie die Redaktion:Chefredaktion: Rainer Trummer (v.i.S.d.P.), rt@win-verlag.de, Tel.: 0 81 06 / 350-152, Fax: 0 81 06 / 350-190 Redaktion: Jan Bihn (-161, jbi@win-verlag.de)Textchef: Armin Krämer (-156; ak@win-verlag.de)Mitarbeiter dieser Ausgabe: Gerhard Altmann, Matt Bailey, Manuel Göpelt, Gisela Knabl, Aline Leonhardt, Martin Naumann, Michael Naumann, Nadja Neubig, Dr. Robert Neuhauser, Lutz Rahlves, Rainer Schmidt, Gerd Trommer

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Copyright © 2014 für alle Beiträge bei der WIN-Verlag GmbH & Co. KG. Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages vervielfältigt oder verbreitet werden. Unter dieses Verbot fallen insbesondere der Nachdruck, die gewerbliche Vervielfältigung per Kopie, die Aufnahme in elektronische Datenbanken und die Vervielfältigung auf CD-ROM und allen anderen elektronischen Datenträgern.ISSN 1867-9781 Dieses Magazin ist umweltfreundlich auf chlorfrei gebleichtem Papier gedruckt.Außerdem erscheinen bei der WIN-Verlag GmbH & Co. KG: Magazine: AUTOCAD & Inventor Magazin, digitalbusiness CLOUD, DIGITAL ENGINEERING Magazin, e-commerce Magazin Partnerkataloge: Autodesk Partnerlösungen, DIGITAL ENGINEERING SOLUTIONS, IBM Business Partner Katalog, Partnerlösungen für HP Systeme.

04 Aktuell News aus der Branche

06 „Time to Market“ halbieren – schon heute Titelstory: Mit konsequent digita-len durchgängigen Systemlösun-gen auf dem Weg zu Industrie 4.0

08 Qualität – Made in China Ein junges chinesisches Unterneh-men setzt bei seinen Werkzeug-maschinen auf Anlagen von Haas

10 Zu groß für Bauchgefühle Hohe Transparenz mit Maschinen- und Betriebsdatenerfassung

12 Klüger handeln mit Kennzahlen Die Kunst, aus Big Data Smart Data zu generieren

14 Management und Span vernetzt Integrierte ERP- und MES-Lösun-gen liefern der Unternehmensfüh-rung wichtige Informationen

16 Analytische Software für Fertigungsunternehmen Big Data Analytics bringt Maschinendaten zum Sprechen

Titelbild: Siemens AG

Durchgängig digital: 50 Prozent schneller von der Idee zum Produkt Drastisch verkürzte Time to Market, umfassend minimierter Ressourcenbedarf, maximale Flexibilität und Transparenz der Produktion: Dies und noch vieles mehr erwartet man von der vierten industriellen Revolution. Sie erwächst aus dem umfassenden Ein-satz digitaler Simulation zur Optimierung aller Prozesse im Lifecycle eines Produktes

und seiner Produktionsmittel; sie zielt auf das Ausnutzen phasen- und unterneh-mensübergreifender Synergien sowie auf die regelgesteuerte Selbstorganisation von Produktionsmitteln. Orientierung auf dem Weg in diese digitale Durchgängigkeit von Märkten und Produktionen bietet „Industrie 4.0“, ein Zu-kunftsbild der Bundesregierung. Dr. Robert Neuhauser, Leiter der Siemens-Business-Unit „Motion Control“ gibt einen Überblick darüber, welche der grundlegenden Tech-nologien bereits jetzt verfügbar sind und

welcher Nutzen den Unternehmen daraus schon heute erwächst.

Info:Siemens AGIndustry SectorDrive Technologies DivisionMotion Control SystemsFrauenauracher Straße 80D-91056 ErlangenTel.: +49 (0) 91 31 / 98-0Internet:www.siemens.de/industrie-4.0

18 Sattelschlepper transparent ERP-Lösung: Integrierte Auftrags-steuerung im Einsatz bei Eggers Fahrzeugbau

20 Klein einsteigen, groß durchstarten Modulare MES-Lösung bewährt sich in der Praxis bei Diehl Metering Systems

23 Vorzügliche Rahmen- Bedingungen Robotergestütztes Schweissen in der Rahmenfertigung

26 Leistungsfähige Verkabelung für die Smart Factory Die Verkabelung spielt beim Industrial-Ethernet-Standard PROFINET eine wichtige Rolle

28 Vom Groben zum Feinen zur Kraft Mensch-Roboter-Kooperation in der Montage

30 Wirtschaftlich und dennoch sicher Safety-Lösung mit Profisafe- Modulen in Schutzart IP 20

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L I E B E L E S E R ,

Industrie 4.0 ist in der fertigungsnahen IT-Branche und in der Automatisierung allgegenwärtig. Man findet kaum eine Ver-anstaltung oder Produktpräsentation mehr, wo nicht Industrie 4.0 eine wichtige Rolle einnimmt. Selbst im Koalitionsvertrag der aktuellen Bunderegierung wird die strategische Bedeu-tung von Industrie 4.0 für den Standort Deutschland hervor-gehoben. Auch die wichtigen Industrieverbände VDMA, ZVEI und BITKOM unterstützen und pushen das Thema. Die Vision von der vierten industriellen Revolution ist also angekommen bei Politikern, Verbänden und Herstellern. Aber auch schon bei den Fach- und Führungskräften von Unternehmen in der produzierenden Industrie?

Wenn man die Studie „Industrie 4.0 in Deutschland – Start-schuss für die ITK-basierte vierte industrielle Revolution“ von IDC betrachtet, dann eher noch nicht. Nur 57 Prozent aller be-fragten Personen kennen den Begriff „Industrie 4.0“. Ein Indi-kator dafür, dass die öffentliche Diskussion viele Unterneh-men noch nicht durchdrungen hat.

Hersteller von Maschinen und Anlagen setzen sich deut-lich häufiger und intensiver mit Industrie 4.0 auseinander als Produktionsunternehmen. Dies bestätigt die IDC-Einschät-zung, dass Maschinenbauer ihr Produkt- und Serviceangebot ausweiten, neues Geschäft erschließen und sich frühzeitig in einem Wachstumsmarkt positionieren möchten. Gleichzeitig wird aber auch deutlich: bei den potenziellen Industriekun-den besteht noch erheblicher Informationsbedarf über die Vorteile und die Umsetzung von Industrie-4.0-Initiativen.

Es ist auch zu lesen, dass der Umgang der deutschen Wirt-schaft mit Industrie 4.0 noch weitgehend durch Orientierungs-losigkeit und Überforderung geprägt sei. Dies ist die Kernaus-sage einer aktuellen Expertenumfrage von eco – Verband der deutschen Internetwirtschaft. Dabei sind 85 Prozent der von eco interviewten Fachleute der festen Überzeugung, die meis-ten Unternehmen in Deutschland hätten keine klare Vorstel-lung davon, was Industrie 4.0 eigentlich sei und wie sie aus-sehen werde. 94 Prozent der Experten halten die deutsche Wirtschaft sogar für schlichtweg überfordert.

Es ist also bei Industrie 4.0 noch viel Aufklärungsarbeit nötig. Darüber hinaus müssen einheitliche Branchenstan-dards geschaffen und wichtige Sicherheitsfragen geklärt wer-den. Die nächsten Monate und Jahre dürften jedenfalls span-nend bleiben.

Rainer Trummer, Chefredakteur

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N E W S

E R W I N H A L D E R

Vorrichtungskos-ten reduzierenWar früher die Genauigkeit in der Fräsfertigung gerade davon abhängig, wie genau das Werkstück positioniert und gespannt ist, gleichen die heutigen Bearbeitungs-zentren kleine Ungenauig-keiten in der Lage mit an die Steuerung angeschlossenen 3D-Tastern automatisch aus. Diese Entwicklung nutzt die Firma Erwin Halder mit dem neuen Vorrichtungssystem V70eco aus.

Das neue System V70eco ist eine Weiterentwicklung des bestehenden Nutsys-tems V70. Da die Grundplat-ten ebenfalls im Rastermaß 70 Millimeter gefertigt sind, ist V70eco bei einem Kos-

tenvorteil von 40 Prozent kompatibel mit dem beste-henden System. Und schon damit ließen sich System-teile gleichzeitig positionie-ren und spannen, was einen schnellen Vorrichtungsauf-bau ermöglicht. Wie das V70 ist das neue System durch formschlüssiges Fi-xieren und große Flexibili-tät besonders geeignet für die Bearbeitung komplexer Werkstücke. Im Gegensatz zu Lochsystemen können in den Kreuznuten Systemteile und Werkstücke flexibel und schnell positioniert werden.

D M G M O R I

Größter Aussteller auf der AMBDMG Mori ist in diesem Jahr größter Aussteller auf der AMB, Fachmesse für Ferti-gungs- und Produktionstech-nik. Der Stand des Werkzeug-maschinenherstellers belegt über 2.000 Quadratmeter und das mit 46 Maschinen, davon 29 mit dem kürzlich vorge-stelltem Bedienkonzept Celos. Dieses Konzept soll den Pro-zess von der Idee zum fertigen Produkt deutlich beschleuni-gen, indem es Schnittstellen zwischen Werkstatt und über-geordneten Unternehmens-strukturen verringert. Völlig neu sind das Vertikal-Bearbei-

tungszentrum DMC 1450 V, die vierte Generation der 5-Achs-Universalmaschine DMU 125 P duoBlock und die Lasertec 45 Shape zum 3D-Laserabtragen und Texturieren. Neben den Maschinen rückt das Unter-nehmen auch das Thema Au-tomation in den Mittelpunkt: DMG Mori Systems zeigt zur AMB Fertigungslösungen – von der maschinenintegrier-ten Lösung über flexible Fer-tigungszellen und -systeme bis hin zu Turnkey-Projekten für die Massenproduktion von Motorenkomponenten im Au-tomotive-Bereich.

D A S S A U L T S Y S T È M E S D E L M I A A P R I S O

Apps für die ProduktionDassault Systèmes bringt seine Lösung Delmia Apriso für globales Produktionsma-nagement auf Mobilgeräte und bereitet die Daten so-wohl für den Mitarbeiter an der Maschine als auch für Führungskräfte auf. So kön-nen die Nutzer mithilfe von Apps Produktionsprozesse in Echtzeit überblicken und auf Basis der Informationen schnelle Entscheidungen treffen. Die mobilen Apriso-Applikationen sind bereits weltweit in der Transport-,

Luftfahrt- und Rüstungsin-dustrie im Einsatz. Die Mit-arbeiter in Produktion und Fertigung sind nun in der Lage, Produktionsvorgän-ge in Echtzeit zu beobach-ten und zu kontrollieren – von jedem Gerät aus. Die mobilen Apriso-Apps laufen unter Microsoft Windows 8, Apple iOS sowie Google Android und gewähren Zu-gang zu den Apriso-Anwen-dungen Quality, Production, Warehouse, Maintenance und Time and Labor.

M E S D . A . C H V E R B A N D

MES gemeinsam voranbringenAm 24. Juni fand die fünfte ordentliche Mitgliederver-sammlung des MES D.A.CH Verband e. V. im Schlosshotel Monrepos bei Ludwigsburg statt. Eröffnet hat die Veran-staltung MPDV-Geschäftsfüh-rer und erster Vorstand des Verbandes Prof. Dr. Jürgen Kletti. 27 Vertreter aus dem Verbund von mittlerweile 62 Firmen waren gekommen. Zu den Tagesordnungspunk-ten gehörten im vergange-nen Jahr durchgeführte Ak-tivitäten wie die zweimalige Herausgabe der Mitglieder-zeitschrift, die Teilnahme des Verbands auf der Han-nover Messe zusammen mit vier Mitausstellern, die bei-den Workshops „MES in der Praxis“ während des Auto-matisierungstreffs 2014, die besonders gelungene Veran-staltung „MES im Fokus“ bei B&R in Eggelsberg/Österreich

und UMCM (Unified Shop-floor Connectivity for MES). Kletti berichtete, dass auf der gemeinsamen Plenumsver-anstaltung der Arbeitsgrup-pen UMCM-Marketing und -Technik beschlossen wurde, die beiden Untergruppen zu einer Arbeitsgruppe zusam-menzuführen.

Ebenso ging es darum, wie man MES ist der Fachöffent-lichkeit weiter bekannt ma-chen könne. Konkret geplant ist bereits die dritte „MES-in-Fokus“-Veranstaltung, die im Januar 2015 in Verl stattfin-den soll. Auch auf der Hanno-ver Messe 2015 wird sich der Verband wieder zeigen. Wei-terhin wird die Website www.mes-dach.de ausgebaut und optimiert. Vorgestellt wur-de ein MES-Fachlexikon, das Ende des Jahres in einer Auf-lage von 30.000 Exemplaren erscheinen soll.

Auf der AMB 2014 sollen 29 der 46 Werkzeugmaschinen am Stand von DMG Mori mit dem neuen Bedienkonzept Celos ausgestattet sein.Bild: DMG Mori

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I C O I N N O V A T I V E C O M P U T E R

Geschützt bis IP67K

ICO hat neue lüfterlose Pa-nel-PCs im robusten Alu-miniumgehäuse mit Vier-Punkt-Multitouch-Screen vorgestellt. Die Ausstattung der neuen Geräte ist auf den industriellen Einsatz abge-stimmt: Ein serienmäßiger Anti-Vibrationsschutz für die serienmäßigen 320-GByte-Festplatten sorgt auch bei der Montage direkt an Ma-schinen für die nötige Aus-fallsicherheit. Standard-VE-SA-75- beziehungsweise -100-Halterungen der nur 90 Millimeter flachen Geräte er-lauben eine Montage ohne großen Aufwand. RAM gibt es auch reichlich – bis zu 8 GByte. Zudem sorgen zahl-reiche Standardschnittstel-len für Konnektivität und Er-weiterungsmöglichkeiten.

Der 19-Zöller ist mit IP66-Frontschutz ausgestattet. Der 21,5-Zöller erreicht sogar IP67K, das heißt, die Front des Gerätes ist resistent gegen Hochdruckreinigung. Mit Be-triebstemperaturen zwischen 0 und 50 Grad Celsius sind die Lebensmittelfertigung, aber auch Wasch- oder Fertigungs-straßen mögliche Arbeitsum-gebungen.

G F O S A U F D E R I T & B U S I N E S S

Arbeitszeit flexibilisieren

Auf der IT & Business (8. bis 10. Oktober) will Gfos am Stand D31 in Halle 4 vorstellen, wie man nachhaltig Ressourcen managt. Ein modular aufge-bautes Softwaresystem liefert dazu die Grundlage. Gfos.MES setzt in der Produktion an, soll diese optimieren und Abläufe sowie Organisation straffen. Eine weitgehend papierlose Abwicklung zahlreicher Abläu-fe sorgt dabei für ein effekti-ves Produktionsmanagement. Die HR-Lösung Gfos.Workforce beinhaltet die Module Zeiter-

fassung, Personaleinsatzpla-nung und das Workforce-Ma-nagement. Die Zeiterfassung ermöglicht eine weitgehende Flexibilisierung der Arbeits-zeit, womit sich unvorherge-sehene Ausfälle und saisonale Schwankungen ausgleichen lassen. Dabei unterstützt das System die Eigenverantwor-tung der Mitarbeiter und er-höht so Motivation und Leis-tungsbereitschaft. Darüber hinaus sorgen umfangreiche Auswertungen und Statistiken für eine erhöhte Transparenz.

O P C D A Y E U R O P E 2 0 1 4

Vom Sensor bis in die CloudAm 15. und 16. Mai fand der diesjährige OPC Day Euro-pe bei Festo in Esslingen statt. 190 Teilnehmer aus 16 Ländern kamen und infor-mierten sich über die OPC-UA-Technologie zum Daten-austausch in der Produktion. Das Thema IT-Sicherheit stand dabei hoch im Kurs. Die Hauptkonferenz star-tete mit einer Keynote von Prof. Dr. Detlef Zühlke vom DFKI zum Thema Industrie 4.0 und Standards. „Indus-trie 4.0 braucht OPC-UA“, so sein Resümee. Jens Wiese-ner als Vertreter des Bundes-amtes für Sicherheit in der Informationstechnologie (BSI) kündigte den Start der Security-Evaluierung von

OPC UA an. Sicherheit sei ein wichtiger Aspekt für die zu-nehmende Anzahl von mo-bilen Geräten, die heute in Automatisierungs- und IT-Applikationen verwendet werden, meinten auch die TU Dresden und die Firma Ascolab und zeigten, dass auch Webseiten basierend auf HTML5 und JavaScript, kombiniert mit gesicherten OPC-UA-Kommunikations-standards, plattformunab-hängige Bedienkonzepte er-geben.

Stefan Hoppe von Beck-hoff stellte neue von der PLCopen verabschiedete OPC-UA-Client-Funktions-bausteine vor: Diese ermög-lichen es dem Controller, eigenständig eine Kommu-nikation horizontal oder ver-tikal von der Feldebene bis in die Cloud zu initiieren. Da-rüber hinaus behandelten Vorträge Themen wie die standardisierte Anbindung der Maschinen ans MES, den Einsatz von RFID in der Pro-duktion und immer wieder Aspekte der IT-Sicherheit.

Für den Einsatz in der Werkshalle: Neue Multi-Touch-Panel-PCs von ICO. Bild: ICO

Prof. Zühlke stimmte mit sei-ner Keynote auf die folgenden Fachvorträge ein.Bild: OPC Foundation

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D I E D I G I TA L E Vernetzung schreitet voran: Sie bietet ständig neue Chancen und Synergien, birgt aber auch Risiken und Gefahren. So prägt dieser Prozess die Strategien zukunftsorientierter Un-ternehmen. Für sie gilt es, einen funktio-nierenden Weg in Richtung des digitalen Markt- und Produktionsgeschehens zu finden: Einen Weg, auf dem jeder Schritt einen bereits heute spürbaren ökonomi-schen Nutzen und Wettbewerbsvorteil bewirkt.

Orientierung gibt die Vision „Indus trie 4.0“, formuliert unter der Schirmherr-schaft der Bundesregierung. Sie konkre-tisiert – soweit nach heutigem Wissen-stand möglich – die Vision von Industrien,

deren Unternehmen komplett digital vernetzt sind: reaktionsschnell, ressour-censchonend, weltweit wettbewerbsfä-hig, effizient und profitabel.

Grundlegend ist, dass jedes relevante Geschehen im Unternehmen auf digita-ler Ebene transparent nachvollziehbar und steuerbar ist. Die digitale Durch-gängigkeit der Kommunikation und Da-tenhaltung von der Leitungsebene bis in die Ebene der einzelnen Antriebe ei-ner Produktion oder Fertigung ist dar-um unabdingbar. Nur ein wirklich voll-ständiges, ausreichend hoch aufgelöstes und stets aktuelles Datenabbild der Situ-ation eignet sich für valide und relevan-te Analysen. Es enthält alle die für Opti-mierungen nötigen Informationen und erlaubt, die Wirksamkeit von Maßnah-men kurzfristig zu messen und, wenn nötig, nachzujustieren. Mit dem umfas-senden Angebot der „Digital Enterprise Platform“ verfolgt Siemens diesen Weg in seinen Produkten, Systemen und Lö-sungen für den industriellen Markt seit vielen Jahren konsequent. Hier sind die Welten der „Totally Integrated Automa-tion (TIA)“ und der „Product Lifecycle-Management“-Software (PLM) zusam-mengefasst und weitgehend integriert. Die Software zur Entwicklung von Pro-dukten und zur Planung der Produktion

wächst dabei immer mehr zusammen – auch mit dem Portfolio aus Steuerungen und Antrieben, Kommunikationstechno-logien, Mehrwertdiensten und IT-Syste-men (siehe Grafik). So ist für Produktions-anwendungen bereits heute in weiten Teilen ein industrietaugliches „Internet der Dinge“ realisierbar.

Best Practice in der Produktion Auf diese bis in die Geräteebene durch-gängige Kommunikation und Datenhal-tung setzt die rechnergestützte Beein-flussung von Einzelprozessen auf. Sie nutzt dazu digitale Abbilder, „digitale Zwillinge“ der Produktionsprozesse. In der Simulation des abgebildeten Einzel-prozesses – etwa einer Fertigungssta-tion, eines Hochregallagers oder eines Beschaffungsvorgangs – ist dessen Opti-mierung möglich, bis hin zur Selbststeu-erung von Prozessschritten.

So lassen sich zum Beispiel die Para-metereinstellungen aller Stationen einer Maschinenlinie per Simulation so weit optimieren, dass die reale Fertigung mit minimierter Rüst- und Hochlaufzeit und sofort mit voller Taktzahl anläuft.

Relevant für Industrie und KMUsNicht nur in industriellem Maßstab, auch in kleinen und mittelständischen Unter-nehmen bringen die digitale Vernetzung und die simulationsgestützte Optimie-rung von Einzelprozessen beziehungs-weise definierten Prozessketten viele Produktivitätsvorteile. So gehört in der spanenden Fertigung eine vom CAD-

„Time to Market“ halbieren – schon heuteDer Weg in die digitale Zukunft der Industrie führt über konkrete Maßnahmen mit sofortigem Nutzen.

Die Orientierung am Leitbild „Industrie 4.0“ sichert dabei die Nachhaltigkeit der Unternehmensstrategien.

Ihre Umsetzung mit konsequent digitalen durchgängigen Systemlösungen reduziert viele Aufwände –

und kann Markteinführungszeiten schon heute um 50 Prozent verkürzen.

V O N D R . R O B E R T N E U H A U S E R

A N Z E I G E : D I G I TA L E V E R N E T Z U N G

Dr. Robert Neuhauser ist CEO der Siemens Business Unit Motion Control und treibt hier die Weiterentwicklung der Digitalisie-rung in der Industrie voran.

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A N Z E I G E : D I G I TA L E V E R N E T Z U N G

System bis zur Werkzeugmaschine digital durchgängige Prozesskette heute bereits zum Standard. In der NX-Prozesskette aus dem Siemens-Portfolio zum Beispiel stammen vom CAD-System bis hinun-ter zu den Servo-Regelungen der WZM-Achsen sämtliche Komponenten aus ei-ner Hand. Die digitale Durchgängigkeit verkürzt die Time to Market, Synergien zwischen CAD-, CAM- und CNC-Funktio-nalität können optimal genutzt werden – unter anderem, weil die CNC-Funktio-nalität als voll funktionales cyber-physi-sches Element für simulationsgestützte Optimierungen in der Prozesskette ent-halten ist.

Von dieser durchgängigen Prozessket-te profitieren auch nichtspanende Pro-duktionsschritte: durch schnellere Ver-fügbarkeit der Werkzeuge und Formen für Pressen und Extruder.

Digitalisierung der Wertschöpfungskette Das weiterführende Ziel der Simulation von Einzelprozessen und Prozessketten ist die zeit-, energie- und ressourcenspa-rende Optimierung aller per Simulation erfassten Abläufe im Product Life cycle. Dabei sollen insbesondere phasenüber-greifende Synergien erkannt und er-schlossen werden – und dies ist nicht auf den einzelnen Betrieb beschränkt, sondern erschließt auch standort- und unternehmensübergreifende Prozess-ketten.

Ansätze dazu gibt es bereits seit län-gerem, beispielsweise zwischen KFZ-Herstellern und ihren Systemlieferanten. Noch weiter ist man bei der Zustands-überwachung von Maschinen und Anla-gen beziehungsweise beim Energieda-tenmanagement. Siemens bietet diese als Dienstleistungen an, die auf digita-ler Vernetzung beruhen und unterneh-mensübergreifend wirken.

Systematisch zum „Digital Enterprise“ Aufgrund der guten Erfahrungen mit digital durchgängiger Kommunikation und Datenhaltung und dem lokalen Ein-satz von Simulationstechnologien, oft auch getrieben von der Notwendigkeit, die Entstehungshistorie jedes einzelnen ausgelieferten Produkts bei Haftungs-fragen nachweisen zu müssen, geht der Trend hin zum „Digital Enterprise“. Hier stehen alle geschäftsrelevanten Daten

sowohl in Echtzeit als auch als Historie zur Verfügung. In einem idealen „Digital Enterprise“-Szenario liegen zudem alle relevanten Einzelprozesse als digitale Modelle vor. Verknüpft zu einem Abbild der Produktion insgesamt erlaubt dies die Optimierung von Fertigungs-, Be-schaffungs- und Logistikprozessen ge-mäß den Unternehmenszielen.

Ein umfangreiches Produktportfo-lio zur sukzessiven Umsetzung eines solchen Konzepts bietet Siemens mit der „Digital Enterprise Platform“ an. Diese vereint Softwaretools für alle wertschöpfenden Prozesse vom Pro-duktdesign über die Planung der Pro-duktionsanlagen bis hin zur realen Produktion und sie integriert die Auto-matisierungs-Hardware.

Erst lean, dann digital!Wie rasch und wie erfolgreich sich ein digitales Abbild eines Unternehmens, eines Betriebs oder einer Produktionsli-nie erstellen lässt, hängt unmittelbar ab von der Qualität der Einzelprozesse und ihrer Schnittstellen zu den Anschlusspro-zessen. Jeder einzelne Geschäftsprozess muss so schlank und effizient gestaltet sein, dass man ihn formal beschreiben kann – vollständig, stringent, konsistent. Diese formale Beschreibung wird für die Modellbildung benötigt, das heißt, für das Erstellen des digitalen Zwillings ei-nes Prozesses.

Ohne konsequentes Lean-Manage-ment, ohne sorgfältige Wertstromana-lyse und -optimierung geht es darum

nicht. Beides steigert die Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit eines Unterneh-mens dafür aber wiederum sofort – und nicht erst in ferner Zukunft. Darum ist Lean-Management in vielen Unterneh-men bereits ein Standardinstrument der Unternehmensführung.

Vorhandene Technologien konsequent nutzen Ob man eine allgegenwärtige Vernet-zung von Personen, Produkten, Materi-alien und Maschinen befürwortet oder nicht: Die Industrie befindet sich auf dem Weg zur digitalen Optimierung und Vernetzung ihrer Geschäfts- und Produktionsprozesse. Die Entwicklung vollzieht sich unternehmensintern und im Ansatz auch unternehmensübergrei-fend. Dabei ist dieser Weg nicht ideolo-giegetrieben, sondern führt über kon-krete Einzelmaßnahmen, die jede für sich durch einen sofortigen Nutzen mo-tiviert sind.

Auf der technischen Ebene ist Siemens dabei der kompetente und leistungsfä-hige Partner, der für heute fällige Maß-nahmen die benötigten Technologien als durchgängiges Portfolio bereitstellt: Die grundlegende Technologie für di-gital durchgängig vernetzte Geschäfts-prozesse existiert bereits, sie ist praxis-tauglich und wird industriell genutzt, ihr Nutzen ist konkret und wettbewerbs-relevant. r t

Dr. Robert Neuhauser ist CEO der Siemens Business Unit Motion Control.

Digital Enterprise Platform: Integrierte Softwarelösungen verbinden die Prozesse im Unternehmen, ihre digitale Durchgängigkeit erschließt prozessübergreifende Synergien und beschleunigt dadurch die Wertschöpfung. Bilder: Siemens

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B L AU E S P O LO H E M D, Edelstahl-Casio, Muschelarmband und ein Lächeln auf dem faltenlosen Gesicht. Herr Yang ist Vorsitzender der Chief Automobile Parts Company, 2010 gegründet mit Sitz vor den Toren der berstenden Metropole Shanghai.

Während die Unternehmen der Ferti-gungsbranche in der alten Welt die letz-ten Jahre selten über schnelles Wachs-tum berichten konnten, steht Yang für viele Unternehmer in China, die auf Jahre des Booms zurückblicken. Er kennt aber auch raue Zeiten.

Mit dem Besen in der HandWie viele der chinesischen Neuunterneh-mer ist Yang Autodidakt. In einem Land, in dem höhere Bildung noch immer Pri-vileg ist, musste er die Schule früh verlas-sen. Gelernt hat er durch lange Tage und Nächte harter Arbeit. Meist den Besen in der Hand, erlernte er den Beruf des Fein-mechanikers im Unternehmen entfernter Verwandter. Später hat er die Chance er-

griffen, im neu gegründeten Fertigungs-betrieb seines Onkels zum Partner auf-zusteigen. Auch dieses Unternehmen fertigte bereits Kompressoren – jedoch für inländische Kunden. „Es war kaum möglich, mit Gewinn zu arbeiten“, berich-tet Yang. „Die Qualität war nicht gut. Es waren eben Produkte mit geringer Wert-schöpfung und der Markt war begrenzt.“ Das Geschäft wuchs, jedoch nur langsam.

Yang sagt, dass er schon damals über den chinesischen Markt hinausgedacht habe und sich ärgerte über den man-gelnden Ehrgeiz des Onkels. 2010 hat er die Firma verlassen. Finanziell habe er bis dahin wenig erreicht, wie er berichtet, spürte er jedoch, dass seine Erfahrungen ihm helfen würden, seinen eigenen Weg zu gehen. Er gründete die Shanghai Chief Automobile Parts Company.

„Ich habe mir eine anspruchsvolle Auf-gabe gestellt“, sagt Yang, „wollte wachsen, indem ich mich auf internationale Kunden konzentrierte.“ Erste Kontakte zu den Glo-bal Playern knüpfte Yang auf großen Fach-messen unter anderem in Las Vegas und Frankfurt. Er vereinbarte Gesprächster-mine und brachte Musterteile mit, die er auf eigene Kosten herstellte. „Manchmal haben wir sofort einen Auftrag erhalten“, erzählt er. „Allerdings ist es in Europa sehr schwer, Geschäfte zu machen. Die Stan-dards sind höher als in China und es gibt immer eine lange Liste mit Qualitäts- und Lieferkriterien. Aber wir haben hart gear-beitet, um die Anforderungen zu erfüllen.“

Nachdem Yang seinen ersten Kunden überzeugt hatte, konnte er eine Voraus-zahlung von 30 Prozent aushandeln. Mit diesem Geld und einer Hypothek auf sein Haus hatte er genug Geld für ein Werk samt Grundausstattung. Trotz begrenz-tem Budget investierte Yang in Werk-zeugmaschinen mit gutem Ruf in Sachen Produktivität und Qualität. Seine Suche

führte ihn unter anderem zum Werk-zeugmaschinenhersteller Haas. „Die Ma-schinen von Haas zeichnen sich durch ein sehr gutes Preis-Leistungsverhältnis aus. Doch das ist nicht der einzige Grund, wa-rum ich mich für sie entschieden habe“, sagt er. „Den Ausschlag gab unter ande-rem, dass die CNC-Steuerung einfach zu bedienen schien. Die Steuerung bietet weitaus mehr Funktionen und Flexibilität als andere vergleichbare Maschinen.“

Immer mehr Bestellungen gingen ein und Yang musste eine stark wachsende Zahl an Kurbelwellen, Kurbelstangen, Zylinderköpfen, Kurbelgehäusen und Motorteilen für die Kompressoren be-arbeiten. Da viele der Teile aus Gussei-sen bestehen, sind die Werkstücke recht schwer zu bearbeiten und erfordern eine große Schneidkraft. Daher hat sich Yang für ein vertikales Bearbeitungszentrum VF-3YT mit einer SK-50-Spindel für die

Qualität – Made in ChinaEin junges chinesisches Unternehmen stellt produktneutrale Dieselkompressoren für namhafte LKW-Hersteller

her und zielt dabei auf Qualität wie auch darauf zukünftig eigene Produkte weltweit anzubieten. Bei seinen

Werkzeugmaschinen setzt der Firmengründer auf etablierte Lieferanten.

V O N M A T T B A I L E Y

W E R K Z E U G M A S C H I N E N : A N W E N D E R R E P O R TA G E

Die Shanghai Chief Automobile Parts Company fertigt auf einer Haas VF-3YT Kompressoren aus Gusseisenrohlingen.

„Uns ist nicht wichtig, das größte Unternehmen zu sein, sondern das beste Produkt herzustellen – dann hat man Erfolg, egal wo auf der Welt man sich befindet“, Herr Yang, Chairman der Shanghai Chief Automobile Parts Company.

W E R K Z E U G M A S C H I N E N : A N W E N D E R R E P O R TA G E

Schwerlastbearbeitung entschieden. Auf dieser Maschine mit einem Arbeitsbereich von 1016 mal 660 mal 635 Millimetern kann er drei Gussrohlinge der Kurbelge-häuse auf einmal aufspannen. In 30 Minu-ten Bearbeitungszeit entstehen aus den Rohlingen fertige Gehäuse. „Die Kurbel-gehäuse sind eindeutig die schwierigsten Teile, die wir fertigen, da die Toleranzen sehr eng sind und meist bei 2 bis 3 Mikro-metern liegen“, erklärt Yang. „Aber die Ma-schine hat mit diesen Forderungen und der schweren Zerspanung überhaupt kei-ne Probleme. Sonst hätten wir auch nicht weiter in Haas-Maschinen investiert.“

Schon bald war die Haas die am häu-figsten eingesetzte Werkzeugmaschine im Unternehmen und das Auftragsvolu-men stieg weiter. Also hat Yang im Herbst 2013 ein nahezu baugleiches Bearbei-tungszentrum gekauft. Jedoch verfügt die neue Maschine zusätzlich über einen CNC-Dreh-/Indexiertisch mit einer Spann-fläche von 310 Millimetern. Darauf bringt Yang Bohrungen und Planfräsflächen in die Kurbelgehäuse ein. Bei Losgrößen zwischen typisch 300 bis 500 liegen die Zykluszeiten dazu bei rund 15 Minuten. Auch eine Haas Mini Mill hat Yang inzwi-schen gekauft. Sie bohrt Schmierlöcher in die Kurbelwellen. Hier liegen die Auftrags-mengen meist zwischen 1.000 und 2.000 Stück, so dass die Maschine sieben Tag die Woche rund um die Uhr läuft.

Bis an die Grenzen„Wir lasten die Maschinen bis an die Gren-zen aus“, kommentiert Yang. „Sie laufen nicht nur die ganze Woche Tag und Nacht, sondern wir beladen den Arbeitsbereich und den Drehtisch auch mit weitaus mehr Gewicht, als der Hersteller empfiehlt. Wir hatten nie Probleme damit.“

Heute arbeitet Yang mit 14 Maschinen von Haas, wobei er den Service des loka-len HFO (Haas Factory Outlet) – so nennt Hass seine Vertriebs- und Beratungsnie-derlassung mit eigenem Vorführraum – als wesentlichen Vorteil angibt. „Als wir die erste Maschine kauften, hatten wir noch keine Reservemaschine. Wenn also etwas schief ging, mussten wir uns sicher sein, dass das HFO die Maschine schnell wieder reparieren kann“, erklärt Yang. Bisher wur-de Yang nicht enttäuscht und Haas bringt ihm sogar potenzielle Neukunden in sein Werk, um Maschinen im Realbetrieb vor-zuführen. Trotz seines Erfolgs scheint sich Yang nicht ausruhen. Obgleich er spüre,

dass China gegenüber Ländern wie Indi-en, in denen die Infrastruktur nicht so gut ausgebaut ist, im Vorteil sei, erklärt er, dass sich der weltweite Wettbewerb verschär-fen wird, wenn die Löhne in China weiter steigen. Mit diesem Bild der Zukunft in-vestiert er umfassend in die Qualität und deren Kontrolle.

Deutschland als VorbildLetztendlich verfolgt Yang das Ziel, sich in-nerhalb der nächsten fünf Jahre einen Ruf für Qualität zu erarbeiten, die mit der in Deutschland konkurrenzfähig ist. Und es geht ihm nicht nur um den europäischen Markt, sondern er sucht Kunden in aller Welt, in Brasilien, Nigeria und Südafrika.

Yang spricht über Pläne für eigen-ständige Produkte. Noch 2014 will er den Schritt wagen und Teile unter eige-ner Marke auf den Markt bringen. Seine größte Motivation jedoch sei nicht das Geld: „Es ist der Stolz, ein eigenes Quali-tätsprodukt herzustellen.“ jbi

Matt Bailey ist Geschäftsführer von MBMC in Norwich, Großbritannien.

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Für die Zukunft rechnet das Unternehmen mit wachsender Konkurrenz und setzt auf Qualität. Sein Vorbild ist Deutschland. Bilder: Haas

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300 M I TA R B E I T E R , 45 Millionen Umsatz, 85 Prozent der Teile für den Ex-port. „Ich habe mein Unternehmen im-mer aus dem Bauch heraus geleitet“, sagt Rudolf Mark, Geschäftsführer von Mark Metallwaren in Spital am Pyhrn, doch nun sei die Firma einfach zu groß gewor-den. Wie Mark begründen viele Lenker expandierender Unternehmen ihre Mo-tivation, sich mit dem Thema Manufac-turing Execution System (MES) auseinan-derzusetzen.

„Von einem leistungsfähigen System erwarte ich vor allem gesicherte Kenn-zahlen und maximale Transparenz in der Produktion“, erklärt Mark. Damit möch-te er in der Lage sein, die richtigen Ent-scheidungen für die Zukunft abzuleiten – schon allein, um die Wettbewerbsfähig-keit seines Betriebes im internationalen Markt zu erhalten und weiter zu verbes-sern. Sein Unternehmen ist ein wichti-ger Arbeitgeber in der Region. „Von uns hängt die Existenz von Menschen und ihren Familien ab. Allein deshalb ist mir sehr daran gelegen, dass es uns auch in Zukunft gibt.“

Maximale Transparenz1920 gegründet, hat sich der Metallbe-trieb auf das Tiefziehen spezialisiert (siehe Kasten). Zu den wichtigsten Abnehmern zählen Unternehmen der Automobil- und Automobilzulieferindustrie. In diesem Markt herrschen hohe Anforderungen in Sachen Liefertermintreue und Qualität.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, benötigt Mark verlässliche Kennzahlen aus der Produktion. Deshalb hat sich das Unternehmen für die Ein-führung eines MES-Systems entschieden und wählte den Anbieter Proxia. Im Zuge der Einführung hatte Mark drei zentrale Fragen zu klären: Welche Parameter sind erforderlich, um die reibungslose und schnelle Integration des MES-Systems zu sichern? Welche Manpower ist notwen-dig, um das System erfolgreich einzufüh-ren? Und welche Abteilungen müssen mit einbezogen werden?

Mitarbeiter packen anDie letzte Frage stellte sich als wichtiger heraus, als zunächst angenommen: „Nach etwas Skepsis am Anfang wurde das Sys-

tem von unseren Mitarbeitern sehr gut angenommen“, erklärt Herbert Stückel-schwaiger, Informationsmanager und Projektleiter für die Implementierung des Systems bei Mark. „Das hat uns gezeigt, dass wir möglichst früh alle am Prozess Beteiligten an einen Tisch holen müssen.“ Stückelschwaiger und sein Kollege Jürgen Stummer hatten die Aufgabe, ein Team zusammenzustellen, das gemeinsam mit Spezialisten von Proxia die Implementie-rung des Systems durchführen sollte.

Auf der technischen Seite ging es zu-nächst darum, die Produktionsmaschi-nen an das MES anzubinden und schließ-lich mit dem ERP-System zu koppeln. Die erste Einführungsphase betraf die Proxia-Module Maschinendatenerfas-sung (MDE) und Betriebsdatenerfas-sung (BDE). Innerhalb von sechs Mona-ten sollten 30 Maschinen online gehen – dieses Ziel hatte sich das Projektteam selbst gesteckt. Neben der technischen Umsetzung spielte es eine wichtige Rol-le, Mitarbeiter zu gewinnen, die eine Vor-reiterrolle übernehmen und die Vorzüge des Systems in die Belegschaft tragen.

„Bis zum Maschinenbediener muss man es herunterbrechen. Einige bringen Know-how aus 30 Jahren ein und kennen die Maschinen in- und auswendig. Nun bekommen sie von einem Tag auf den anderen ein ‚Terminal‘ vorgesetzt, in das sie Daten eingeben sollen. Eines war also besonders wichtig: Das System muss sehr bedienerfreundlich sein und der Mitarbei-ter an der Maschine soll nur das sehen, was er braucht, um möglichst einfach und ohne Fehler arbeiten zu können.“

Die Leute entscheidenGeschäftsführer Rudolf Mark ergänzt: „Unsere Aufgabe war es, dem Mitarbei-ter klar zu machen, dass das System auch ihnen unter dem Strich mehr bringt als

Zu groß für BauchgefühleEin Fertigungsbetrieb in Oberösterreich hat das oberste Ziel, langfristig Standort und Arbeitsplätze zu

sichern. Dazu gilt es, die Produktivität kontinuierlich zu steigern und die Effizienz der Abläufe zu verbessern.

Die Einführung von MES und BDE mit integriertem proaktivem Maßnahmenmanagement soll helfen.

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M A S C H I N E N - U N D B E T R I E B S D AT E N E R FA S S U N G

Hier fertigt Mark insbeson-dere Tiefzieh-teile für die Automobilin-dustrie.

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schadet. Da gilt es, mit Leuten reden und den eigenen Standpunkt schlüssig be-gründen. Denn auch als Geschäftsfüh-rer will und kann ich nichts gegen meine Mitarbeiter durchsetzen. Darum habe ich die meisten von Anfang an am Prozess beteiligt.“ Und das ist wörtlich gemeint.

Noch während Proxia das System vor-stellte, hat Mark die Maschinenbediener und Werkzeugtechniker in den Präsenta-tionsraum geholt, damit sie das System kennenlernen, mit dem sie später arbei-ten sollen. „Das hat viel ausgemacht“, er-klärt Mark, „vor allem hat es Angst und Unsicherheit genommen.“ Das lag auch an der Bedienoberfläche, die intuitiv zu handhaben, so gut wie keinen Schu-lungsaufwand erfordert. Zur Eingabe von Betriebs- und Maschinendaten reichen wenige Berührungen des Touchscreens.

So lautet zusammengefasst das Urteil der Mitarbeiter, die das System während der Präsentation testen konnten.

Im nächsten Schritt hat ein gemisch-tes Team aus Anwendern und Experten des Anbieters die BDE- und MDE-Modu-le in eine Testumgebung für die Maschi-nen IT-affiner Mitarbeiter umgesetzt, die den Umgang mit Tablet-PCs und Smart-phones gewohnt sind. Diese Erfahrung, so die Meinung der Verantwortlichen, würde sich auf die Touchscreens der In-dustrie-Panel-PCs übertragen lassen.

Schon nach wenigen Wochen Testpha-se mit dem neuen System zeigte sich der Nutzen: Die ausgesuchten Mitarbeiter er-hielten durch das System permanent in Echtzeit Feedback, sie konnten Produk-tionsverzögerungen schneller ausfindig machen und Störungen besser beheben als ihre Kollegen. Das brachte ihnen ei-nen deutlichen Produktivitätsvorsprung und hat auch „die Skeptiker mitgezogen“, berichtet Stückelschwaiger, „die Mitar-beiter sehen nun, dass ihr Handeln direk-te Auswirkungen hat und dass sie selbst den kontinuierlichen Verbesserungspro-zess (KVP) aktiv mitgestalten können. Das alles hat, nach meiner Ansicht, sehr viel zur Akzeptanz beigetragen.“

Anwender-Feedback verbessert SystemAuch auf anderer Ebene waren die Mitar-beiter von Anfang an eng eingebunden, nämlich durch stetige Rückmeldungen an das Informationsmanagement. Das Feedback aus der Produktion ermöglicht es, das System immer weiter an die Be-dürfnisse anzupassen.

Mitarbeiter, die mit dem System arbei-ten, schätzen, dass sie die Maschinen- und Betriebsdaten nicht mehr mit Kugelschrei-ber auf Laufzettel schreiben müssen. Die Notizen empfanden viele als Unterbre-chung gewohnter Arbeitsabläufe. Als Fol-ge waren diese Notizen häufig lücken- und fehlerhaft und ließen viel Spielraum für In-terpretationen. Da jetzt die manuelle Er-fassung der Maschinen- und Betriebsda-ten entfällt, haben sich die Arbeitsabläufe spürbar beschleunigt, bei gleichzeitig deutlich gesteigerter Datenqualität. Durch die stetige Rückmeldung der Arbeiten auf der Anlage können Maschinenbediener zeitnah und zielgerichtet reagieren.

Durch das nachgelagerte Maßnah-menmanagement erfasst das System nicht nur Daten, den Mitarbeitern werden

auch Lösungsansätze für die jeweilige Maschine oder das Problem empfohlen – oft sogar bereits, bevor Verzögerun-gen aufgetreten sind. Stückelschwaiger nennt das „proaktives Feedback“. Diese Form der Rückmeldung trägt ebenfalls zu einer Steigerung der Effizienz und ei-nem dynamischen KVP bei.

Automatisieren für die Zukunft„Dass jede Arbeitsgruppe nun ihre Leis-tung schwarz auf weiß auf den Bildschir-men mit der anderer Gruppen verglei-chen kann, spornt die Teams an. Auch das nützt der Produktivität“, kommen-tiert Projektleiter Stückelschwaiger.

Auch Geschäftsführer Mark zeigt sich zufrieden und möchte die MES-Software noch weiter in die Fertigungsabläufe in-tegrieren: „Ich will vor allem die Automa-tisierung voranbringen. BDE und MDE funktionieren gut, aber wir wollen mit dem MES auch in Richtung Wartung und Planung gehen. Da gibt es noch Hand-lungsbedarf.“ Aber nicht nur das.

Auch die Einführung der MES-Soft-ware in den anderen Werken des Unter-nehmens ist geplant, damit alle auf ein einheitliches System zurückgreifen. Mark zeigt sich davon überzeugt, dass diese Investition hilft, seine Firma auch weiter-hin auf Erfolgskurs zu halten: „Da uns nun das MES die richtigen Daten in Echtzeit liefert, haben wir ein Instrument, Produk-tivität zu messen und mittels Maßnah-men-Management kontinuierlich zu ver-bessern. Dem Hauptziel – Sicherung von Standort und Arbeitsplätzen – bin ich da-mit ein ganzes Stück näher.“ jbi

Michael Naumann ist freier Fachjournalist in München.

Das Tiefzieh-VerfahrenBeim Tiefziehen entstehen aus flachen Blechzuschnitten dreidimensionale Hohlkörper durch spanloses Zug-Druckumformen mittels Stempeln und Matrizen. Die Ausgangsblechdicke bleibt dabei – sofern nicht gewollt abgestreckt – weitestgehend erhalten. Die Vorteile des Verfahrens sind kurze Bearbeitungszeiten sowie dem gegen-über Zerspanungsprozessen geringer Materialeinsatz. Werkstofftechnisch zeichnen sich Tiefziehteile durch einen durchgehenden Faserverlauf sowie eine durch Kaltverfestigung erhöhte Festig-keit aus. Die Toleranzen liegen dabei im Bereich von wenigen Hundertstel Millimetern. Während spanende Ver-fahren meist für die Einzelstück- und Kleinserienfertigung eingesetzt werden, eignet sich das Tiefziehen besonders für die Herstellung großer Stückzahlen bei-spielsweise in der Automobilindustrie.

„Auch als Geschäftsführer will und kann ich so ein System nicht gegen meine Mitarbeiter durchsetzen“, Rudolf Mark, Mark Metallwaren.

Es gilt, Mitarbeiter mitzunehmen, die Know-how aus 30 Jahren an der Maschine mitbringen und nun Daten ins „Touch-Terminal“ eingeben sollen.Bilder: Mark Metallwaren

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N U T ZG R A D, OEE, Ausschussrate und Mitarbeiterproduktivität sind Kennzah-len, mit denen ein Unternehmen die Ef-fizienz in der Fertigung bewerten kann. Aber welche Informationen sind die pas-senden für gute Entscheidungen? Was ist zu tun, wenn eine Kennzahl nicht das gewünschte Ziel erreicht? Und vor allem: Sind die Datenquellen zuverlässig? Ant-worten auf diese Fragen findet man un-ter dem Schlagwort „Management Sup-port“ – sprich: die Unterstützung des Managements und der Mitarbeiter bei der Entscheidungsfindung auf allen Un-ternehmen.

Für die schnelle und effiziente Ent-scheidung brauchen Mitarbeiter aller Ebenen belastbare Informationen, um geeignete Maßnahmen einzuleiten. Nur wer aktuelle Informationen und das Wis-sen um die Zusammenhänge in der Fer-tigung hat, kann gezielt in den Prozess eingreifen. Dafür braucht der Mann an der Maschine andere Auswertungen und Kennzahlen als der Produktionsleiter.

Smart statt BigInsbesondere die Echtzeitfähigkeit von MES grenzt diese zu BI-Systemen ab.

Während BI (Business Intelligence) gro-ße, vergangenheitsbezogene Daten (Big Data) heranzieht, berechnen MES aus stets aktuellen Daten wenige aussage-kräftige Kennzahlen für kurzfristige Ent-scheidungen (Smart Data). Sie eignen sich zur unmittelbaren Steuerung des Fertigungsablaufs. BI-Systeme spielen ihre Vorzüge hingegen bei langfristigen Betrachtungen und Optimierungspro-jekten aus.

Jedem seine KennzahlDie Auswahl an Kennzahlen ist sehr um-fangreich. Es gilt also auszuwählen, wel-che Zielgruppe welche Informationen benötigt. Dabei ist wichtig, was der je-weilige Mitarbeiter tatsächlich beeinflus-sen kann. Den Werker interessieren da-her wirtschaftliche Daten meist weniger, er möchte eher Informationen zu der von ihm erbrachten Leistung oder dem pro-duzierten Ausschuss. Diese Werte kann er direkt beeinflussen.

Das Management hingegen interessiert sich für übergeordnete Kennzahlen, aus denen sich die aktuelle Produktivität und weiterführend die Wettbewerbsfähigkeit ablesen lassen. Die Unternehmensziele

werden somit über Kennzahlen auf Ab-teilungen, Arbeitsbereiche und Zielgrup-pen heruntergebrochen. Es entsteht ein Regelkreis, der dazu dient, die Unterneh-mensziele zu erreichen, in dem jeder Mit-arbeiter seinen Teil beitragen kann.

Kennzahlen alleine helfen nichtAlleine nackte Kennzahlen führen jedoch nicht zu nachhaltig treffenden Entschei-dungen. Es kommt auch auf die Darstel-lung an und vor allem auf das Wissen um die Zusammenhänge. Bemerkt bei-spielsweise ein Fertigungsleiter einen Rückgang der Gesamtanlageneffektivität (OEE – Overall Equipment Effectiveness), so kann dies wegen der Berechnung die-ser Kennzahl unterschiedliche Ursachen haben.

Die OEE berechnet sich aus den Fakto-ren Produktivität, Qualitätsrate und Ef-fektivität. Ein sinkender Wert kann also drei Ursachen haben: weniger Produkti-vität (also häufige Maschinenstillstände und somit weniger Hauptnutzungszeit als geplant), schlechtere Qualität (also mehr Ausschuss) oder weniger Effektivi-

Klüger handeln mit KennzahlenUm auch in Zukunft effizient produzieren zu können, benötigen Unternehmen zur Steuerung Kennzahlen

aus der Fertigung. Die Kunst besteht darin, aus Big Data, also den vielen verfügbaren Daten, die relevanten

Informationen für den einzelnen Mitarbeiter – Smart Data – zu generieren. Weniger ist da manchmal mehr.

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Forum „Effektive Fabrik“Im Zeichen der Industrie 4.0 treffen sich am 24. September in der Stadt-halle Hockenheim die Entscheider der deutschen Fertigungsindustrie zum 6. Forum Effektive Fabrik. In Fachvorträ-gen von Referenten aus Industrie, Wis-senschaft und Beratung informieren sich Geschäftsführer sowie Führungs-kräfte in Produktion, Controlling und IT darüber, wie sie die eigene Wettbe-werbsfähigkeit am Standort Deutsch-land verbessern und für die Zukunft sichern können. Darüber hinaus bietet das Forum Effektive Fabrik Raum und Zeit, sich mit Vertretern anderer Firmen persönlich auszutauschen.

Je nach Aufgabenbereich lassen sich die Daten für die jeweiligen Zielgruppen auf unterschied-lichen Geräten aufbereiten.

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M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S

tät (also im Schnitt längere Zykluszeiten als geplant). MES-Systeme stellen die Zu-sammenhänge meist durch Diagramme summarisch und für die einzelnen Fak-toren dar. Auf diese Weise bekommt der Verantwortliche sehr schnell einen Über-blick darüber, welche Ursachen tatsäch-lich zur aktuellen Situation geführt ha-ben. Er kann angemessen reagieren.

Die OEE und ihre Faktoren dienen ei-nerseits der Kontrolle, ob die Ziele er-reicht sind und andererseits lassen sich so Maschinen, Abteilungen oder auch ganze Werke miteinander vergleichen. Wobei darauf zu achten ist, dass die Ba-sisdaten zur Berechnung der OEE jeweils identisch sind.

Aktuell und konsistentFür eine konsistente Kommunikation über alle Unternehmensebenen hinweg müssen die jeweils genutzten Kennzah-len auf einer gemeinsamen Datenbasis aufbauen. Dazu werden die mit einem MES erfassten Daten wie beispielsweise Produktionsmengen verdichtet, mit an-deren Daten kombiniert und zielgrup-pengerecht als Kennzahl angezeigt.

Zudem ist die Aktualität der Informati-onen von großer Bedeutung. Dabei ist zu beachten, dass manche Kennzahlen einen aktuellen Zustand abbilden und andere einen definierten Zeitraum betrachten. Zeitraumbezogene Kennzahlen sind in der Regel erst nach Ablauf des jeweiligen Intervalls aussagekräftig (etwa die Pro-duktivität), wohingegen Echtzeitkennzah-len wie die Qualitätsrate stets aktuell sind.

Über alle KanäleJe nach Anwendung empfehlen sich un-terschiedliche Anwendungen, die die Kennzahlen auf mobilen oder stationä-ren Geräten darstellen. Beispielsweise liefert der Hydra-Office-Client von MPDV Mikrolab detaillierte Auswertungen von Ausschussquote, Prozessfähigkeit oder

Mitarbeiterproduktivität über den Web-Browser.

Die Smart MES Applications bieten ei-nen schnellen Überblick über Nutzgra-de sowie Produktionsstillstände direkt in der Fertigung über Tablet oder Smart-phone. Das MES-Cockpit dagegen eignet sich für die übergreifende und langfris-tige Planung des Managements: Hierzu bieten sich sowohl zeitliche Betrachtun-gen von Beleggrad- und Rüstgraden als auch Vergleiche unterschiedlicher Abtei-lungen und Werke an.

Die Erfahrung zeigt, dass sich in den meisten Fertigungsunternehmen eine Auswahl weniger Kennzahlen bewährt. Dazu gehören unter anderem: Nutzgrad, Rüstgrad, Leistungsgrad, Maschinenbele-gung, Personalbelegung, Ausschussquo-te, Ausbringquote, Overall Equipment Effectiveness (OEE) mit den Faktoren Effektivität, Qualität und Produktivität (Verfügbarkeit). Diese Kennzahlen sind im VDMA-Einheitsblatt 66412 eindeutig definiert und erfüllen so die Kriterien der Standardisierung und Vergleichbarkeit.

Mehr als ProduktionSpätestens mit dem Eintritt in das Industrie-4.0-Zeitalter reicht es nicht mehr aus, sich bei der Betrachtung von Effizienz rein auf die Produktion an sich zu beschränken. Da aber viele MES-Sys-teme genau hier ihren Schwerpunkt setzen, müssen Daten aus anderen Sys-temen mit denen aus dem MES zusam-mengeführt werden, um einen ganz-heitlichen Blick auf das große Ganze zu erlangen. Das sind beispielsweise Daten aus dem ERP (Enterprise Ressource Plan-ning) wie Stammdaten und Informatio-nen aus Kundenaufträgen, aus dem PLM (Product Lifecycle Management) zum Le-benszyklus des Produktes, aus dem Ge-bäudemanagement beispielsweise zur relevanten Umwelteinflüssen wie Tem-peratur oder Luftfeuchte, aus dem Labor-

Informations- und -Managementsystem (LIMS), das neben Laboranlagen komple-xe Messmaschinen abdeckt.

Schnittstellen zu Fremdsystemen soll-ten möglichst ausfallsicher und stan-dardisiert implementiert sein, um einen reibungslosen Datenaustausch sicherzu-stellen. Die Gesamtheit der Daten kann dann wieder in die zuvor genannten Aus-wertungen einfließen, um die Entschei-dungen von Werkern und Management noch besser zu unterstützen.

AusblickBereits heute brauchen nachhaltige Ma-nagemententscheidungen aussagekräf-tige Auswertungen und Kennzahlen-systeme (Smart Data). Basis dafür sind integrierte MES-Lösungen mit standar-disierten Schnittstellen. Damit können Daten dezentral erfasst sowie system-übergreifend verarbeitet und aufbereitet werden.

Das macht die MES-Systeme zur zent-ralen Informations- und Datendrehschei-be. Das Wissen eines MES verhilft dem Fertigungsleiter und seinen Mitarbeitern dazu, die Produktivität zu steigern. Mit einem integrierten MES-System sichern Fertigungsunternehmen nachhaltig ihre Wettbewerbsfähigkeit und legen einen wichtigen Grundstein für Industrie 4.0. Auch das Prinzip „Management Support“ ist in diesem Zusammenhang essenziell. Egal wie intelligent und selbstständig Produktionsanlagen in Zukunft werden – letztendlich bleibt der Mensch in der Verantwortung, die richtigen Entschei-dungen zu treffen – und dafür benötigt er belastbare Informationen. jbi

Nadja Neubig ist Marketing-Managerin bei MPDV Mikrolab in Oftersheim.

Es entsteht ein Regelkreis, in dem jeder Mitarbeiter die Unternehmensziele beeinflusst: a) der Fertigungssteuerer erhält Einsicht in Aufträge, Ressourcen und Prozesse; b) Der Fertigungsleiter beobachtet definierte Kennzahlen; c) Geschäftsleitung und Controlling führen Schwachstellen-analysen durch und treffen strategische Entscheidungen. Bilder: MPDV Mikrolab

Manager und Werker greifen zwar auf die gleiche Da-tenbasis zu, sehen jedoch vorwiegend solche Kenn-zahlen, die sie direkt selbst beeinflussen können.

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AU S S I C H T der IT sind es oft noch ge-trennte Welten: Die Produktion auf der einen und das Unternehmensmanage-ment auf der anderen Seite. Das bringt Fertigungsunternehmen in ihrem dyna-mischen Markt jedoch nicht weiter: Da-ten aus der Produktion lagern in IT-Silos, die Abstimmung zwischen Fertigung und Vertrieb läuft zögernd und lücken-haft, manuelle Datensammlungen sind aufwendig zu pflegen und bieten zu we-nig Informationen für echte Prozessver-besserungen und deren Kalkulation. Für Planung und Forecast schließlich fehlen wichtige Details, um wirklich verlässlich zu sein.

Eine alternative Sicht bietet das Kon-zept, die Manufacturing Execution Sys-tems (MES) mit dem Enterprise Resource Planning (ERP) zu verbinden. Eine solche Direktintegration von MES ins ERP ermög-licht die automatisierte und durchgängi-ge Datenbereitstellung. „Die Investition bietet vor allem strategische Chancen“,

erläutert Hermann Stehlik, Vice President Zentraleuropa von Epicor. „Im Mittelpunkt steht, das Management mit dem operati-ven Geschäft zu verzahnen.“

So sollen sich aus global verteilten Pro-duktionsanlagen Informationen auto-matisiert abrufen lassen. Auf diese Weise können Daten einzelner Maschinen und kompletter verteilter Werke etwa für Kos-tenanalysen auf Knopfdruck gesammelt

werden, beispielsweise Ursachen für zu hohen Energieverbrauch, Ausschuss, Stillstandzeiten oder Qualitätsmängel, die vorher mühsam zusammengetragen werden mussten.

Gleichzeitig oder nacheinanderDa der Umbau von IT-Landschaften nicht immer ausgetretenen Pfaden folgt, be-nötigen Unternehmen die Freiheit, ihre ERP- und MES-Systeme nach individu-ellen Anforderungen und unabhän-gig voneinander zu modernisieren. „Ein wichtiger Aspekt ist daher, dass Mattec MES unabhängig vom ERP implemen-tiert eigenständig betrieben werden kann“, sagt Stehlik. „Dies ermöglicht Un-ternehmen die Integration von MES und ERP nach eigenen Zeitvorgaben.“

Das MES von Epicor stehe daher nicht im Wettbewerb gegenüber gängigen MES-Einzellösungen. Vielmehr gehe es darum, bestehenden und künftigen An-wendern von Epicor ERP einen verlässli-chen und standardisierten Weg zu bie-ten, um ihr Management eng mit der Produktion zu vernetzen.

Ob Unternehmen zuerst ihr MES-Sys-tem modernisieren und anschließend das ERP oder umgekehrt, ob sie schrittwei-se vorgehen oder den Big-Bang-Ansatz

Management und Span vernetztZwischen den Informationen, die das Management über die Fertigung hat, und der Wirklichkeit in der Werks-

halle klafft noch häufig eine Informationslücke. Integrierte ERP- und MES-Lösungen sollen Abhilfe schaffen.

Der Anbieter Epicor sorgt dafür, dass sich die Vorteile nicht nur mittels Big-Bang-Einführung erreichen lassen.

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M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S

„Bei der MES-ERP-Integration geht es darum, die Zusammenhänge schneller zu erkennen und besser zu entscheiden, daraus resultieren Wettbewerbsvorteile“, Hermann Stehlik, Vice President

Zentraleuropa bei Epicor.

Bild: Epicor

Die Integration führt die Daten von einzelnen Maschinen und global verteilten Werken zusammen.Bild: iStockphoto.com/fatihhoca

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wählen, ändert nichts am Ergebnis. „Es ist individuell zu entscheiden, welche Anfor-derungen Priorität haben oder inwiefern andere Planungen die Systemumstellung beeinflussen“, erklärt Stehlik. „Auch die Unternehmenskultur spielt eine Rolle.“

Entscheiden sich Unternehmen für eine schrittweise Implementierung, erfolgt die Umstellung in Einzelprojekten funktions- oder prozessorientiert. Dies entzerrt den Ressourceneinsatz zeitlich und Erfahrun-gen aus Teilprojekten können in die Folge-projekte einfließen. Jedoch müssen in der Übergangszeit zwischen alten und neuen Systemen temporäre Schnittstellen er-stellt und Daten teilweise doppelt erfasst werden – mit dem Risiko inkonsistenter Daten oder Redundanzen.

Viele Unternehmen wählen daher den Weg, zu einem bestimmten Stichtag Alt-systeme in einem Schritt abzulösen. Dies stellt allerdings das Projektmanagement vor hohe Anforderungen, was Tests und Fall-Back-Strategien im Vorfeld angeht.

Nach der MES-ERP-Integration stehen Produktionsdaten für unterschiedliche Sichten und Rollen zentral zur Verfü-gung. Das bietet Vorteile: Die Prozesse in der Produktion können ohne Rückfragen und E-Mails bei strategischen Entschei-dungen und im Tagesgeschäft der Planer berücksichtigt werden. Ansätze für Ver-besserungen und Einsparungen lassen sich anhand von Echtzeitdaten aus der Produktion identifizieren, umsetzen und nachverfolgen.

BeispielanwenderEin Beispiel ist die Firma Imco Carbide Tool. Das Unternehmen stellt Wolframkar-bid-Fräsen und Schneidwerkzeuge unter anderem für die Branchen Luftfahrt, Me-dizin und Petrochemie her. „Alle unsere Schleifmaschinen sind mit Mattec MES verbunden. Wir sehen in Echtzeit, was in den Werken vor sich geht“, sagt Perry Osburn, President von Imco Cabide Tool. „Das MES hilft uns, Taktzeiten, Effizienz und Produktionsplanung zu verbessern.“

Ein weiteres Beispiel ist die Firma Ther-motech. Der Hersteller von Kunststoff-komponenten mit weltweit mehr als 1.200 Mitarbeitern setzt ebenfalls auf die

Kombination von ERP und MES. „Dieses Unternehmen nutzt seit vielen Jahren das ERP von Epicor“, erklärt Stehlik. Nun soll das MES dazukommen. Ziel sei, alle welt-weit verteilten Anlagen und Maschinen in ein zentrales Datensystem zu integrieren, das im ERP Echtzeitinformationen für Leis-tungsmessungen bereitstellt – angefan-gen von Betriebs- und Stillstandzeiten bis hin zu betrieblichen Kennzahlen.

Die Verbindung von ERP und MES er-möglicht einen besseren Einblick in die operativen Prozesse von Thermotech und vereinfacht Analysen, wo Potenzia-le für Einsparungen und Verbesserungen liegen und wie diese zu erreichen sind.

Analysen für die ProduktionssteuerungMattec MES basiert auf Industriestan-dards wie Microsoft SQL-Server und un-terstützt die Maschinenschnittstelle MUI (Maschinen-Interface-Unit), das Open-Connectivity-Protokoll (OPC) und gängi-ge PC-Schnittstellen. Zudem lassen sich speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) anbinden. Mit diesen Möglichkei-ten können auch ältere Maschinen ein-gebunden werden.

Die gesammelten Echtzeitdaten aus der Produktion unterstützen die Maschi-

nenbediener bei ihren Entscheidungen – etwa mit Warnmeldungen oder mit visu-ellen Drill-Down-Analysen auf einen Klick über Touchscreens.

Übergreifende Analysen erfolgen über das ERP-System, das die Daten zu-sammenfasst und im Kontext der Unter-nehmensprozesse darstellt. Auf diese Weise ist es möglich, Produktionseng-pässe vorauszusehen und im Vorfeld aufzulösen. Auch Bereiche wie Einkauf, Vertrieb und Kundenservice profitieren, da sie ohne Verzögerung über Informa-tionen aus der Produktion verfügen und diese in ihren Entscheidungen berück-sichtigen können.

Das Management erhält bessere Ent-scheidungsgrundlagen, um gleichzei-tig aus strategischer Perspektive im ERP und aus operativer Perspektive anhand der MES-Daten Verbesserungsmaß-nahmen identifizieren und bewerten zu können: etwa Taktzeiten in der Pro-duktion, die Gesamtanlageneffektivität (GAE), die Produktivität einzelner Ferti-gungslinien, die automatische Qualifi-zierung von Bauteilen oder die Produk-tionsplanung. jbi

Gisela Knabl ist freie Journalistin für IT- und Industriethemen in München.

Auch der Maschinenbediener profitiert von der zusätzlichen Transparenz. Bild: fotolia.com

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D I E U N I V E R S I TÄT P OT S D A M misst regelmäßig den analytischen Rei-fegrad von Wirtschaftsunternehmen in Deutschland, Österreich und der Schweiz (DACH). Dafür untersucht der Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik und Electronic Government der Hochschule den Einsatz von analytischer Software für die Steu-erung von Prozessen in verschiedenen Branchen. Die Fertigungsindustrie bildet einen Schwerpunkt der in Zusammenar-beit mit dem Softwarehersteller SAS er-stellten Studie. Das ist nicht unbedingt eine klassische Branche für den Einsatz analytischer Software, die sich in den letzten Jahren vor allem im Finanzsektor und für das Kundenmanagement zum

Standardwerkzeug entwickelt hat. Aktu-ell ändert sich das jedoch, nicht zuletzt, weil der analytische Reifegrad von Un-ternehmen auch als Hinweis auf ihre Fä-higkeit gilt, Industrie-4.0-Prozesse durch-gängig und effizient umzusetzen.

Zentrale Aufgabe für Unternehmen in diesem Zusammenhang ist es, die für sich genommen „dummen“ Rohdaten aus Maschinen und Betriebsprozessen so zu integrieren und zu analysieren, dass sie sich zu echten Steuerungsinformati-onen veredeln lassen. Erst die Gesamt-heit der Daten innerhalb von Fertigungs- und Logistikprozessen kann schließlich ganzheitliche Erkenntnisse über Fehler-quellen und Lösungsmöglichkeiten, Op-timierungspotenziale und künftige Ent-wicklungen liefern.

Stiefkinder: Maschinen- und BetriebsdatenEin Blick in die Studie der Universität Pots-dam zeigt, dass den meisten Fertigungs-unternehmen die Bedeutung von Big

Data Analytics für die Steuerung und Op-timierung von Produktion, Betrieb und Wartung deutlich bewusst ist. Bei der praktischen Umsetzung hapert es hin-gegen noch: Lediglich 37 Prozent der im Rahmen der Studie befragten Unterneh-men werten ihre Maschinen- und Sensor-daten überhaupt aus. Und dort, wo ana-lytische Software zum Einsatz kommt, geschieht dies meist nur spontan, einzel-fallbezogen und wenig strategisch. Der Blick aufs große Ganze und auf langfris-tige Entwicklungen bleibt so versperrt. Bei aller Industrie-4.0-Euphorie heißt das auch, ein Großteil der Fertigungsbetrie-be ist derzeit noch nicht fit für die nächste industrielle Revolution, obwohl die tech-nischen und analytischen Instrumente längst marktreif zur Verfügung stehen – und von einzelnen Vorreitern auch bereits erfolgreich eingesetzt werden. Hier kann der Appell nur lauten: starten statt warten. Wer jetzt zögert, verpasst den Anschluss.

Fast alle befragten Industrieunterneh-men nutzen weniger als die Hälfte der

Big Data Analytics bringt Maschinendaten zum SprechenWer Maschinendaten erfasst, sollte auch in der Lage sein, sie operativ und strategisch sinnvoll zu nutzen.

Beim Einsatz entsprechender analytischer Software hat die Fertigungsbranche allerdings noch Nachholbedarf,

wie eine aktuelle Studie zeigt.

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A N A LY T I S C H E S O F T W A R E F Ü R F E R T I G U N G S U N T E R N E H M E N

Blick in die Praxis: Prozessoptimierung bei PoscoDer südkoreanische Stahlkonzern Posco setzt unter anderem für die Optimierung von Industrieprozessen auf Analytics-Software von SAS. Beispiel: ein zu hoher Ausschuss bei warmgewalzten Stahlbändern. Herkömmliche statistische Verfahren konnten die Ursache da-für nicht identifizieren. Mit SAS fand sich durch die Analyse der physikalischen Prozesse eine Lösung, um den Ausschuss von 15 Prozent auf 1,5 Prozent zu senken. An anderer Stelle entdeckte die analytische Software den Aus-löser für Profitabilitätsunterschiede zwischen verschiedenen Produktionsanlagen – dies war Ausgangspunkt für Optimierungsmaßnah-men, die jährlich 1,2 Millionen US-Dollar ein-bringen. Und auch die Lagerhaltung konnte mithilfe von Analytics entlastet werden. Nach entsprechenden Optimierungsmaßnahmen ist es Posco möglich, mit einem um 60 Prozent reduzierten Lagerbestand den Kundenbedarf in gewohntem Maß zu decken.

Zunehmende Wartun-gen führen zu erhöh-ten Kosten und Kapa-zitätsverlusten in der Produktion. SAS Visual Analytics hilft bei der Fehlerquellenanaly-se durch Eingrenzung der verursachenden Maschinen.

A N A LY T I S C H E S O F T W A R E F Ü R F E R T I G U N G S U N T E R N E H M E N

aktuell verfügbaren Unternehmensdaten für Analysezwecke. Wenn Daten über-haupt verwendet werden, dann stam-men diese überwiegend aus Systemen für Enterprise Resource Planning (zum Beispiel SAP) oder Customer Relationship Management. Sensor- und Maschinenda-ten spielen nur eine untergeordnete Rolle.

Grund zur Hoffnung gibt aber, dass vielen Unternehmen die eigene Schwä-che an dieser Stelle durchaus bewusst ist. Knapp die Hälfte der Befragten stellt sich selbst ein schlechtes Zeugnis aus, wenn es darum geht, die eigene Fähigkeit zur Integration interner Daten einzuschätzen – „befriedigend“ oder schlechter.

Vor diesem Hintergrund verwundert es nicht, dass Mitarbeiter von Fertigungs-unternehmen in Deutschland, Österreich und der Schweiz Big Data Analytics noch skeptisch betrachten. Dafür sei nicht zu-letzt ein zu geringes Maß an Schulungs-angeboten verantwortlich, erläutern die Potsdamer Forscher. Es sei an der Zeit, dass Unternehmenslenker Wissenstrans-fer förderten und Initiativen vorantrie-ben, um auch bei den Mitarbeitern die notwendige Kompetenz im Umgang mit Big Data Analytics zu schaffen. Die Tech-nik sei vorhanden – jetzt gehe es um die Überführung in den Arbeitsalltag. Die strategische Analyse von Maschinen- und Betriebsdaten erfordert also nicht zuletzt ein professionelles unterneh-mensweites Change Management, das auf allen Ebenen um Unterstützung für diese neue Technologie und die damit verbundenen Veränderungen wirbt.

Aufgabe für das ManagementBei alledem gibt es aber auch gute Nach-richten: Die Studie der Universität Pots-dam stellt ebenfalls heraus, dass das Top-Management Big Data Analytics, also der Analyse von Daten für die Unterneh-

menssteuerung, überwiegend positiv gegenübersteht. Damit ist eine Grund-voraussetzung dafür erfüllt, dass die In-dustrie den Dreh hin zur Umsetzung von Industrie 4.0 schafft. Aufgabe des Managements ist nun, die eigene Auf-bruchstimmung und Innovationslust auf ihre Unternehmen und ganze Branchen zu übertragen. Wer sich in eine Vorrei-terrolle begibt und sofort damit anfängt, verschafft sich einen Vorsprung, der so schnell nicht einzuholen sein wird.

Von der Automobilindustrie lernenZu den Pionieren in Sachen Big Data Analytics gehört in Deutschland derzeit die Automobilindustrie. Hier ist man seit jeher stark darin, Innovationen in tech-nologischen Vorsprung zu übersetzen und daraus eine führende Marktpositi-on zu entwickeln. So kommt analytische Software beispielsweise zum Einsatz, um Werkstattberichte, Beiträge in sozi-alen Medien und andere Textelemente zu untersuchen. Ziel: Probleme antizi-pieren und Rückrufaktionen vermeiden. Big Data Analytics liefert Beiträge im Qualitätsmanagement zur Optimierung der Produktion. Und es steckt im Kern intelligenter Schaltzentralen rund um Connected Cars – also Autos, die im Be-trieb Informationen mit Rechenzentren austauschen. In der Automobilindus-trie ist der Wettlauf um die analytische Zukunft bereits im vollen Gange. Nicht ohne Grund mischt Google mittlerwei-le auch im automobilen Bereich mit. Die etablierten Hersteller müssen aufpas-sen und sich schnell Expertise aneignen – denn mit Daten kennen Google & Co. sich aus. r t

Gerhard Altmann ist international verant-wortlich für den Bereich Manufacturing beim Softwarehersteller SAS.

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AU F B AU U N D O P T I M I E R U N G I T - G E S T Ü T Z T E R P R O D U K T I O N S P R O Z E S S E

weil Qualität entscheidend ist

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Analyse von Sens-ordaten verschie-dener Pumpen über einen Zeitverlauf. Über Mustererken-nung lassen sich Ausfälle der Pum-pen frühzeitig prog-nostizieren.Bilder: SAS

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K U N D E N M Ü S S E N sich einiges ein-fallen lassen, um Eggers in Verlegenheit zu bringen. Als Spezialfahrzeugbauer hat sich das Unternehmen mit Sitz in Stuhr bei Bremen in vielen Branchen einen Na-men gemacht: Angefangen bei Nutzfahr-zeugaufbauten reicht die Produktpalette über Innenausstattungen bis hin zu An-hängern und Sonderfahrzeugen, Uni-mogs beispielsweise, die Flugzeuge ran-gieren oder das „Belfa“.

Das Belfa ist ein teleskopartiger Fünf-achs-Sattelauflieger, der sich um 13 Me-ter auf eine Gesamtlänge von fast 26 Metern ausfahren lässt. Mit ihm können Brücken und Abwasserkanäle auf ihre Be-lastbarkeit hin geprüft werden.

Der Ideenreichtum des Unternehmens erklärt sich aus 60 Jahren Erfahrung. Kun-denspezifische Innenausstattungen und andere Sonderaufträge bringen Wachs-tum und gerade das Servicegeschäft wächst. Doch mit den Sonderaufträgen steigen nicht nur die technischen Anfor-

derungen, sondern auch die organisa-torischen. Deshalb hat der mittelständi-sche Fahrzeugbauer seine Arbeitsabläufe standardisiert und ein wichtiges Werk-zeug eingeführt.

Das Auftragsmanagementsystem „ams.erp“ hilft, unternehmensweit ein-gesetzt, die Wertschöpfungskette durch-gängig zu vernetzen. Sämtliche Informa-tionen laufen in diesem Planungs- und Steuerungssystem zusammen und die Aufträge lassen sich trotz ihrer Vielfalt durchgängig managen.

Hohen Aufwand macht die Angebots-vorbereitung und die Definition der Lö-sungskonzepte, die sowohl in Kons-truktion als auch Vertrieb Arbeits- und Entscheidungszyklen auslösen. Gleich-zeitig wächst die Bedeutung der Doku-mentation. Neben den auch weiterhin geforderten Betriebsanleitungen gilt es heute, eine Vielzahl zusätzlicher Inhalte aufzubereiten, die sich aus der EU-Ma-schinenrichtlinie und den nationalen Be-

stimmungen zur Geräte- und Arbeitssi-cherheit und der Qualitätsnorm EN ISO 9001:2008 ergeben.

„Damit wir trotz der gestiegenen Anfor-derungen weiterhin das gesamte Projekt-management überblicken und wirtschaft-lich gestalten können, haben wir uns entschieden, unsere Geschäftsprozesse zu standardisieren und nur ein IT-System zu nutzen“, sagt Geschäftsführer Reinhard Eggers. IT-Leiter Jürgen Schütt ergänzt: „Mit ams.erp haben wir uns bewusst für ein eher schlankes System entschieden, das sich mit vergleichsweise geringem Aufwand ein-führen lässt. Als Mittelständ-ler mit 80 Mitarbeitern haben wir nicht die Ressourcen, um IT-Großprojekte zu stem-men. Da ist es außerordentlich wichtig, dass das ERP-System zu uns passt.“

Schütt hatte bei der Einführung Un-terstützung durch einen Berater des Sys-tem-Anbieters ams.Solution AG und zwei Keyuser. Nach vier Monaten ging das Sys-tem in den Echtbetrieb.

Vom Vertrieb bis zum ServiceDie Ablauforganisation des Fahrzeugbau-ers ist nun vollständig in ams.erp abgebil-det. Die Prozesskette reicht von den Berei-chen Projektmanagement, Vertrieb und Produktentwicklung über die Disposition, den Einkauf und die Materialwirtschaft bis hin zur Fertigung, Montage und Aus-lieferung. Auch das Servicemanagement ist integriert. Hinzu kommen betriebs-wirtschaftliche Querschnittsaufgaben wie Controlling, Finanzen und Personalwesen.

Der Mehrwert der integrierten Arbeits-weise zeigt sich gut im Service. Heute nutzt das Unternehmen konsequenter die Ser vicebedarfe, die sich aus dem Lebens-zyklus der Fahrzeuge ergeben. Es geht hier vor allem um gesetzlich geforderte Prüfun-gen an den Nutzfahrzeugen einschließlich der verbauten Zusatzausstattungen.

Sattelschlepper transparentSteigende Projektanforderungen machten es bei Eggers Fahrzeugbau nötig, die Unternehmensabläufe

zu straffen und eine integrierte Auftragssteuerung einzuführen, die vom Vertrieb über Konstruktion und

Fertigung bis hin zum Service reicht und die Daten in Echtzeit zusammenführt.

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Das Service-Geschäft der Sonderfahrzeuge spielt bei Eggers eine zunehmende Rolle.

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900 Quadratmeter für die SicherheitsprüfungWelche Dynamik im Servicegeschäft steckt, zeigt der Blick in die Anlagen für die geforderten Sicherheitsprüfungen und Hauptuntersuchungen. Allein für die Sicherheitsprüfung hat Eggers im Jahr 2012 eine zusätzliche 900-Quadratme-ter-Halle errichtet, die von sechs Toren aus durchgehend befahrbar ist, um die Arbeitsplätze und Prüfeinrichtungen op-timal auslasten zu können.

Sein informationstechnisches Rück-grat findet das Servicegeschäft in der Fahrzeugverwaltung, die ebenfalls naht-los in ams.erp integriert ist. Die Lösung erlaubt es, sämtliche hergestellten Fahr-zeuge und Anhänger anhand ihrer Leis-tungs- und Sachmerkmale detailliert zu beschreiben. Dabei dient die Fahrge-stellnummer der Identifikation. Über sie stellt das Auftragsmanagementsystem die Referenz zu allen Angeboten, Auf-trägen und Servicefällen her, die im Le-benszyklus des betreffenden Fahrzeugs entstehen.

Auf diese Weise sind alle Lebenslaufin-formationen vollständig abrufbar. Abge-deckt sind dabei auch die Komponenten und Aggregate, mit denen Eggers das Fahrzeug ausgestattet hat, so etwa Lade-bordwände, Krane, Seilwinden, Hubdä-cher und vieles mehr.

Die Fahrgestellnummer reichtKommt es etwa zum Servicefall an einem Kran, identifiziert Eggers zunächst das Fahrzeug über die Fahrgestellnummer und ermittelt dann den Krantyp inklusive der Seriennummer.

„Vom Kunden brauchen wir im Vorfeld des Servicetermins nur noch die Fahr-gestellnummer. Alle weiteren Informa-tionen, die zur optimalen Vorbereitung und Durchführung des Servicetermins erforderlich sind, ziehen wir aus unse-rer Fahrzeugverwaltung“, erklärt IT-Lei-ter Schütt. „Früher waren hierzu Rück-sprachen mit den Kunden nötig, die oft aufwendig und zudem nicht zuverläs-sig waren. Denn wenn man als Kunde vor einem komplett umgebauten LKW steht, ist es in vielen Fällen alles ande-re als trivial, die zu reparierende Kom-ponente eindeutig zu identifizieren. Da wir das erforderliche Wissen jetzt in der Fahrzeugverwaltung vorhalten, erledi-gen wir die Recherche quasi auf Knopf-druck.“

Bis runter zur einzelnen BuchungZusätzlich zu den Effizienzgewinnen im operativen Geschäft ergeben sich auch Mehrwerte im Controlling. Eg-gers Fahrzeugbau hat die Standardi-sierung seiner Arbeitsabläufe dazu genutzt, Verrechnungssätze für Kon-struktions- und Fertigungsaufwände festzulegen. Das verbindliche Sys-tem aus Kostenstellen und -arten erlaubt ein präzises Projekt-Controlling.

Da sich die Analyse über die Bau-gruppenebene hinaus auf alle Einzel-teile herunterbrechen lässt, werden die Verursacher eventueller Schieflagen iden-tifizierbar. Die Transparenz reicht bis hin-unter zu einzelnen Buchungen, aus denen sich die Kalkulationen zusammensetzen.

„Wir haben eine durchgängige Sicht auf den gesamten Auftrag und erhalten aktuelle Informationen über den Projekt-fortschritt, den Material- und Arbeitsauf-wand, die Fremdleistungen und die Ge-samtkosten“, erklärt Schütt. „Wir nutzen das Projekt-Controlling auch zu wöchent-lichen Lagebesprechungen, in denen es um eine mittelfristige Kapazitätsplanung geht.“ Dabei schätzen die leitenden Mit-arbeiter ein, wie sich die zu erwartenden Auftragseingänge zusammen mit den bereits erfassten Projekten auf die einzel-nen Arbeitsbereiche auswirken werden. Der Informationsgewinn ist Geschäfts-führer Eggers besonders wichtig: „Even-tuelle Engpässe werden auf diese Weise früh genug sichtbar, um wirksame Maß-nahmen zur Entlastung zu ergreifen.“

Die Transparenz reicht somit über einzelne Aufträge hinaus. Da das integ-rierte Auftragsmanagementsystem die Informationen aller Projekte zusammen-führt, kann das Management die Per-formance des gesamten Unternehmens einschätzen. Hierzu hat IT-Leiter Jürgen Schütt nach und nach ein tief gestaffel-

tes Berichtswesen aufgesetzt. Integriert ins System bündeln Berichtsvorlagen in Echtzeit ERP-Daten und erstellen so aktu-elle Lagebilder.

Unter anderem gibt es eine Auswer-tung für alle teil-fertigen Aufträge. Hier-bei weist das Reporting Abweichungen von den geplanten Stunden und Ma-terialverbräuchen exakt aus. „Da wir im Schnitt zwischen 150 und 200 Aufträge parallel bearbeiten, sind dies wertvol-le Informationen, um die betriebswirt-schaftliche Lage projektübergreifend zu bewerten“, fast Eggers zusammen. „Wir nutzen diese integrierte Sicht, um unser weiteres Wachstum sicher zu organisie-ren und die Chancen der unterschied-lichen Geschäftsfelder bestmöglich zu nutzen.“ jbi

Manuel Göpelt ist Fachjournalist aus Köln.

Eggers FahrzeugbauEggers Fahrzeugbau entwickelt kundenspezifi-sche Lösungen für Flugzeugbauer, Automobil-, Simulatoren- und Messfahrzeughersteller, Transportunternehmen, aber auch Forschungs-einrichtungen sowie Polizei, Feuerwehr oder Service- und Werkstattbetriebe. Der Aufbau-bereich trägt zwischen 30 und 40 Prozent zum Umsatz bei. Hierin ist das wachstumsstarke Segment der Karosserieinnenausstattungen enthalten. Der Geschäftsanteil des Sonder-fahrzeug- und Anhängerbaus beträgt etwa 40 Prozent. Der Anteil der Sonderkons truktionen nimmt in diesem Segment stetig zu.

Eggers baut beispiels-weise das „Belfa“, ein Spezialfahrzeug, mit dem sich Brücken auf Belastung testen lassen.Bilder: Eggers Fahrzeugbau

Im Projekt-Dashboard laufen die zentralen Informationen der laufenden Projekte zusammen.

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D I E D I E H L Metering Systems GmbH ist eine Unternehmenseinheit von Diehl Metering. Innerhalb des Diehl Konzerns schafft Diehl Metering als globale Unter-nehmensgruppe mit modernster Mess-technik die Voraussetzungen für den sinnvollen Umgang mit Wasser und Wär-me und zählt zu den Innovativsten der Branche. Dazu leistet Diehl Metering Sys-tems mit der Entwicklung und Produkti-on zukunftsweisender Funktechnik einen wichtigen Beitrag. Im Nürnberger Werk

werden pro Jahr 4,6 Millionen Funkmo-dule für weitere Unternehmenseinheiten von Diehl Metering sowie führende Ener-giedienstleister in Europa und den USA gefertigt.

Im Fertigungsbereich von Diehl Me-tering Systems war bereits ein Feinpla-nungssystem im Einsatz, das speziell für das Unternehmen entwickelt wurde. Als nachteilig erwiesen sich bei diesem Sys-tem der fehlende Support und die feh-lende Weiterentwicklung, wodurch man

das Planungssystem nur schwer an not-wendige Änderungen im Produktions- und Planungsbereich anpassen konnte. Das war für Diehl Metering Systems der ausschlaggebende Punkt, ein neues, mo-dernes Planungssystem einzuführen. Das Einführungsprojekt „Planung“ wurde ins Leben gerufen. Das Projektteam umfass-te – neben Projektleiter Alexander Seidel – vier weitere Mitarbeiter aus den betrof-fenen Fachabteilungen. Sie prüften ne-ben Anbietern reiner Planungssoftware

Klein einsteigen, groß durchstarten Nachdem sich das bisherige Planungssystem bei Diehl Metering Systems nur schwer an notwendige

Änderungen im Produktions- und Planungsbereich anpassen ließ, wollte man eine moderne, leistungsfähige

MES-Lösung. Die Entscheidung fiel zugunsten der Lösung FASTEC 4 PRO. Durch seine Modularität lässt sich das

MES-System individuell an jede Produktion anpassen.

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Blick in die Produktion der Diehl Metering Systems GmbH in Nürnberg.

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auch den MES-Spezialisten FASTEC, der das Planungsmodul seines MES-Systems vorstellte. „Letztlich entschieden wir uns für FASTEC, weil wir hier alles aus einer Hand bekamen und für die Zukunft ge-rüstet waren“, erinnert sich Alexander Seidel. Statt vieler Einzellösungen von verschiedenen Anbietern, die sich unter Umständen nur mit großem Aufwand koppeln lassen, gibt es jetzt ein erwei-terbares System auf Shop-Floor-Ebene, das als Bindeglied zwischen dem be-reits vorhandenen SAP-System und dem Fertigungsbereich fungiert. Als positiv empfand das Projektteam die modulare Struktur des MES-Systems, die es erlaubt, lediglich die aktuell benötigten Kompo-nenten und Module zu integrieren. Än-dern sich die Bedingungen oder Anfor-derungen der Produktion, lässt sich das System einfach und schnell anpassen und um zusätzliche Module erweitern. „Das MES-System FASTEC 4 PRO bot uns die Möglichkeit, erst einmal mit dem Pla-nungsmodul zu starten“, so Alexander Seidel „und das System dann einfach spä-ter zu erweitern.“

Einführung des MES-SystemsDas Projekt startete Anfang 2011. Auf-grund der Anzahl und der Komplexität der Fertigungsaufträge, die verplant wer-den sollten, entschieden sich die Verant-wortlichen für den Einsatz einer auto-matischen Feinplanung. Hierbei lassen sich die Fertigungsaufträge anhand ei-ner Planungslogik mit verschiedenen

Optimierungskriterien automatisch vom Planungstool auf die zur Verfügung ste-henden Arbeitsplätze und andere Res-sourcen verplanen. „FASTEC bot uns eine Planungslogik mit sieben Optimierungs-kriterien“, sagt Seidel. Und weiter: „Da-durch können wir die einzelnen Aufträ-ge so auf Maschinen, Betriebsmittel und Personal verplanen, dass eine für uns op-timale Planung der Fertigungsaufträge herauskommt.“

Bis die tatsächlichen Planungsergeb-nisse mit den Erwartungen und Anfor-derungen des Projektteams überein-stimmten, vergingen einige Wochen. Die Gründe dafür waren vielfältig. Neben dem Entwicklungscharakter des Projekts und der großen SAP-Schnittstelle, aus der Stamm- und Bewegungsdaten gelesen werden sollten, gab es aufgrund der brei-ten Produktpalette und zahlreicher Ferti-gungsversionen mehrere Varianten von Stücklisten und Arbeitsplänen. Bei ersten Testläufen der Feinplanung bemerkten die Beteiligten, der Validierungsprozess dauerte länger als erwartet, da Stamm-daten wie Arbeitspläne und Arbeitsplät-ze teilweise unvollständig waren und man sie daher in SAP überarbeiten muss-te. „Das war anfangs eine Menge Arbeit, aber letztlich haben wir das Beste daraus gemacht und infolgedessen auch unsere Daten im SAP-System grundlegend be-reinigt“, erinnert sich Alexander Seidel.

Ein Knackpunkt des Projekts lag bei der Gewichtung der Optimierungskriteri-en, auf deren Basis die Fertigungsaufträ-

ge automatisch verplant werden, sowie beim Zusammenspiel von Feinplanung und aktuellen BDE-Meldungen. Beides konnte man jedoch anhand ausführli-cher Testläufe zufriedenstellend lösen.

Nach der Einführungsphase wurde das System schließlich im realen Einsatz schnell von den Produktionsmitarbeitern akzeptiert. Ausschlaggebend dafür war die Übernahme der Eingabemasken des alten Planungssystems in das neue Pla-nungstool. So können die Produktions-mitarbeiter wie gewohnt ihre Rückmel-dungen an das System durchführen.

Automatische Feinplanung – so funktioniert esMit der automatischen Feinplanung las-sen sich jetzt die Fertigungsaufträge auf die verfügbaren Arbeitsplätze anhand der festgelegten Optimierungskriteri-en ideal verplanen. Zusätzlich wird eine Personaleinsatzplanung gegen begrenz-tes Personal genutzt. Das heißt, für einen Fertigungsbereich kann man das Kapazi-tätsangebot für Personal vorgeben und bei der anschließenden Planung ent-sprechend berücksichtigen. Dabei ver-plant man nur so viele Arbeitsplätze, wie sich durch die vorgegebene Personalka-pazität auch bedienen lassen. Selbst die Anforderung, bis zu sieben Betriebsmit-tel wie Testadapter zusätzlich zum Ar-beitsplatz und zum Personal in nur ei-nem Schritt zu verplanen, konnte das Planungstool des MES-Systems FASTEC 4 PRO abdecken.

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Das MES-System passt sich anEin internes, parallel laufendes LEAN-Pro-jekt hatte den kompletten Umbau der Produktionsabläufe zur Folge. Statt bis-her zwei getrennter Planungsbereiche wurde ein einheitlicher Planungsbereich eingerichtet und die vorhandenen Fer-tigungsbereiche neu geordnet. Nun fer-tigt man bei Diehl Metering Systems in einer durchgehenden Produktionskette. Für das Planungssystem wirkten sich die Konsequenzen massiv aus. Die gesamte Planungslogik musste umgestellt und die Bereiche in der Feinplanung entspre-chend angepasst werden. Die Flexibili-tät des MES-Systems ermöglichte jedoch die schnelle Anpassung an die geänder-te Situation. Gleichzeitig führte man im Rahmen dieses internen Projekts eine meilensteinbezogene Rückmeldung ein. Nun wird nicht mehr jeder einzelne Ar-beitsgang manuell in der Produktion rückgemeldet. Stattdessen erfolgt eine Rückmeldung an das System erst bei einem als Meilenstein festgelegten Ar-beitsgang. Auch hier konnte das Unter-nehmen dank des flexiblen MES-Systems die Rückmeldelogik an die geänderten Bedingungen rasch anpassen.

Betriebsmittelverwaltung direkt im MES-SystemDie bei Diehl Metering Systems inter-nen Betriebsmittel wie Testadapter,

Messgeräte und Prüfmittel wurden vor der Einführung des MES-Systems mit einer Lotus-Notes-Datenbank verwal-tet. Problematisch war hier das Fehlen einer Schnittstelle zur Produktion: beim Einbau eines Betriebsmittels musste stets ein manueller Eintrag in der Da-tenbank erfolgen, andernfalls war eine Rückverfolgung dieses Betriebsmittels un möglich.

Auch die fehlende hierarchische Struk-turierung der Betriebsmittel und die Ver-waltung von Kalibrierzertifikaten stellten für die Verantwortlichen ein Problem dar. So entstand im Unternehmen allmählich der Wunsch, für die Betriebsmittel eine Versionsverwaltung inklusive Hierarchie, Historie und Wartungskalender einzu-führen. Anfangs suchte man nach einer komplett neuen Datenbank, in der sich auch das Wartungsdatum von Betriebs-mitteln pflegen lässt. Letztlich entschied man sich, dieses in das bereits vorhande-ne MES-System FASTEC 4 PRO zu integ-rieren. „Mit FASTEC hatten wir die Mög-lichkeit, alles aus einem Guss, aus einer Hand zu bekommen“ resümiert Seidel, „ohne fehleranfällige Schnittstellen zwi-schen Systemen verschiedener Herstel-ler einrichten zu müssen.“ So erweiterte man das MES-System um eine umfassen-de Betriebsmittelverwaltung.

Lückenlose Seriennummern dank Traceability-ModulDa Diehl Metering Systems für ver-schiedene Verbrauchszähler größten-teils Funkplatinen produziert, ist eine fortlaufende Seriennummernverwal-tung für die lückenlose Rückverfolgung zwingend notwendig. Bisher erfolgte die Vergabe von Seriennummern über die Software LabView, die auf Grund-lage der Ist-Daten aus der Produktion Seriennummern generierte. Eine fort-laufende Seriennummernvergabe ließ sich damit jedoch nur schwer und mit großem Aufwand realisieren. Einerseits wurden Seriennummern teilweise wie-der auf null gesetzt und daher mehr-mals vergeben, wenn eine neue Woche oder ein neues Jahr begann. Anderer-seits gab es pro Linie beziehungsweise Arbeitsplatz unterschiedliche Serien-nummerngeneratoren. Auch kunden-spezifische Seriennummernkreise, die sich je nach Produkt unterscheiden, lie-ßen sich schwer umsetzen. So hätte man für sämtliche speziellen Nummernkreise

bei Diehl Metering Systems eigene Pro-gramme schreiben müssen. Dank des Traceability-Moduls des MES-Systems konnte eine saubere Seriennummern-vergabe für die relevanten Artikel be-ziehungsweise Bauteile erfolgen. Hier ist es mit Hilfe des Nummerngenerators möglich, beliebige Seriennummern-kreise schnell und einfach nach den gewünschten Anforderungen auch auf Kundenseite selbst anzulegen.

In der Produktion erhalten sämtli-che Teile Seriennummern, unabhän-gig davon, ob sie IO oder NIO getestet wurden. Für die lückenlose Seriennum-mernsequenz ist ein NIO-getestetes Teil problematisch, da die Nummer bereits vergeben ist und zum Beispiel aus der Weiterverarbeitung aussortiert wurde. Um Seriennummern lückenlos zu verge-ben, entwickelten die verantwortlichen Projektingenieure bei Diehl Metering Systems und FASTEC eine Ausweich-strategie: das sogenannte Ticketsystem. Hierbei kann man in der MES-Lösung ein Ticket mit einer beliebigen Seriennum-mer anlegen und beispielsweise bei der Nachproduktion von Teilen diese ausge-musterte Seriennummer erneut verge-ben. Dabei wird automatisch mitproto-kolliert, wer welches Ticket angelegt und wer dieses an welcher Maschine wieder verwendet hat.

„Wir hatten und haben hohe Anforde-rungen an die Seriennummernvergabe, die sich zu 90 Prozent mit dem FASTEC-Nummerngenerator abdecken lässt. Als größten Vorteil sehen wir, dass wir 90 Prozent der Programme, die wir bisher für spezielle Seriennummern selbst pro-grammieren mussten, nicht mehr be-nötigen“, lautet das Fazit von Alexander Seidel.

Für jede Situation gerüstet Aktuell möchte man vor allem die Seri-ennummernverwaltung weiter ausbau-en. So arbeiten die zuständigen Projekt-ingenieure bei Diehl Metering Systems und FASTEC eng zusammen an einer sogenannten Seriennummernsperre. Durch den Einsatz von FASTEC 4 PRO ist die Diehl Metering Systems GmbH bes-tens für die Zukunft gerüstet, weil sich das modulare MES-System individuell an jede Produktion anpassen lässt – egal, ob neue Maschinen hinzukommen oder ob man weitere Unternehmensbereiche in-tegrieren möchte. r t

M O D U L A R E M E S - L Ö S U N G

Effektiv und präzise die Wärmeverbräuche ablesen, ganz einfach über Funk mit dem Funkheizkostenver-teiler von Diehl Metering Systems.Bilder: Diehl Metering Systems GmbH

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I M J A H R 2012 übernahm WP die KTM-Rahmen- und Auspufffertigung und erweiterte so ihre Produktionspalet-te um ein Premiumprodukt. Ein Jahr spä-ter übersiedelte die Rahmenbau-Produk-tion von Mattighofen direkt neben die Hauptzentrale von WP in Munderfing. Jetzt erstreckt sich dort über 6.400 Qua-dratmeter das modernste Rahmenwerk Europas. Josef Baier, der alte und neue Leiter der Auspuffanlagen- und Rahmen-fertigung, hebt die besondere Rolle des Schweißens hervor und weist auf die hervorragend ausgebildeten, weitge-hend eigenverantwortlichen Mitarbei-ter hin – beides Einflussfaktoren für das hohe Entwicklungsniveau der roboterge-stützten Automation.

„Ausgefeilte Fertigungstechnologien und definierte Abläufe gewährleisten die Prozesssicherheit und Effizienz der Produktion. Um sie nachhaltig auf den jeweils bestmöglichen Stand zu entwi-ckeln, bieten wir unseren Mitarbeitern Fortbildung, prüfen Innovationen und optimieren dann mit der Integration aus-gewählter erfolgsversprechender Ent-wicklungen unsere Fertigungsprozesse“, erläutert Produktionsleiter Baier.

Gemäß der KVP (Kontinuierliche Verbesserungsprozess)-Philosophie kontrolliert jeder Mitarbeiter seine ge-schweißten Baugruppen selbst und ko-diert sie mit einer persönlichen Ken-nung. So ist später nachvollziehbar, wer welche Baugruppe hergestellt hat. Dies erhöht die Identifizierung mit der Ar-beit und sichert die Qualität. Nacharbei-ten seien deshalb in nur sehr geringem Maße nötig.

Täglich treffen am Standort Munder-fing Rohmaterial, Laser- und Schmie-deteile ein. Nach der Eingangskontrolle

folgt in der Rohrteilfertigung das Biegen, Waschen, Prägen und Schneiden entwe-der aus den angelieferten Rohren oder teilweise auch aus Blechen.

Die zu schweißenden Bauteile kom-missioniert die Fertigungsplanung je Ro-boterschweißzelle und Schicht. Deshalb kommen zu jeder Schweißzelle nur so viele Teile, wie sie während einer Schicht schweißen soll. „Zu weiteren wesentli-chen Aufgaben der Produktplaner ge-hören die Fertigungsüberwachung und das Optimieren der Lagerbestände. Ins-gesamt arbeiten in der Rahmenfertigung achtzig Mitarbeiter im Drei-Schicht-Be-trieb, fünfzig davon sind Schweißer, die die Roboterzellen bedienen. Sie stehen für rund 130.000 fertige Rahmen, Motor-

streben, Haupt- und Seitenständer sowie andere Komponenten, die wir pro Jahr fertigen“, erläutert Josef Baier.

RoboterschweißzellenFür die Schweißfertigung im Vorläufer-werk von KTM in Mattighofen lieferte ABB 1976 seinen ersten Roboter in Ös-terreich aus. Er produzierte bis 2004 und wurde danach im Technischen Museum in Wien ausgestellt. Vor mehr als zehn Jahren hatte Josef Baier die Auspufffer-tigung bei KTM erfolgreich umstruktu-riert. Im Jahr 2004 erhielt er den Auftrag, die Rahmenfertigung ebenfalls neu zu organisieren und dabei die Ziele höhe-rer Produktqualität und Fertigungsef-fizienz zu realisieren. Seitdem sind die

Vorzügliche Rahmen-Bedingungen Motorräder von BMW und KTM siegen in Rennen wie der Moto-3-Rennserie oder der Rallye Dakar. Struktureller

Kern dieser Maschinen ist ein aus Rohren leicht und stabil gefügter Rahmen. WP beziehungsweise vormals die

KTM-Abteilung Auspuffanlagen- und Rahmenfertigung schufen dazu mit den Onroad- und Offroad-Rahmen,

Haupt- und Seitenständern sowie weiteren Bauteilen wichtige technische Voraussetzungen.

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Der Positionierer IRBP K-600 hält die Rahmenteile und dreht sie in die zum Schweißen optimale Lage.

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Schweißroboter vermehrt in die Ferti-gungshallen eingezogen. „Gemeinsam mit ABB haben wir für unsere Fertigung ein spezifisches Konzept entwickelt. Qualität, Zuverlässigkeit und Verfügbar-keit bilden dabei entscheidende Eck-punkte. Wegen der erfolgreichen Zu-sammenarbeit und dem vorbildlichen Service setzen wir seit 2009 in der Rah-menfertigung auf ABB“, so Baier.

Inzwischen arbeiten in der Rohrfer-tigung 25 Roboterzellen mit je einem Schweißroboter. Den aktuellen Stand ver-körpert der für Schweißarbeiten optimier-te IRB 2600-12/1.85 in Kooperation mit dem Positionierer IRBP K-600. Beide steu-ert und koordiniert die bewährte Roboter-steuerung IRC5. Sie stellt auch die Funk-tionen „TrueMove“ und „QuickMove“ zur Verfügung (siehe Info-Kasten). Standard-mäßig ist eine MAG-Stromquelle von 500 Ampere Nennstromstärke vorgesehen.

Auf eine automatische Brennerreini-gungsstation verzichten die Rahmenfer-tigungsspezialisten bewusst. Ihre Bauteil-vorbereitung ist so genau und der Prozess so ausgefeilt, dass vorbeugende Maßnah-men eine unterbrechungsfreie Anlagen-verfügbarkeit und die geforderte Werk-stückqualität gewährleisten. Der Bediener wechselt zum Schichtbeginn die Gasdüse sowie das Kontaktrohr, und bei Bedarf rei-nigt er die Drahtführungsseele. Deshalb ist am Roboter lediglich eine automatische Brennervermessung mit Drahtabschnei-der zum Kürzen des Drahtes auf die vorge-gebene Länge installiert. Die für ABB pa-tentierte Brennervermessung „Bulls Eye“ ermittelt automatisch den TCP (Tool Cen-ter Point); sie reduziert so Stillstandzeiten und verbessert die Schweißqualität.

Material und PrüfungenMaterial für die Blechbauteile ist der Stahl HCT600. Als Werkstoff für die Rohre, die maximal ein Millimeter in der Wanddicke messen, kommt 25Cr Mo4 zum Einsatz.

Was der Belastung einer Wüstenrallye standhalten soll, muss zuvor strengen Prüfungen genügen. Der Rahmen als das zentrale Sicherheitsbauteil unterliegt ei-ner aufwändigsten Kontrolle. Jede Naht prüfen die Fachleute zu 100 Prozent op-tisch; bei jedem fünfhundertsten Rahmen einer Serie untersucht ein beeideter und gerichtlich zertifizierter Experte Schliff-bilder und Härteverlauf. Außer hochfest und steif muss der Rahmen maßhaltig sein. Präzision benötigen vor allem dieje-

nigen Schweißnähte, an denen der Mo-tor oder die Schwingen angehängt sind. Lediglich 0,5 Millimeter beträgt hier die höchstzulässige Abweichung. Spezielle Vorrichtungen während des Schweißens gewährleisten, dass an den Fügestellen keine Verspannungen wirken. Josef Bai-er erwartet deshalb von den Schweißsys-temen: „Höchste metallurgische Qualität der Schweißverbindung, wenig Nachar-beit, kaum Spritzer, maximale Verfügbar-keit und keine Geräteausfälle.“

Vorrichtungen Als wesentliche Voraussetzung für die hohe Qualität der Rahmen hinsicht-lich Form, Maßhaltigkeit und Schweiß-verbindungen sieht Josef Baier die Vor-richtungen. Deren funktionsgerechte Konstruktion zählt deshalb zu den Kern-kompetenzen von WP. „Unsere Konstruk-teure kennen das Produktprogramm, die einzelnen Bauteile und die Anforderun-gen an die fertigen Produkte sehr gut. Außerdem kommunizieren sie eng mit den Produktionsfachleuten. So steht ih-nen unser sehr umfangreiches und in die Tiefe gehendes Schweiß-Know-how direkt zur Verfügung. Das Ergebnis sind kontinuierlich optimierte Vorrichtungen und ein perfekter Produktionsablauf“,

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Als Branchenspezialist für die Fertigungsindustrie und projektorientierte Dienstleis-ter sowie für die Zulieferindustrie verfügt die Cosmo Consult über ein umfangreiches Angebot an zerti� zierten Branchen- und Speziallösungen auf Basis von Microsoft Dynamics NAV und AX. Darüber hinaus ergänzen wir unser Leistungsspektrum mit dem Customer Relationship Management-System Microsoft Dynamics CRM, dem Dokumentenmanagement- und Portalsystem Microsoft O� ce SharePoint sowie dem BI-System, die sich nahtlos in die Systemwelt des ERP-Systems einfügen.

FASTEC GmbHTechnologiepark 2433100 PaderbornTel.: +49 5251 1647-0Fax: +49 5251 1647-99E-Mail: info@fastec.dewww.fastec.de

FASTEC liefert branchenübergreifende Lösungen zur E� zienzsteigerung in der Pro-duktion – vom sofort einsatzbereiten OEE-Messgerät bis hin zum umfangreichen MES-System: Produktivitätsmessgerät easyOEE zur Optimierung einzelner Maschinen.Auch zur Miete. MDE-Box compactOEE zur Optimierung von bis zu 20 Maschinen.Lückenlos und in Echtzeit Maschinendaten erfassen. MES-System FASTEC 4 PRO zurOptimierung der gesamten Produktion mit Modulen wie MDE/OEE , Produktion/BDE,Planung, Traceability, TPM/Instandhaltung, Monitoring, Alarmierung etc.

InQu Informatics GmbHSudhausweg 301099 DresdenTel.: 0351 2131 400Fax: 0351 2131 444E-Mail: o� ce@inqu.dewww.inqu.de

InQu Informatics scha� t Transparenz in der Fertigung und Montage produzieren-der Unternehmen durch die Betrachtung der kritischen Ressourcen. Mit 20 Jahren Erfahrung in der Entwicklung von innovativen und mehrsprachigen MES-Lösungen (Manufacturing Execution System) besitzen wir das Know-how und die Werkzeuge zur Optimierung von Produktionsabläufen. Vom Konzept über die Implementierung bis zum Einsatz begleiten wir unsere Kunden bei der Umsetzung ihrer MES-Strategi-en. Wir betreuen heute Kunden in 25 Ländern auf 4 Kontinenten.

MPDV Mikrolab GmbHRömerring 174821 MosbachFon: +49 6261 9209-0Fax: +49 6261 18139E-Mail: info@mpdv.deWebsite: www.mpdv.de

MPDV entwickelt seit mehr als 35 Jahren Manufacturing Execution Systeme (MES)und bietet Dienstleistungen zur Implementierung der MES-Lösungen an. Das Systemhaus beschäftigt 210 Mitarbeiter an elf Standorten in Deutschland, Schweiz, Frankreich, Singapur, China und USA. Als TOP100-Unternehmen gehört MPDV zu den innovativsten Mittelständlern Deutschlands. Über 850 Firmen aller Größen und Branchen setzen die integrierten MES-Lösungen des Marktführers ein. Als Vordenker gibt MPDV mit dem Zukunftskonzept MES 4.0 Antworten auf Industrie 4.0.

Digital Manufacturing Marketplace

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WP Performance SystemsDie WP-Gruppe sieht sich als Techno-logieführer unter den Zulieferern für den Motorradbau. Das Entwickeln und Produzieren von individuellen Kompo-nenten wie Rahmen, Abgasanlagen, Federungs- und Dämpfungssystemen bilden die Kernbereiche. Das hohe Ni-veau der WP-Produkte unterstreichen die Titel, die Motorräder mit WP-Kom-ponenten international gewinnen. Zu den Kunden der WP-Gruppe zählen unter anderem Audi, BMW Aprilia, Daimler, Ducati, Ferrari, Fiat, KTM, Ma-serati, Piaggio, Volkswagen und Volvo. Zwei produzierende Standorte der Gruppe befinden sich in Munderfing sowie Mattighofen/Oberösterreich, weitere in den Niederlanden, Nord-amerika und China.

Bewegungs- und GeschwindigkeitssteuerungHöchste Präzision bei der Bahn- und Geschwindigkeitssteuerung erhöht die Leistung von Robotersystemen, reduziert den Verschleiß und trägt so wesentlich zur Effizienz des gesamten Systems bei. Die Funktionen TrueMove und QuickMove sorgen für perfekte Bewegungen bei hohen Geschwin-digkeiten und Beschleunigungen, sie ergeben kürzere Zykluszeiten bei höchster Präzision und Wiederhol-genauigkeit. Beide Funktionen sind in die bewährte Robotersteuerung IRC5 integriert.

TrueMove stellt sicher, dass die reale Bewegungsbahn des Roboters mit dem programmierten Pfad über-einstimmt – unabhängig von der Geschwindigkeit des Roboters und der Geometrie des Pfades.

QuickMove optimiert die Bewegungs-abläufe, um kürzeste Zykluszeiten zu erzielen. Dazu sorgt es in jedem Mo-ment entlang der Bahn für maximale Beschleunigung und Geschwindigkeit.

Jede Verbindungsnaht prüfen die Fachleute optisch; bei jedem fünfhundertsten Rahmen einer Serie un-tersucht ein beeideter Experte Schliffbilder und Här-teverlauf.

Josef Baier, Produktionsleiter der WP Rahmen- und Auspuffanlagenfertigung, hat die Rahmenfertigung neu organisiert und setzt hier auf die Partnerschaft mit ABB.

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resümiert Produktionsleiter Baier. Aktuell nutzt WP für rund 30 verschiedene Rah-mentypen jeweils 10 bis 12 unterschied-liche Vorrichtungen.

Der Roboter ist bewusst statt in ID (In-tegrated Dressing/Hohlwellenroboter) in der Ausführung mit außenliegendem Brennerschlauchpaket gewählt. Denn die zu schweißenden Rahmen bestehen aus lediglich fingerdicken Rohren. Beim Programmieren und Teachen lässt sich der TCP sehr nahe an der Rohrmitte jus-tieren und liegt so fast direkt in der Ver-längerung des Roboterhandflansches. Der Roboter dreht beim Schweißen von kreisrunden Verbindungen dann aus-schließlich das Handgelenk. Bei einem ID-Roboter liegt dagegen der TCP über 100 Millimeter außerhalb des Handflansch-mittelpunktes. Dies würde bei Rohren mit kleinem Durchmesser einen höhe-ren Programmieraufwand erfordern. Ak-tuell gilt, bei einem neuen Roboter oder Bauteil wird das vorhandene Programm genutzt. Die Anpassung an Änderungen erfolgt dann lediglich per Teachen.

Die Schweißzelle umgibt eine 2.200 Millimeter hohe Standard-Schutzumhau-

sung mit 1.000 Millimeter lichter Türwei-te. Ein Marathonpack für 0,8 Millimeter Schweißdrahtdurchmesser befindet sich in der Schweißzelle, zur Verarbeitung ei-ner 15 Kilogramm Drahtrolle ist auch eine Drahtspulenaufnahme am Roboter vorgesehen. Direkt neben der Zutrittstür am Schutzzaun sind das Bedienpult und die Quittiereinheit montiert. Eine drei-strahlige Lichtschranke sichert die Bela-dezone.

Der Service von ABB für WP umfasst ne-ben der kontinuierlichen Beratung und Begleitung auch die Wartung der Robo-terzellen. Ein Wartungsvertrag sieht die jährliche vorbeugende Wartung mit ent-sprechendem Ersatzteilservice vor. Zur betrieblichen Praxis führt Josef Baier aus: „Im Vorfeld erkundigt sich ein ABB-Tech-niker nach dem Zustand der Schweißzel-len oder vergewissert sich selbst, welche Ersatzteile erforderlich sind. Die konkrete Wartung benötigt dann wenig Zeit – der Roboter kann schnell wieder produktiv schweißen.“ r t

Dipl.-Ing. Gerd Trommer ist freier Journalist in Gernsheim.

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Die Bearbeitungsgenauigkeit der lediglich fingerdi-cken Rahmenrohre ist so hoch, dass der TCP auf die Rohrmitte justiert wird und eine Brennerreinigungs-station entfällt. Bilder: ABB/WP

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D I E S M A R T FAC TO RY oder auch Industrie 4.0 ist in aller Munde. Das ist gut so, da diese Begriffe helfen, ein sehr komplexes Thema einfach zu benennen. In der weiteren Diskussion ist man aller-dings gut beraten, genauer darauf zu achten, was der jeweilige Gesprächspart-ner unter diesen Begriffen versteht.

HARTING versteht unter Smart Factory – neben allen strukturellen und techni-schen Details – vor allem die Chance zur Innovation. Für einen Anbieter, der seit Jahrzehnten erfolgreich Verbindungs-technik für die Industrie und industrie-nahe Anwendungen entwickelt, fertigt und vertreibt, eröffnet die Smart Factory neue Anwendungen, die neue Lösungen benötigen.

Eine intelligente Produktion erfor-dert ein durchgängiges und intelligen-tes Netz mit Teilnehmern/Komponenten, die untereinander einfach und dennoch in Echtzeit und absolut verlässlich – also gesichert – kommunizieren können. Und da liegt die Herausforderung.

Schnelle, sichere und zuverlässige Netzwerke für die Industriekommuni-kation gibt es, zum Beispiel PROFINET. Aber PROFINET ist ein eigenständiges, propritäres System, bei dem sich primär

PROFINET Komponenten miteinander unterhalten. Um gleichzeitig die Anfor-derungen der Smart Factory nach einer offenen, barrierefreien Kommunikation zu erfüllen, muss sich PROFINET öffnen. Es muss kompatibel zu anderen Netz-werkphilosophien werden. Und zwar ohne seine spezifischen Eigenschaften wie die Echtzeitkommunikation in Con-formance Class C zu verlieren.

Ethernet nach IEEE 802.3Einen entscheidenden Schritt hat PRO-FINET bereits vollzogen: PROFINET nutzt Ethernet nach IEEE 802.3 als Kommuni-kationsplattform. Gegenüber der PRO-FIBUS-Philosophie hat PROFINET grund-sätzlich alle Möglichkeiten, auch in einer offenen Netzwerkarchitektur zu arbei-ten. Somit kann PROFINET schon heu-

te eine Reihe von Funktionen für die Smart Factory abbilden. Weitere Funk-tionen werden dazukommen. Das ist primär ein Thema der Systemdesigner (Hard- und Softwareentwicklung), die zunehmend einen erweiterten Rahmen der PROFINET-Spezifikation vorfinden. Diese Spezifikationen werden in den PROFINET-Richtlinien der PNO (PROFI-NET-Nutzerorganisation) entwickelt und dokumentiert.

Ist damit alles im Lot? Nein. Ein ganz wichtiger Baustein fehlt noch. Die passi-ve Infrastruktur oder einfach – die Verka-belung. Ohne Verkabelung gibt es näm-lich keine Netzwerkinfrastruktur.

PROFINET hat sich immer als ein Lö-sungspaket für seine Anwender verstan-den. Da hört der Systemgedanke nicht bei der SPS auf. Bei PROFINET werden alle notwendigen Komponenten des Sys-tems umfassend betrachtet – auch die Verkabelung. Strenge Vorgaben an Ka-bel, Steckverbinder und Installation füh-ren zu einer verlässlichen, hoch verfüg-baren Netzwerkinfrastruktur, auf die der Anwender sich jederzeit verlassen kann.

PROFINET hat zur Sicherung der Qua-lität des Netzes sehr enge Grenzen gezo-

Leistungsfähige Verkabelung für die Smart Factory Die Bedeutung von Integrated Industry in der Produktion wird in den nächsten Jahren weiter zunehmen.

Der Industrial-Ethernet-Standard PROFINET hilft dabei, Prozesse intelligenter zu steuern, die Produktion

flexibler und gleichzeitig effizienter zu gestalten. Eine wichtige Rolle spielt dabei die Verkabelung.

V O N R A I N E R S C H M I D T

I N D U S T R I E L L E V E R B I N D U N G S T E C H N I K

Beidseitig umspritztes har-speed M12-System-kabel mit X-Kodierung, Kategorie 6A.

PROFINET-Schaltschrankcord: um-spritztes, vierpaariges Patchkabel für den Schalt-/Verteilerschrank.

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I N D U S T R I E L L E V E R B I N D U N G S T E C H N I K

gen. Diese Grenzen wurden maßgeblich durch das Automatisierungsprotokoll PROFINET selbst gesetzt.

Strukturierte VerkabelungSoll PROFINET in Zukunft barrierefrei bis in die SAP-Ebene eines Industrieunter-nehmens hinein kommunizieren, stößt es auf die strukturierte Verkabelung, die die IT-Infrastruktur des Unternehmens mitbringt.

Die strukturierte Verkabelung vertritt seit jeher eine andere Philosophie als die PROFINET-Verkabelung. Sie ist nicht mit einer Anwendung verknüpft, sondern anwendungsneutral und liefert damit Übertragungswege für eine Vielzahl un-terschiedlichster Dienste (Telefonie, Da-ten, Video, Steuerungen usw.).

Auch das ist kein unlösbarer Wider-spruch. PROFINET mit Fast Ethernet läuft auch auf einer strukturierten Verkabe-lung dank Abwärtskompatibilität, die in Verkabelungsstandards festgelegt ist (ISO/IEC 11801, EN 50173-1 und 3).

Allerdings arbeiten die meisten IT-Systeme heute mit GigaBit-Ethernet. Viele Geräte, Kameras zu Produktions-überwachung oder Steuerungen besit-zen nur noch Schnittstellen mit GigaBit-Funktionalität oder höher. Selbst kleinere Netzknoten oder Sensor-/Aktoreinhei-ten arbeiten schon mit Gigabit-Ethernet und POE oder POE+ zur Spannungsver-sorgung über das gleiche Kabel. Somit heißt die eigentliche Herausforderung für PROFINET GigaBit-Ethernet. Und das bedeutet für die PROFINET-Verkabelung acht Adern in Kupferkabeln und acht Kontakte in Steckverbindern.

Und damit strukturierte Verkabelung für PROFINET? Noch nicht ganz. Die PNO hat PROFINET in der heutigen Form und nach Conformance Class A bereits für die strukturierte Verkabelung zertifiziert. Das heißt, es ist heute möglich, eine vierad-rige PROFINET-Verkabelung mit einer achtadrigen strukturierten Verkabelung zu koppeln. Zumindest bei Nutzung der

RJ45-Technik (IP20) geht das auch steck-technisch gesehen völlig problemlos.

Aber wie sieht es umgekehrt aus? Was machen Geräte und Einrichtungen, die sich an PROFINET ankoppeln wollen und GigaBit-Ethernet mitbringen? Die-ses Problem hat auch die PNO erkannt, vielmehr deren Mitglieder. Diese müs-sen immer häufiger Gigabit-Geräte in eine PROFINET-Landschaft einbinden. Deshalb geht man künftig bei PROFI-NET ganz klar in Richtung GigaBit-Ether-net und kompatible Verkabelungsinf-rastruktur. Interessanterweise sind es wieder die Verkabler, die sich zuerst mit der Thematik auseinandersetzen und Lösungen zum Thema Fast-Ethernet ver-sus GigaBit-Ethernet also vieradrig ver-sus achtadrig vorantreiben.

Was bedeutete das konkret für die PROFINET-Verkabelung? Die PROFINET-Verkabelung, wie wir sie heute kennen, wird nicht über Bord geworfen, nur weil wir über Smart Factory nachdenken. Aber sie wird in diese Richtung weiterentwi-ckelt. Dazu erweitert die PNO ihre Ver-kabelungsrichtlinie um achtadrige Lö-sungen. Immer unter der Maßgabe, dass die Installation weiterhin einfach, robust und sicher ist. Somit setzt man weiter auf industrietaugliche Verkabelungskompo-nenten – nur eben auch übertragungs-technisch für Gigabit-Ethernet geeignet, also achtadrig und mindestens Katego-rie 5 (100 MHz), besser Kategorie 6 (250 MHz) oder 6A (500 MHz).

PROFINET hat neue achtadrige Kabel mit PVC- und PUR-Mantel definiert. Die-se Kabel sind wie bisher für feste und flexible Installation sowie für Sonderan-wendungen nach Typ A, B und C klassi-fiziert. Der Sternvierer hat allerdings aus-gedient. Die geschirmten Kabel werden mit AWG24-Adern in einer Konstrukti-on mit Trennstern oder als PIMF (Pair In Metal Foil) angeboten. Die Variante mit Trennstern lässt sich besser verarbeiten, da die Einzelfolien wegfallen. Allerdings führt diese Konstruktion zu einem grö-

ßeren Außendurchmesser, der sich nicht mit den Kabeleinführungen und Ver-schraubungen der meisten Steckverbin-der verträgt, so dass viele Anwender die PIMF-Varianten bevorzugen.

Im Bereich der Steckverbinder strebt man eine Migration nach oben an, das heißt, der PROFINET-RJ45-Stecker wird künftig achtpolig ausgeführt und alle acht Kontakte werden konform zur struk-turierten Verkabelung belegt.

Fertig konfektioniert und geprüftZusätzlich hat PROFINET neue Verka-belungskomponenten wie das Schalt-schrankcord definiert (cabinet cord). Diese IP20-Komponente wird fertig kon-fektioniert und geprüft angeboten und trägt den Anforderungen nach Platzer-sparnis und einfacher Handhabung be-sonders im Schaltschrank Rechnung. Aufgrund der hohen Qualitätsanforde-rungen an eingesetztem Stecker und Ka-bel und an die Verarbeitung, garantiert das Schaltschrankcord die von PROFINET geforderte Betriebssicherheit über die volle Lebensdauer der Anlage hinweg. HARTING nutzt hierzu seine DualBoot-Umspritzung, die einen engen Biegeradi-us bei einfacher Handhabung der Entrie-gelungslasche zulässt.

Die Smart Factory wird proprietäre Lösungen, so wie wir sie bisher aus Au-tomatisierungsinseln kennen, mehr und mehr aufbrechen und über eine ein-heitlich Infrastruktur neu zusammenfü-gen. Die einheitliche Kommunikations-infrastruktur ist dazu ein elementarer Baustein. Auch wenn PROFINET-Verka-belung und strukturierte Verkabelung ursprünglich unterschiedliche Ansätze verfolgten, lassen sich jetzt beide Phi-losophien gut miteinander verknüpfen. Smart Factory braucht eben Smart Net-work Infrastructure. r t

Rainer Schmidt ist Business Development Manager Structured Cabling bei HARTING Electronics.

Han-PushPull-Verbindungska-bel, achtadrig, Kategorie 6, für IP65/IP67-Anwendungen.Bilder: HARTING

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M E N S C H U N D Roboter Hand in Hand ohne trennenden Zaun. Die Entwicklung von entsprechenden Sicherheitskonzep-ten ist nun möglich und läuft auf Hoch-touren. Neben der Sicherheit gibt es je-doch viele weitere Herausforderungen.

Eine davon ist, dass der Roboter am manuellen Arbeitsplatz sehr viel flexibler und autonomer agieren muss als in der Roboterzelle, denn der Arbeitsplatz ist deutlich weniger durchstrukturiert.

Es gibt keine Einrichtungen, die Teile millimetergenau bereitstellen. Manuel-le Montagevorrichtungen haben keine stets exakt definierte Position, sondern sind irgendwo im Aktionsbereich des Werkers zu finden. Ein Roboter, der an ei-nen manuellen Arbeitsplatz mitarbeiten soll, muss damit zurechtkommen.

Klares AblaufprinzipDamit der Roboter im richtigen Moment mitanpacken kann, hat das Fraunhofer IPA die sensorgestützte Montage nach dem Ablauf „Groblokalisierung – Fein-lokalisierung – kraftgeführte Montage“ entwickelt und in zwei industriellen Sze-narien zur Anschauung umgesetzt.Unter Groblokalisierung verstehen die Forscher die ungefähre – auf Zentime-

ter genaue – Lokalisierung des Montage-objekts mithilfe einer über dem Arbeits-platz angebrachten 3D-Kamera.

Bei der Feinlokalisierung geht es da-rum, die exakte Montageposition zu be-stimmen – je nach Anforderung – auf Millimeterbruchteile durch eine in den Roboterarm integrierte Kamera.

Die kraftgeführte Montage eines Bau-teils berücksichtigt die für die Montage aufgewendeten Kräfte beziehungsweise Momente und greift dazu auf Werte be-reits in den Roboter integrierter Kraft-/Mo-menten-Sensorik zurück oder auf berech-nete Näherungswerte aus Motorströmen.

Je nach Situation „erkennt“ der Robo-ter bei einem Anstieg der Kräfte, ob er Kontakt zum Montageteil hat und kann regelnd oder steuernd eingreifen, um den Fügevorgang trotz Toleranzen ro-bust durchzuführen. Dieses „Fühlen“ er-kennt auch Fehler frühzeitig und ermög-licht Korrekturen.

Beispiel KupplungsmontageSoll der Roboter beispielsweise eine Kupp-lung auf die Kurbelwelle eines Motor-blocks montieren, liegt diese erst einmal ohne Vorrichtung im Aktionsbereich des Roboters auf dem Arbeitstisch der Mon-tagelinie. Zunächst lokalisiert der Roboter die Kupplungen mit einer in das Roboter-werkzeug integrierten Stereokamera und nimmt diese auf. Die Montageposition be-stimmt er in zwei Schritten: Zunächst mit-tels Groblokalisierung des Motorblocks durch eine über dem Roboter hängende 3D-Kamera. Genauigkeit +/- 5 Millimeter. Darauf basierend fährt der Roboter die ungefähre Position der Kurbelwelle relativ zur Position des Motorblocks an und loka-lisiert die exakte Position der Kurbelwelle mithilfe der in das Roboterwerkzeug inte-grierten Stereokamera mit einer Genau-igkeit von +/- 1 Millimeter. Während des Auffädelns und Aufdrehens der Kupp-

lung auf die Kurbelwelle überwacht der Roboter kontinuierlich die Kräfte, um bei-spielsweise ein Verkanten der Kupplung zu vermeiden. In einem solchen Fall wür-de er diesen Versuch beispielsweise auf-geben und erneut ansetzen.

Der Vorteil des Prinzips „Groblokalisie-rung – Feinlokalisierung – kraftgeführte Montage“ liegt in diesem Szenario insbe-sondere im Verzicht auf teure, teilespezi-fische Vorrichtungen wie Magazine oder Bereitstelleinrichtungen für die Kupplun-gen oder einer Indexiervorrichtung für den Motorblock.

Roboter setzt BlindnietenDer Roboter unterstützt den Werker beim Vernieten von zwei Blechbiegetei-len an einem manuellen Montageeinzel-arbeitsplatz. Zunächst der Grundablauf ohne Roboter: Der Werker legt die bei-den Blechbiegeteile zur Vormontage in eine teilespezifische Spannvorrichtung, die dazu dient, die Teile für das Nieten exakt zueinander auszurichten. Nun setzt der Werker die Niete in die einzel-nen Nietlöcher und vernietet die beiden Teile mit einer Handnietpistole.

Im automatisierten Fall übernimmt ein im hinteren Teil der Arbeitsplatte angebrachter Roboter das Nieten, wäh-rend der Werker bereits die nächsten Teile vorbereitet. Die frei verschiebbare Spannvorrichtung bleibt gleich. Ähnlich

Vom Groben zum Feinen zur KraftLeichtbauroboter kommen im Markt an und ermöglichen die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter.

Der Weg ist damit frei für neue Automatisierungskonzepte wie die sensorgeführte Montage.

V O N M A R T I N N A U M A N N

M E N S C H - R O B O T E R - K O O P E R AT I O N I N D E R M O N TA G E

Leichtbauroboter unterstützt den Werker bei Monta-gearbeiten.

Roboter bei der Feinlokalisierung eines Nietlochs.

www.renexpo.de

09. – 12.10.2014 Messe Augsburg

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M E N S C H - R O B O T E R - K O O P E R AT I O N I N D E R M O N TA G E

wie bei der oben beschriebenen Mon-tagelinie erfasst eine über dem Arbeits-platz befestigte 3D-Kamera die Szene und lokalisiert die Vorrichtung mit ei-ner Genauigkeit von +/- 1 Zentimeter. Mit dieser Information fährt der Roboter die Positionen der einzelnen Nietlöcher nacheinander ab, lokalisiert ihre exakte Position mithilfe seiner integrierten Ste-reokamera mit einer Genauigkeit besser 1 Millimeter. Das Einführen der Blindnie-ten in die Löcher erfolgt wiederum kraft-geregelt, um die Toleranzen der Blech-biegeteile auszugleichen.

Auch hier erkennt der Roboter ein Ver-kanten des Blindniets beim Einführen und reagiert, indem er etwa einen zwei-ten Versuch startet oder den Werker zur Hilfe ruft.

In diesem Fall erlaubt das Prinzip „Grob lokalisierung – Feinlokalisierung – kraftgeführte Montage“, dass die vorhan-dene Spannvorrichtung erhalten bleibt und sich weiterhin frei im Arbeitsbereich anordnen lässt. Die Integration des Ro-boters ist damit einfach umsetzbar und die gewohnte Flexibilität des Arbeitsplat-zes bleibt erhalten.

Via die Umgebung „Assembly Assistant“ kann der Bediener die sensorgeführte Montage per Drag & Drop anpassen.

Wizard zur Parametrisierung der Grob- lokalisierung. Bilder: Fraunhofer IPA

Einfach programmierenUm die Roboterprogrammierung zu ver-einfachen, hat das Fraunhofer IPA die Be-dien- und Ausführumgebung „Assem-bly Assistant“ entwickelt. Der Bediener kombiniert per Drag&Drop vordefinierte Programmbausteine, wie „Nieten“, „Ein-führen des Niets“, zu einem Programm-ablauf, der die Bewegungsschritte des Roboters festlegt und die Schritte der Grob- und Feinlokalisierung definiert.

Im Anschluss werden die einzelnen Schritte parametriert, indem zum Bei-spiel der Werker selbst mithilfe sogenann-ter Wizards mit grafischer Oberfläche am Touchscreen eines der Nietlöcher in einer Live-Ansicht auswählt oder festlegt, wel-ches Bauteil von der Lokalisierung betrof-fen ist. Ist das komplette Programm auf diese Weise definiert, lässt es sich sofort ausführen. Die Programmierung erfordert keine näheren Kenntnisse. Der Werker kann auf Änderungen im Montageablauf also sofort reagieren. jbi

Dipl.-Ing. Martin Naumann ist Gruppenlei-ter Montageautomatisierung am Fraunhofer IPA in Stuttgart.

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I N V I E L E N Anwendungen wird heu-te noch die traditionelle, auf elektrome-chanischen Komponenten wie Relais und Schützen basierende Sicherheitstechnik verwendet. Ab einer mittleren bis großen Anzahl von sicheren Signalen kommen jedoch zunehmend Sicherheitssteuerun-gen auf der Grundlage von Mikroprozes-soren zum Einsatz. Auch Applikationen mit hohen Taktraten lassen sich mit der verschleißfreien Sicherheitstechnik wirt-schaftlicher umsetzen, da man die Gerä-te nicht in Abhängigkeit von ihrer Schalt-häufigkeit tauschen muss. Vor diesem Hintergrund sind zahlreiche Sicherheits-steuerungen erhältlich, die einen weiten Anwendungsbereich abdecken.

Doch die Sicherheitssteuerung ist nur so gut wie das angeschlossene E/A-Sys-tem. Deshalb hat Phoenix Contact den Automatisierungsbaukasten der Produkt-familie Axioline F um Profisafe-Module ergänzt. Mit dem modular aufgebauten Axioline-F-System in Schutzart IP20 kann

sich der Anwender die benötigten E/A-Stationen je nach Applikationsanforde-rung flexibel aus einem umfangreichen Portfolio an Standard- und Funktionsmo-dulen zusammenstellen. Die sicheren di-gitalen Ein- und Ausgangsmodule lassen sich ohne zusätzliche Maßnahmen an be-liebiger Stelle in die E/A-Station einfügen.

Bedienung über einfach handhabbare SoftwareDas modulare E/A-System Axioline F wurde für die Installation im Schalt-schrank entwickelt. Offen für sämtliche relevanten Kommunikationsprotokolle und verfügbar für verschiedene Signal-formen bietet Axioline F dem Anwender hohe Flexibilität. Das einfach handhab-bare E/A-System überzeugt durch seine Schock- und Vibrationsfestigkeit. Die-se Eigenschaft sorgt selbst unter rauen Bedingungen für eine langjährig hohe Verfügbarkeit der Maschine oder An-lage. Durch die Push-in-Technik lassen

sich die Leiter der Sensoren und Akto-ren werkzeuglos in die Anschlussklem-me stecken. Auf diese Weise reduziert sich die Installationszeit pro Modul und damit die Kosten. Auf Wunsch können die Axioline-Module individuell gekenn-zeichnet werden.

In den Axioline-Buskoppler ist eine Diagnose-Schnittstelle integriert. Die ein-zelnen Module lassen sich mit einer Dia-gnose-Software parametrieren, über die auch die E/A-Station diagnostiziert und eine Verdrahtungskontrolle durchgeführt wird. Sobald eine Verbindung zwischen Software und dem Buskoppler hergestellt ist, kann der Anwender mit der Parame-trierung beginnen. Bei Analogmodulen kann man beispielsweise die Signalarten und bei Eingangsmodulen die Filterzeiten einstellen. Anschließend ist eine Überprü-fung der Verdrahtung möglich. Der An-wender sieht hier den Status der Eingänge und kann Ausgänge setzen, ohne das die E/A-Station an ein Netzwerk angeschlos-sen ist, das von einer Steuerung betrieben wird. Verdrahtungsfehler lassen sich so schon vor der Inbetriebnahme auffinden und beheben. Die Software unterstützt den Anwender sogar bei der Fehlersuche im laufenden Betrieb.

Wirtschaftlich und dennoch sicher Hohe Verfügbarkeit ist eine wesentliche Anforderung an alle Automatisierungslösungen. Die neuen Profisafe-

Module der E/A-Familie Axioline F in Schutzart IP 20 von Phoenix Contact zeichnen sich daher neben einfacher

Handhabung sowie großer Flexibilität und Robustheit durch eine umfassende Diagnose aus.

V O N L U T Z R A H L V E S

A U T O M AT I S I E R U N G : S A F E T Y - L Ö S U N G M I T P R O F I S A F E - M O D U L E N

Bild 1: Das Axioline-F-Produktportfolio wur-de um Profisafe-Module erweitert.

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A U T O M AT I S I E R U N G : S A F E T Y - L Ö S U N G M I T P R O F I S A F E - M O D U L E N

Überprüfung der sicheren Ausgangsmodule per DunkeltestDie sicheren Axioline-F-Module AXL F PSDI8/4 1F und AXL F PSDO8/3 IF für Pro-fisafe lassen sich variabel in die Axioline-E/A-Station einfügen. Je nach verwende-tem Buskoppler sind sie dann Bestandteil eines Profibus-DP- oder Profinet-Netz-werks. Die Ein- und Ausgänge der siche-ren E/A-Module, die der Anwender gemäß den Anforderungen der Sicherheitstech-nik parametriert, verfügen über einen hohen Anschlusskomfort. Abhängig vom Gerätetyp erlauben sie die Ankopplung von maximal acht sicheren Sensoren oder acht sicheren Aktoren. Einstellungen hin-sichtlich der ein- oder zweikanaligen Pe-ripheriebeschaltung sowie der Diagnose über zwei unterschiedliche Taktquellen lassen sich flexibel auswählen. Das Aus-gangsmodul kann bis zu zwei Ampère pro Ausgang schalten.

Neben der Schaltleistung der Ausgänge bieten die Ausgangsmodule zwei beson-dere Funktionen: Sichere Ausgangskanä-le werden mit so genannten Dunkeltests während des Betriebs zyklisch kontrol-liert. Das bedeutet, dass die Ausgänge im eingeschalteten Zustand kurzfristig aus-geschaltet werden, um das Schaltvermö-gen der sicheren Ausgangstreiber zu prü-fen. Diese Impulse erweisen sich als eine Herausforderung für Aktoren mit hohen Kapazitäten. Denn die hohen Eingangs-kapazitäten zerstören die Erwartungshal-tung der Ausgangskanäle und reduzieren die Verfügbarkeit. Die neuartige Aus-gangsschaltung der sicheren Axio line-Ausgangsmodule ermöglicht darüber hi-naus den Anschluss beispielsweise von sicheren Frequenzumrichtern mit hohen Eingangskapazitäten, ohne den störungs-freien Betrieb zu beeinträchtigen.

Einstellung der konstanten Größen entfälltEine weitere in den sicheren Axioline-Ausgangsmodulen umgesetzte Funktion stellt die Stopp-Kategorie 1 dar. Die Ab-schaltverzögerung lässt sich hier für je-den Ausgang separat parametrieren. Tritt nun zum Beispiel eine fehlerhafte Kom-munikation über eine Datenlichtschranke auf und ist der Datenaustausch im Netz-werk deshalb unterbrochen, steht die eingestellte Verzögerung weiterhin zur Verfügung. Werden die Profisafe-Module unter einer sicheren S7-SPS eingesetzt, erfolgt die Parametrierung direkt im Pro-

grammiersystem der Steuerung. Die Pa-rameter sind dabei nicht lokal auf dem sicheren E/A-Modul, sondern direkt in der SPS gespeichert. Zur Parametrierung des Profi safe-Moduls werden die festge-legten Größen bei jedem Zuschalten der Spannung oder einem Reset automatisch von der sicheren Steuerung auf das siche-re Modul geschrieben. Im Fall eines Gerä-tetausches muss der Anwender die neue Safety-Komponente also nicht paramet-rieren, sondern lediglich die korrekte Pro-fisafe-Adresse (F-Adresse) über einen auf dem Gerät angebrachten zwölfpoligen DIP-Schalter einstellen.

Weiterleitung von Störungen an die VisualisierungDamit der Hersteller seine Maschine oder Anlage zu wettbewerbsfähigen Preisen anbieten kann, muss sie produktiv, folg-lich ohne ungeplante Unterbrechungen arbeiten. Zur Sicherstellung einer solch hohen Verfügbarkeit ist der sicherheitsge-richtete Prozess jedoch nicht isoliert zu be-trachten. Steht die Anwendung still, weil beispielsweise ein Draht gebrochen oder ein Mitarbeiter in das Lichtgitter getreten ist, muss diese Information sofort an die Visualisierung weitergeleitet werden. Die-se zeigt dem Anwender neben dem Fehler auch einen Hinweis zur schnellen Behe-bung der Störung an. Ferner müssen die übrigen Maschinen- und Anlagenteile auf das Störereignis reagieren können, sodass die Produktion nach der Freigabe mög-lichst schnell wieder anläuft.

Um sichere und Standard-Daten über eine Busleitung zu übertragen, wird das Profisafe-Protokoll über einen „Black Channel“ zwischen der sicheren Steue-rung und den sicheren E/A-Komponen-ten ausgetauscht. Zu diesem Zweck sind die Sicherheitstelegramme mit ihren ei-genständigen Sicherheitsmechanismen in ein Standard-Telegramm des Profinet- oder Profibus-DP-Systems eingebettet und werden erst im jeweiligen Safety-Modul entpackt. Denn je nach genutztem Bus-Interface lassen sich die Profisafe-Geräte entweder in einem Profinet- oder Profibus-DP-System im Mischbetrieb mit nicht-sicheren Teilnehmern verwenden.

Fazit: Vollkommene Sicherheit ist auch mit innovativer Technik nicht erreichbar. Durch gezielte Maßnahmen lässt sich das Restrisiko allerdings auf ein vertretbares Maß reduzieren – ohne die Verfügbarkeit der Maschine/Anlage zu beeinträchtigen.

Dies vor dem Hintergrund, weil häufige Ausfälle und lange Stillstandzeiten unwei-gerlich zu einer Manipulation der Sicher-heitseinrichtung durch den Maschinen-bediener führen, damit er die geforderten Stückzahlen erzielt. Mit den in jede Axio-line-F-Station integrierbaren Profisafe-Mo-dulen ist deshalb eine wirtschaftliche Safe-ty-Lösung erhältlich, die die Verfügbarkeit der Applikation aufgrund eines ausgefeil-ten Diagnosekonzepts erhöht. r t

Dipl.-Ing. (FH) Lutz Rahlves arbeitet im Produktmarketing Safety bei der Phoenix Contact Electronics GmbH in Bad Pyrmont.

Bild 2: Modularer Aufbau einer E/A-Station mit Profi-safe-Modulen.

Bild 3: Durch Verwendung der Push-in-Technologie reduziert sich die Installationszeit pro Modul.

Bild 4: Schnittstelle für die schnelle und einfache Diagnose.Bilder: Phoenix Contact

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