Industrie 4.0 in der Praxis Durchgängige Prozesse mit TLM und NC Simulation

zur optimalen Maschinenauslastung

Expertenforum Mannlose Fertigung

16.06.2015 Liebherr Verzahntechnik Kempten

Thomas Mückethomas.muecke@tdmsystems.com

AgendaIndustrie 4.0 in der Praxis

Kurze Unternehmens-vorstellung

Industrie 4.0 Realisierung am KIT

Notwendigkeit von sicheren Prozessen

Ganzheitliche Prozessketten-betrachtung

innerhalb des Sandvik KonzernsTDM Systems

Sandvik Machining Solutions

Kunden

Kompetenzzentrum für Werkzeugdatenverwaltung

Funktionen: Integrationen von TDM im ProzessGenerelle Integrationen

Die Spezialisten für ProduktivitätssteigerungTDM Systems – Überblick

� Weiterentwicklung der TDM-Software im Hinblick auf Industrie 4.0

� TDM-TLM ist die übergreifendeIT-Strategie für die Handhabung von Werkzeugenin produzierenden Unternehmen

� Das Werkzeug als Produktivitätsfaktor im Fokus

� TDM-TLM ist ein wesentlicher Bestandteil für die Digitalisierung der Prozesse

Integrationen / Szenario

Konstruktion

NC-Erstellung

Simulation

DNC

Virtuelle Welt

Planung

Reale Welt

Fertigung

Produktions-technischer

Ablauf

Technischer Ablauf

CAD / CAM

Kundenauftrag

Fertigungsauftrag

BDE / MDE

Betriebsw. Ablauf

ERP / PPS

Horizontale Integration

Quelle : ABB Ltd

VideoVertikale Integration

Verbesserungsprozess bei technischen und betriebsw. AbläufenWas bringt uns das?

Reduzierung

� Rüstzeit

� Kapitalbindung

� Maschinenstillstände

Vermeidung

� mehrfache Datenpflegen

� Daten-Redundanzen

Technische Optimierung

� Schnittwerte

� Rückführung von Produktverbesserungen an der Maschine

Beispiel

Produktkosten werden maßgeblich durch die Konstruktion beeinflusstProduktkosten

Quelle: Dissertation Dipl.-Wi.-Ing. Gunter Meier 2011 / KIT-IMI

Gesamtkosten

Selbstkosten =Herstellkosten +

Verwaltungs-/Vertriebskosten(ohne Produktentstehungskosten)

Herstellkosten =Materialkosten +Fertigungskosten

Produktentstehungskosten =Kosten für Produktentstehung

Kundensicht Technologiesicht

+

Allowable costs(Erlaubte Kosten):

aus Sicht des Kunden

Drifting costs(Standardkosten):

auf Basis der Technologie

Produktkosten werden maßgeblich durch die Konstruktion beeinflusstProduktkosten / Produktneuheiten

Quelle: Reiner Heimsoth

Konzeption und Realisierung einer standortübergreifende Konsolidierung

der Produktentwicklung durch eine konzernweite Integration

verschiedener ERP-Systeme mittels PDM, 2006

Quelle: VDMA

Kennzahlen zu Forschung und Innovation im Maschinenbau Mai 2014

in der Konstruktion mit Simus SystemsErmittlung Kosten / Arbeitsplan

3D - Geometrieanalyse

Technologiedaten

WerkzeugeMaschinen

Werkstoffe StundensätzeArbeitsplan

Kalkulation

CAD-System

ERP

CAMWorksAutom. NC-Programmierung

3D - Geometrieanalyse

Technologiedaten

WerkzeugeMaschinen

Werkstoffe StundensätzeNC-Programm

Werkzeug-informationen

CAM-System

Darstellung in Real-time Soll / IstMES-System

Messbare Ergebnisse, kann man optimieren- Einführung von KVP-Prozessen auf Basis der Maschinendaten

Optimierugs-potenzial

�

Ist-Menge

Geplante Menge

Ermittlung von OEEMES-System

2

3

4

1

Soll-Ist VergleichWurde das heutige Ziel erreicht?

Visualisierung / OEE Webbasierte OEE VisulisierungPerformance Auswertung

Signal-Normalisierung Generierung von einheitlichen Maschinenzuständen mittels

Status-Editor

Status-Editor

Maschinensteuerung/PLC Integration

TPM/KVPmit ERP Integration

OEE = overall equipment efficiency

Siemens 840D Siemens S5/S7 Heidenhain OPC/OPC-UA Fanuc Mazak

Horizontale Integration

Konstruktion

NC-Erstellung

Simulation

DNC

Virtuelle Welt

Planung

Reale Welt

Fertigung

Produktions-technischer

Ablauf

Technischer Ablauf

CAD / CAM

Kundenauftrag

Fertigungsauftrag

BDE / MDE

Betriebsw. Ablauf

ERP / PPS

Vernetzung in Verbindung mit Industrie 4.0Smart Factory

Auftragsdaten

Auftragsdaten

NC-Programme

Auftragsstatus

Wkz-Daten,TOA-Daten

Schnittwerte, BearbeitungszeitStandzeiten

DNC

Wkz-Daten

NC-Programme

Werkzeuglisten

Stammdaten Wkz

Nettobedarf Wkz

Rückmeldung

Tooloffset-Dateien (TOA)Solldaten

BeschaffungLagerbewegungWareneingangReparatur

Artikel-stamm

IstdatenMDE

BDE

Physisches Werkzeug vom Lager zum Voreinstellgerät

Wkz-Daten

Physisches Werkzeug vom Voreinstellgerät zur Maschine

Auftragsdaten

NC-Daten

Wkz-Daten

Auftragsdaten

Auftragsdaten

NC-Programme

Auftragsstatus

Wkz-Daten,TOA-Daten

Schnittwerte, Bearbeitungszeit

DNC

Wkz-Daten

NC-Programme

Werkzeuglisten

Stammdaten Wkz

Nettobedarf Wkz

Rückmeldung

Tooloffset-Dateien (TOA)Solldaten

BeschaffungLagerbewegungWareneingang

Reparatur

Material-stamm

IstdatenMDE

BDE

Physisches Werkzeug vom Lager zum Voreinstellgerät

Wkz-Daten

Physisches Werkzeug vom Voreinstellgerät zur Maschine

Vernetzung in Verbindung mit Industrie 4.0Smart Factory

Auftragsdaten

NC-Daten

Wkz-Daten

Auftragsdaten

Auftragsdaten

Auftragsstatus

Rückmeldung

MDE

BDE

Vernetzung in Verbindung mit Industrie 4.0Smart Factory

Auftragsdaten

NC-Daten

Wkz-Daten

NC-Programme

DNC

NC-Programme

Vernetzung in Verbindung mit Industrie 4.0Smart Factory

Auftragsdaten

NC-Daten

Wkz-Daten

Auftragsstatus

Wkz-Daten,TOA-Daten

Schnittwerte, Bearbeitungszeit

Wkz-Daten

Werkzeuglisten

Stammdaten Wkz

Nettobedarf Wkz Tooloffset-

DateienSolldaten

BeschaffungLagerbewegungWareneingang

Reparatur

Material-stamm

Istdaten

Wkz-Daten

Vernetzung in Verbindung mit Industrie 4.0Smart Factory

Auftragsdaten

NC-Daten

Wkz-Daten

Realisierung Industrie 4.0 Collaboration LAB beim KITPartnerverbund

Stand März 2015

gemeinsamer Praxis-Tag mit Live-Demo am 23.06.2015 beim KIT

in Karlsruhe

Konzept beim KIT - Grundlage für eine effektive ProduktionVoraussetzungen für mannlose Fertigung

� Konstruktion

� fertigungsgerechte Bauteile

� Sicherstellung, dass die Bauteile auch kostengünstig hergestellt werden können

� NC-Programmierung

� Verwendung von praxiserprobten Schnittwerten

� Sichere und gute technologische Erfahrungswerte

� NC- Simulation

� Möglichkeit zur Simulation mit der realen Bestückung des Werkzeugmagazins

>> möglich aufgrund der Integrationen, wie im Gesamtkonzept dargestellt.

TDMWerkzeugliste

Tool Manager

Spezifischer STEP-File

VERICUT TDMAuswahl

Werkzeugliste

1

3

2Geometrieparameter &

Technologiedatender notwendigen Werkzeuge

autom. Umwandlung in internes Format

AblaufSimulation TDM - VERICUT

� Unterstützung aller gängigen Werkzeuge fürs Bohren, Fräsen und Drehen

VideoSimulation TDM - VERICUT

NC-Simulation mit realem Abbild der Steuerung

� Simulation auf Basis des NC-Programmes während der Planung

� Simulation auf Basis des NC-Programmes vor Produktionsstart

TDMWerkzeugliste

Keine Kollision

NC-Simulation

TDMWerkzeugliste

Kollision

NC-Simulation

Auslesen des aktuellen

Werkzeugmagazins

Voraussetzung für mannlose FertigungNotwendigkeit sicherer Prozesse

technische Sichtweise

betriebswirtschaftliche Sichtweise

Verknüpfung der o.g. ProzesseBereitstellung von Betriebsmitteln

Werkzeugen mit genügend Standzeiten

KonstruktionFertigungsgerecht

standardisierte Bauteilkonstruktion

NC-ProgrammierungZuverlässige praxisorient. SchnittwerteNC-Simulation mit realen Bedingungen

AuftragszentrumOptimierte Auftragseinplanung

produktionstechnische Sichtweise

FertigungProduktion auf geeigneten Maschine

zu durchgängigen Prozessen mit TLM und NC SimulationVielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

www.tdmsystems.com

thomas.muecke@tdmsystems.com