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© iStockphoto (AttaBoyLuther, jangeltun, ZU_09, bagiuiani, ihorzigor)
Industrie 4.0 im Werkzeug- und Formenbau Potentiale erkennen und nutzen
Industrielle Revolution
Deutschland ist als „Fabrikausrüster der Welt“
einer der konkurrenzfähigsten Industriestandorte
weltweit. Um die Zukunft des Fertigungsstandortes
und damit Wettbewerbsfähigkeit, Wohlstand und
Beschäftigung zu sichern, steht der Werkzeug- und
Formenbau vor einem entscheidenden Umbruch.
Nach Mechanisierung, Elektrifizierung und Infor-
matisierung läutet nun das „Internet der Dinge und
Dienste“ das Zeitalter „Industrie 4.0“ ein. In der
vierten industriellen Revolution werden sich nun
Maschinen, Förder- und Lagersysteme, Roboter
und Betriebsmittel miteinander vernetzen. Diese
tauschen Informationen aus, organisieren und
steuern sich situativ selbständig. Menschen, Ma-
schinen und System sind nun permanent miteinan-
der verbunden und kommunizieren in Echtzeit.
Damit ändern sich Abläufe und Arbeitsweisen in
der Fertigung und im gesamten Unternehmen
fundamental.
Produkte und Prozesse
Produkte sind zu jeder Zeit eindeutig identifizier-
und lokalisierbar. Diese besitzen eine komplette
Historie, den aktuellen Zustand und die Abläufe
zum Zielzustand. Die komplette Wertschöpfungs-
kette im Unternehmen, aber auch an den Schnitt-
stellen zu Kunden, Partnern und Lieferanten ist
miteinander verzahnt.
Eine mobile Kommunikation, intelligente Objekte
und Sensorik ermöglichen es, dass auf Ereignisse
zukünftig ad-hoc, dezentral und in Echtzeit ent-
schieden wird. Somit werden Abläufe im Unter-
nehmen transparent und zeichnen sich durch eine
hohe Flexibilität aus. Das ist eine Voraussetzung,
um individuelle Kundenwünsche wirtschaftlich und
wettbewerbsfähig zu produzieren.
Elektrodenfertigung 4.0
Im nachfolgenden Szenario wird anhand der Elekt-
rodenfertigung kurz angerissen, wie Abläufe im
Zeitalter von Industrie 4.0 aussehen könnten. Die
HSC Fräsmaschine ist gerade mit dem Fräsen der
Graphitelektrode fertig. Die Werkzeugmaschine
meldet die Fertigstellung an das zentrale Ferti-
gungsleitsystem von CERTA. Der EROWA Roboter
erhält nun den Auftrag, die Elektrode von der
Werkzeugmaschine abzuholen und zum nächsten
Prozessschritt, dem Messen der Versatzdaten an
der EROWA Messmaschine, zu bringen. Der Robo-
ter positioniert die Elektrode im EROWA Spannfut-
ter und meldet dem Fertigungsleitsystem zurück,
das mit dem Messen begonnen werden kann. Das
Fertigungsleitsystem hat das NC-Programm erstellt,
überträgt es nun an die Messmaschine und startet
den Messvorgang, um die Versatzdaten der Elekt-
rode zu ermitteln.
Die Messergebnisse werden protokolliert und an
das Fertigungsleitsystem zurückgegeben. Dieses
stellt nun fest, dass sich die Daten außerhalb der
Toleranz befinden. Das Fertigungsleitsystem ent-
scheidet in diesem Fall, dass die Elektrode neu
gefertigt werden muss.
Dazu stimmt sich das System mit der PPS-
Anwendung ab, um den nächstmöglichen Zeitpunkt
für die erneute Fertigung zu definieren. Da die
Neufertigung der Elektrode eine Terminverschie-
bung des kompletten Auftrages zur Folge hat, wird
das CRM-System beauftragt, den Kunden entspre-
chend zu informieren. Des Weiteren findet eine
Prüfung statt, ob sich im Lager noch ausreichend
Graphitrohlinge in den notwendigen Abmaßen
befinden.
Der beauftragte Roboter bringt die Elektrode zum
Montageplatz und montiert den Rohling in den
Elektrodenhalter. Aufgrund der Wartezeit bringt
der Roboter die Elektrode ins Magazin. Zum defi-
nierten Termin holt der Roboter die Elektrode aus
dem Magazin und transportiert diese zur Werk-
zeugmaschine. Die Werkzeugmaschine erhält er-
neut das NC-Programm automatisch vom Ferti-
gungsleitsystem zur Verfügung gestellt. Nach der
erfolgreichen Fertigung, dem Transport zur Mess-
maschine und dem anschließenden Messen sind
nun alle IST-Daten innerhalb der seitens der Kon-
struktion festgelegten Toleranzen. Das Messpro-
gramm meldet die Fertigstellung des Prozessschrit-
tes inklusive dem Senden der Messdaten an das
Fertigungsleitsystem. Die Elektrode wird nun vom
Roboter abgeholt, zum Magazin transportiert und
wartet auf den nächsten Prozessschritt, das Erodie-
ren.
Ausblick
Das gerade beschriebene Szenario wirkt unter
Umständen futuristisch. Aber es soll den Weg auf-
zeigen, in welche Richtung Industrie 4.0 gehen
kann. Teilweise sind solche Szenarien heute bereits
Realität. Industrie 4.0 ist aber kein Thema, das man
per Knopfdruck einschalten kann. Vielmehr ist es
eine Aneinanderreihung vieler kleiner, evolutionä-
rer Schritte. Die Ergebnisse, die wir in zehn bis
zwanzig Jahren, verglichen mit dem aktuellen
Stand heute, sehen werden, werden aber revoluti-
onär sein. Viele Werkzeug- und Formenbauer ha-
ben heute bereits in ein zentrales Fertigungsleitsys-
tem und in Roboter zur Automatisierung investiert.
Andere Unternehmen haben diesen Schritt noch
nicht vollzogen und müssen hier nachziehen. Es
muss aber auch ein Bewusstsein dafür geschaffen
werden, dass Industrie 4.0 sich nicht nur auf die
Fertigung bezieht. Die digitale Transformation
betrifft Prozesse und IT-Systeme im gesamten
Unternehmen. Von daher ist es eine strategische
Aufgabe der Geschäftsführung, aus der richtigen
Zukunftsstrategie die entsprechenden Maßnahmen
abzuleiten.
Potential
Industrie 4.0 bietet dem Werkzeug- und Formen-
bau große Chancen, Prozesse weiter zu automati-
sieren um auf individuelle Wünsche noch flexibler
reagieren zu können. Mit der Umsetzung von In-
dustrie 4.0 wird sich die Produktivität nachhaltig
verbessern und damit die Profitabilität spürbar
erhöhen. Der Branchenverband BITKOM spricht
von möglichen Produktivitätszuwächsen von bis zu
30%. Wie bei jeder der vorherigen Revolutionen
wird es Vorbehalte geben. Zu jeder Zeit gab es
Bedenken, dass Mitarbeiter nicht mehr benötigt
werden, was sich aber als Trugschluss herausge-
stellt hat. Sicher ist, dass die Mitarbeiter von teil-
weise monotonen, körperlich anstrengenden Rou-
tinetätigkeiten befreit und für kreative und wert-
schöpfende Tätigkeiten eingesetzt werden, damit
diese Ihre vollen Denk- und assoziativen Fähigkei-
ten dem Unternehmen zur Verfügung stellen kön-
nen.
Sicher ist aber auch, dass das neue Arbeiten ein
neues Denken erfordert – sowohl beim Mitarbeiter
als auch beim Management. Selten ist es eine Fra-
ge der Technik als vielmehr eine der Kultur. Die
Umsetzung der vierten industriellen Revolution ist
die Voraussetzung, weiterhin wettbewerbsfähig zu
bleiben. Daher ist es nicht die Frage ob ein Unter-
nehmen diesen neuen Weg beschreitet, sondern
wann und wie.
Über CERTA
CERTA Systems GmbH ist ein mittelständisches
Software- und Prozessberatungsunternehmen und
eine 100% Tochter der EROWA Gruppe. Mit den
Lösungen und Services unterstützt CERTA die Kun-
den aus dem Bereich des Werkzeug- und Formen-
bau, Werkzeugmaschinen, Roboter und Software-
anwendungen zu integrieren und Prozesse zu au-
tomatisieren.
www.certa-systems.com
+49 911 935538-0
