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AUFBAU UND OPTIMIERUNG IT-GESTÜTZTER PRODUK TIONSPROZESSE Industrie 4.0 | Internet der Dinge

Digitaler Zwillingim Zerspanungsprozess

Maschinensimulation mit Sinumerik

Liebe Leser,in der deutschen Werkzeugmaschinenindustrie läuft es derzeit erfreulicherweise rund. Dies untermauern auch die Geschäftszahlen für das zweite Quartal und das erste Halbjahr 2016, die der VDW – Verein Deut-scher Werkzeugmaschinenfabriken – veröffentlicht hat. So stieg im zweiten Quartal 2016 der Auftragsein-gang der deutschen Werkzeugmaschinenindustrie im Vergleich zum Vorjahreszeitraum um 16 Prozent. Die Inlandsbestellungen lagen sogar mit 19 Prozent im Plus und die Auslandsnachfrage wuchs um 14 Pro-zent. Auch im ersten Halbjahr legte der Auftragsein-gang mit 12 Prozent gegenüber dem Vorjahr kräftig zu. Während die Inlandsbestellungen um 10 Prozent stiegen, konnten auch die Orders aus dem Ausland um 13 Prozent zulegen.

Die Hersteller können damit zufrieden sein. Denn die Geschäfte in der Branche laufen deutlich besser, als zu Jahresbeginn erwartet. Bleibt zu hoffen, dass sich dieser Trend weiter fortsetzt. Die Chancen dafür stehen jedenfalls gut. Denn mit der AMB findet Mitte September eine für diesen Markt wichtige Fachmesse statt. Die Werkzeugmaschinenanbieter haben bereits im Vorfeld der Messe zahlreiche Neuheiten angekün-digt. Mehr dazu lesen Sie auf Seite 8 und in unserem Sonderteil auf den Seiten 17 bis 28.

Für die Branche der Werkzeugmaschinenhersteller ist das Thema Industrie 4.0 mit seinen digitalisierten Wertschöpfungsketten ein wichtiges Unterfangen für die Zukunft. Allerdings fehlt es derzeit an den so wichtigen Standards für die Vernetzung von Produk-tionsanlagen und Produktionsketten. Die digitalen Maschinen benötigen nämlich für eine reibungslose Kommunikation untereinander einen Schnittstellen-Standard. Jetzt kommt Bewegung in dieses Thema. Denn der VDW hat erstmals einen umfassenden und doch flexibel anwendbaren Standard formuliert, mit dem sich Roboter oder andere Werkstück-Träger-systeme einfacher in ein Fertigungssystem integrie-ren lassen. Dieser Standard soll in den kommenden Wochen auch dem zuständigen technischen Komitee der Internatio nalen Organisation für Standardisierung ISO vorgelegt werden. Das ist sicherlich ein erster Schritt in die richtige Richtung.

Rainer Trummer, Chefredakteur

Die Geschäfte laufen gut GFOS liefert die richtige MES-Lösung für eine e� ziente und transparente Produktion.

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AktuellNews aus der Branche 6

Messeschaufenster: AMB 2016Die Branche der Metallbearbeitung trifft sich in vollen Hallen 8

Titel: Digital Twin in der ZerspanungVirtueller NC-Kernel im Prozess sorgt für kollisionsfreie NC-Programme und hohe Prozess sicherheit 10

Werkzeuge stets paratVW stattet Fertigungslinie mit digitaler Werkzeugcodierung mittels RFID aus. Das System liefert wertvolle Daten 12

Mehr Transparenz für den ShopfloorDas Werkzeugmaschinenlabor der RWTH Aachen hat den Stand der Vernetzung im Werkzeugbau untersucht und drei Stell-schrauben identifiziert 14

SONDERTEIL WERKZEUGBAU Gemeinsam ans MaximumMMC Hitachi Tool, Delcam und Röders zeigen, was sich aus dem Zusammen-spiel von Werkzeug, Frässtrategie der CAM-Software, Maschine und Spindel herausholen lässt 18

Das ProduktivitätsplusDie Firma Speck Pumpen setzt auf automatisierte Werkzeug maschinen, um ihre Kapazitäten auszubauen 20

Die smarte MaschineInternet der Dinge, Industrie 4.0 und Fertigungsautomatisierung – wie bringt das der Maschinenbau zusammen? Ein Beispiel. 22

Der Zukunft vorausDie Technische Hochschule Wildau setzt auf innovative Ansätze in Sachen Fertigungstechnik – auch bei der Spanntechnik 24

Effizienz gesteigertDeutz braucht im Werk Herschbach viele Werkzeuge. Der Hersteller hat die Vielfalt intelligent reduziert 26

Spezialist für allesWie ein kleines Familienunternehmen in einen modernen und flexiblen „Maschinenpark investiert 28

Produktionsleistung fast verdoppeltMit Betriebsdatenerfassung (BDE) konnte die Harburg-Freudenberger Maschinenbau Produktions potentiale erschließen und den Output fast verdoppeln 29

Die Energiebilanz im GriffÜber das MES-Ziel hinaus, Daten für das Energiemanagement zu sammeln, kann die Analyse der Verbrauchsdaten weitere Ansätze zur Optimierung liefern 32

IoT – bin ich schon drin?„Hauptsache irgendetwas mit Industrie 4.0“, so kommt einem so manche Strategie zur digitalen Transformation vor. Dabei hängt manche Frucht tief 34

Vorausschauend Prozesse steuernPräzisionsdrehteil-Hersteller Sauter setzt auf eine integrierte ERP-Branchenlösung, um seine Anlagen und Prozesse voraus-schauend zu steuern 36

Der vernetzte MitarbeiterMenschen und Roboter werden in Zukunft enger zusammenarbeiten als je zuvor. Durch die Digitalisierung entstehen neue Berufsfelder 38

Richtig fremdgehenMuss eine exakte Kalkulation Fertigern vor-behalten sein? Nein, meinten die Einkäufer bei Brückner Maschinenbau und rechnen seitdem die Fremdvergaben selbst nach 40

Schweißroboter für mehr WachstumPaul Hafner setzt auf Roboterschweißtechnik von Panasonic – mit Erfolg 42

Viele Daten und weite, raue WegeSteckverbinder, die für raue Umgebungen in der Fabrik- und Prozessautomation besondere Anforderungen erfüllen 44

Vorschau, Impressum 47

Die AMB steht in den Startlöchern – die Hallen werden voll sein (Seite 8), und auch unser Heft strotzt vor Informationen aus der Werkzeug- und Werkzeugmaschinen-Branche – ab Seite 17 in unserem Sonderteil. Bild: Landesmesse Stuttgart

Manufacturing-Execution-Systeme haben sich zu wahren Tausendsassas entwickelt, was das Sammeln und Auswerten von Daten betrifft. Wozu das gut sein kann, zeigt ein Beispiel, in dem die Produktionsleistung nahezu verdoppelt werden konnte. Bild: Harburg-Freudenberger Maschinenbau

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Titelbild: Siemens

Echt oder virtuell? Völlig egal. An einem digitalen Zwilling, der seinen Namen verdient, verhält sich die virtuelle Werkzeugmaschine eins zu eins wie die reale. Die Lösung der Siemens-Division Digital Factory arbeitet mit einem mechatronisch komplett fertig konstruierten, kinematisierten Maschinenmodell, bei dem alle Komponenteneigenschaften und -funktionen bekannt sind und das an entscheidenden Stellen mit

Original-Hardware ausgerüstet ist. Die wesentlichen Bestandteile, die das ermöglichen: der „Mechatronics Concept Designer“ von Siemens PLM Software, die Simulationssoftware „Simit“ mit der Simulation Unit (dem Nachfolgegerät der Simba-Box), als Original-Hardware die NCU sowie die Sinumerik-Bedienoberfläche. So kann der Hersteller mit wenigen Mausklicks eine voll funktionstüchtige Maschine erstellen und virtuell in Betrieb nehmen. Und der Abnehmer kann an dieser virtuellen Maschine seine Mitarbeiter schulen, Programme erstellen und wirklichkeitsgetreu simulieren.

Kontakt:Siemens AGDigital Factory Division / Motion ControlFrauenauracher Straße 80, D-91056 ErlangenTel.: +49 (0)800-2255336contact@siemens.comwww.siemens.com

Redaktionell erwähnte Firmen und InstitutionenAbas [S. 6], Accenture [S.38], AMF [S. 24], Balluff [S. 12], Brückner Maschinenbau [S. 40], Chiron-Werke [S. 10], Delcam [S. 18], Deutz [S. 26], DMG Mori [S. 20], Dualis IT Solution [S. 6], EMAG [S. 22], G-Tech CNC [S. 28], Gewatec [S. 36], Gfos [S. 32], K. Fischer [S. 6], Haas [S. 28], Harburg-Freudenberger Maschinenbau [S. 29], HSi [S. 40], Landesmesse Stuttgart [S. 6, 8], Messe Luzern [S. 7], MMC Hitachi Tool [S. 18], MPDV Mikrolab [S. 6], P4 Software & Consulting [S. 6], Panasonic Robot & Welding Systems [S. 7, 42], Paul Hafner [S. 42], Phoenix Contact [S. 44], Proxia [S. 29], Röders [S. 18], RWTH Aachen [S. 14], SAP [S. 34], Sauter [S. 36], Siemens Digital Factory Division [S. 10], Speck Pumpen [S. 20], Technische Hochschule Wildau [S. 24], Trebing+Himstedt [S. 34], Volkswagen [S. 12], Walter AG [S. 26], Weidmüller [S. 6].

I N H A LT

2.500.000 Meter Schweißdraht werden täglich durch den Drahtvor-schub der Panasonic-Schweißroboter beim Werkzeugbauer Paul Hafner geführt. Welche Erfahrungen das Unternehmen mit den au-tomatisierten Schweißern gemacht hat. Bild: Panasonic Robot & Welding

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W E N N E S um Produkte der Zukunft geht, dann ist oft die Technische Hoch-schule Wildau (FH) ganz vorne mit dabei. Am Labor für Kunststofftechnik von Pro-fessor Foitzik entstehen Prototypen und Miniserien kleiner und kleinster Kunst-stoffteile lange bevor sie zu Serienpro-dukten werden, etwa für den medizin-technischen Bereich oder für die Bereiche Zahnmedizin sowie Biotechnologie und andere Branchen. Bei der Herstellung der Formen und Werkzeuge sorgt ein Null-punktspannsystem von AMF für größt-mögliche Flexibilität bei engen Toleran-zen. So gelingt der Wechsel zwischen zwei Fräszentren mit unglaublicher Genau-igkeit. Neben schwäbischer Ingenieurs-kunst steckt dahinter auch ein Geheimnis.

„Wenn wir für ein KMU einen Prototy-pen oder ein Vorserienteil herstellen, geht es nicht immer nur um ein zukünftiges Produkt, sondern manchmal auch um die Zukunft des Unternehmens“, erklärt Stef-fen Zinn, von der Technischen Fachhoch-schule in Wildau nahe Berlin. Auf einer Demag-Spritzgießmaschine und auf zwei

Babyplast-Mikrospritzgießanlagen ent-stehen Prototypen und Miniserien kleiner und kleinster Kunststoffteile aus Thermo-plasten. Für die Herstellung der Werkzeu-ge und Formen, die auch hier konstruiert werden, betreibt die Fachhochschule eine generalüberholte DMG-Fräsmaschine, die mit Glasmaßstäben für größte Genau-igkeit und einer zusätzlichen Hochge-schwindigkeitsspindel ausgestattet wur-de sowie ein Mikrobearbeitungszentrum höchster Präzision (MMP 2522 von Kern).

Mit einem Nullpunktspannsystem, das sich im Wechsel auf beiden Maschinen einsetzen lässt, sollten die Rüstvorgänge optimiert werden. An die Besonderheiten des Instituts sowie an die Genauigkeit gab es dabei anspruchsvolle Anforderungen. Da wollten nicht alle Anbieter mitmachen.

Idee, Prototyp, ProduktUnterstützt werden Professor Foitzik und Projektkoordinator Zinn von 20 weiteren Mitarbeitern. Deren Stellen finanziert der Bund mit Fördermitteln für Projekte der Kunden, die die KMUs und die Hochschu-le für eine Förderung einreichen können. Bei Genehmigung entsteht eine Projekt-partnerschaft. So hat jüngst ein mittel-ständisches Unternehmen Musterteile ei-ner Projektidee herstellen lassen, die auf einer Messe gezeigt wurden. Als die Be-stellungen während und nach der Messe eingehen, kann das Unternehmen das Se-rienwerkzeug herstellen und produzieren.

„Für die Herstellung des Protypen-werkzeugs und der Musterteile waren der finanzielle Einsatz und das Risiko zu hoch“, erzählt Koordinator Zinn. „Gleich-wohl war das medizintechnische Produkt hochinteressant und förderungswürdig. Und unser Institut hatte ein zukunftsfähi-ges Praxisprojekt.“

Um die Formwerkzeuge nach dem Schruppen auf der DMG ohne große Rüst-zeiten auf der Kern zur Mikrobearbeitung aufzuspannen, sollte das Nullpunktspann-system einige Voraussetzungen erfüllen: Die Bauhöhe musste so gering wie mög-lich sein, da die Kern Micro bauartbedingt lediglich 128 Millimeter Gesamthöhe für Spannsystem und Werkstück zulässt. Zu-gleich sollte die Grundplatte mit 140 mal 140 Millimeter auch genügend Platz bie-ten, um größere Werkstücke vollständig aufnehmen zu können. Das System sollte einfach zu handhaben sein und problem-los zwischen beiden Maschinen gewech-selt werden können. Dabei sollte die Wie-derholgenauigkeit unter 3 Mikrometer liegen. Viele Anbieter hatten zwar Platten mit 70 mal 70 Millimetern im Sortiment aber Zinn wollte größere Werkstücke we-gen möglicherweise auftretender Schwin-gungen auf keinen Fall überstehen lassen.

Für AMF findet Zinn lobende Worte: „ Herr Schmeil als Außendienstmitarbei-ter und das komplette Team von AMF gingen als einzige auf unsere Wünsche ein und lieferten eine hervorragende Lösung, die genau auf unseren Bedarf ausgerichtet war.“

Flach mit hohen SpannkräftenNach Erstellung eines umfangreichen Lastenhefts ist seit Herbst 2014 die neue Nullpunktspanntechnik im Einsatz. Sie besteht aus einer Standard-Grundplatte für die DMG-Maschine mit vier AMF-Null-punktspannmodulen K 10.2. Mit 112 Mil-limetern Durchmesser verfügt dieses Mo-dul über eine große Auflagefläche und ist unempfindlich gegenüber bei der Bear-beitung entstehenden Seiten- oder Zug-kräften. Es spannt mit 25 Kilonewton und kann bei der Zerspanung hohe Kippmo-

Der Zukunft vorausMittelständler tun sich oft schwer, die nötigen Innovationen zum neuen

Produkt zu stemmen. Da hilft ein Partner, der im Entwicklungsprozess

mitdenkt, so einer wie die Technische Hochschule Wildau, die auch in

Sachen Fertigungstechnik, interessante Ansätze zu bieten hat.

V O N J Ü R G E N F Ö R S T E R

S PA N N S Y S T E M E

Uwe Schmeil von AMF (rechts) und Stefan Zinn von der TU Wildau führen ihre gute Zusammenarbeit auch auf gute ‚Chemie’ zurück. Bilder: AMF

Bei der Herstellung der Formen und Werk-zeuge an der TH Wildau sorgt ein Nullpunkt-spannsystem von AMF für größtmögliche Flexibilität bei engen Toleranzen.

S PA N N S Y S T E M E

mente aufnehmen. Die Lösung ermög-licht hohe Präzision und Maßgenauigkeit auch bei großen Zerspanungskräften. „Ideal für die Schrupparbeiten, die wir auf der DMG fahren“, kommentiert Zinn.

Mit nur 22 Millimetern Einbautiefe baut das Spannmodul extrem flach. So kann die Grundplatte ebenfalls sehr dünn ge-halten werden und der Aufbau auf dem Maschinentisch lässt viel Platz nach oben. „Uns ist kein Nullpunkt-Spannsystem bekannt, das bei gleichen Eigenschaf-ten flacher baut“, erklärt Außendienstler Schmeil. Die Module bieten einen siche-ren, vibrationshemmenden Sitz von Werk-stück oder Wechselpalette, die über die AMF-Spannnippeltechnik gespannt wer-den. Der Referenzpunkt bleibt in der Mit-te und Temperaturschwankungen sowie Materialausdehnungen werden durch ein intelligentes System ausgeglichen. Die Technologie, die dahinter steckt, will man bei AMF jedoch nicht preisgeben.

Genauer als gefordertAuf der Grundplatte sitzt eine Sonder-platte mit vier AMF-Nullpunktspannmo-dulen K 5, auf der ein kleiner und kräf-tiger aber zugleich niedrig bauender Spannstock verschraubt ist. Sie ist mit

nur 23 Millimetern Gesamtbauhöhe ex-trem flach. Trotz einer Höhe von ledig-lich 5 Millimetern, bringen diese Module 13 Kilonewton Spannkraft auf, bei einem Einschraub-Durchmesser von M45. Im Viererverbund spannen sie folglich die Werkstücke mit 52 Kilonewton. Die Son-derplatte mit Spannstock kann nun ein-fach zwischen beiden Fräsmaschinen hin-und-her gewechselt werden.

Beim Wechsel von der DMG-Maschine auf die Kern hat Zinn mit dem eingebauten Renishaw-System eine Wiederholgenauig-keit von sagenhaft niedrigen 1,3 Mikrome-tern. „Das hat uns sehr beeindruckt, ist es doch viel genauer als wir gefordert hat-ten.“, kommentiert Zinn. Wenn Prozesse oder Teiletoleranzen noch anspruchsvoller sind und beispielsweise der kleine Fräser mit nur 40 Mikrometern Durchmesser ein-gesetzt wird, erreichen die Wildauer sogar Maßhaltigkeiten von einem Mikrometer. Dazu lässt Zinn den Aufbau nach dem Ein-richten auf der Kern Micro in dem klimati-sierten Raum sich auch schon mal 24 Stun-den akklimatisieren. Die Ergebnisse der Bearbeitung werden mit einem Keyence-Mikroskop gemessen. „Wenn es noch ge-nauer sein muss, können wir hier an der TH auch auf ein Rasterelektronenmikroskop zugreifen“, erklärt Zinn.

Atmosphäre für optimale LösungenAm Institut freut man sich bereits auf das nächste Projekt: Es geht um Hartmetall-werkzeuge, die ein Hersteller von Spritz-gießteilen selbst nicht fertigen kann. In Wildau hat man bereits Hartmetall mit 56 HRC und sogar 90 HRA bearbeitet. Zinn, der die konstruktiven Lösungen für die Werkzeuge und Formen entwickelt und sich als ‚lösungsgeil’ bezeichnet, erklärt mit leuchtenden Augen: „Mit unserer Erfah-rung und dem Nullpunktspannsystem von AMF sind wir auf die Ergebnisse gespannt.“

Dass die Zusammenarbeit so gut klappt, führen beide auch auf die ‚Che-mie’ zurück, die stimmt. Schmeil fasst es abschließend zusammen: „Wir sind hier im Labor für Kunststofftechnik der TH Wildau auf offene Menschen getroffen. Da bereitet es besonders Freude, die in-dividuell passenden Kundenlösungen zu finden, die nicht im Standardregal lie-gen“. Ein Rezept mit dem man hofft, der Zukunft voraus zu sein. jbi

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Auf der Grundplatte sitzt eine Sonderplatte mit vier AMF-Nullpunktspannmodulen K 5.

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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 ( M E S )

Was Karl-Heinz Linke auf den Punkt bringt, führen seine Mitarbeiterinnen Ilona Klur und Uschi Klein weiter aus. Sie sind gemeinsam für die Koordination der Produktion zuständig und hatten den Auftrag als Projektleitung, die automati-sierte Betriebsdatenerfassung einzufüh-ren: „Die Mitarbeiter mussten die Lohn-scheine in der Fertigung stets von Hand auf Papier ausfüllen. Anschließend wur-den sie manuell in ein Datenerfassungs-system eingegeben. Das hat viel Zeit ge-kostet. Als wir die Daten dann endlich hatten, waren sie schon wieder veraltet. Unsere Meister waren dafür zuständig, dass Material und Papiere für die nächs-ten 24 Stunden am Arbeitsplatz waren. Das hat natürlich auch wesentliche Res-sourcen gebunden, die man woanders sinnvoller einsetzen kann.“

Aktuelle Arbeitsfortschritte Besonders der Faktor Zeit war stets knapp und daher wünschte man sich, dass alle Daten zu jeder Zeit online abruf-bar bereitstanden. Genau das leistet heu-te die BDE-Lösung von Proxia. Sie greift die Betriebsdaten an ihrem Entstehungs-ort ab und übermittelt sie auftragsbezo-gen an das ERP-System SAP. Auf einem Zeitstrahl können die Verantwortlichen in der Produktion den aktuellen Fort-

D E N U M S AT Z innerhalb von drei Jah-ren nahezu verdoppeln – welcher Vor-stand oder Anteilseigner bekommt bei solchen Aussichten nicht glänzende Au-gen? Der Harburg-Freudenberger Ma-schinenbau GmbH ist dies gelungen. Sie konnte ihren Umsatz von weniger als 60 Millionen Euro im Jahr 2010 auf rund 100 Millionen. Euro im Jahr 2013 steigern. Dazu haben eine kluge Konzernstrategie, innovative Produkte und Investitionen in moderne Anlagen und in die IT-Infrastruk-tur entscheidend beigetragen. Der nach-haltige Erfolg kam nicht von ungefähr, sondern ist Ergebnis von Engagement, Leidenschaft und intelligenter Unterneh-mensführung. Die Geschichte des Maschi-nenbau-Unternehmens geht zurück bis in die zweite Hälfte des 20. Jahrhunderts, als am Standort Freudenberg erstmals Knet-maschinen für die Gummiverarbeitung entwickelt und gebaut wurden. Durch kontinuierliche Innovationen, aber vor al-lem durch ihre breite Funktionalität und Langlebigkeit erlangten die Maschinen und Anlagen schon nach wenigen Jahren einen guten Ruf, der weit über die Gren-zen Deutschlands hinausreichte.

Bewältigung des schnell ansteigenden AuftragseingangsIm Jahr 2005 erwarb die L. Possehl & Co. mbH den Hersteller. Um das erfolgrei-che Mischer-Geschäft zu stärken, wurden in den Folgejahren zwei weitere Unter-nehmen akquiriert. So bildet heute die Harburg-Freudenberger Maschinenbau mit Standort in Freudenberg gemein-sam mit der Pomini Rubber & Plastics Srl in Mailand und der US-amerikanischen Farrel-Gruppe die HF-Mixing Group. Die

neu geschaffene Unternehmensgruppe ist damit weltweit mit Service- und Fer-tigungsstandorten präsent. Sie ist außer-dem in der Lage ihren Kunden durch-gängige Komplettlösungen anzubieten: von Forschung & Entwicklung, Konstruk-tion, Fertigung und Montage über die Steuerungstechnik und den verfahrens-technischen Teil, Installation bis hin zum 24/7-Service, Schulung und After-Sales-Support. Dieser Anspruch und der Erfolg der letzten Jahre haben das Unterneh-men vor gewaltige Aufgaben gestellt, wie der Produktionsleiter Karl-Heinz Linke be-tont: „Für uns war es die größte Herausfor-derung, mit dem schnellen und starken Auftragseingang fertig zu werden.“

Um dieses Ziel zu erreichen, verfolgte die Konzernleitung zwei Strategien: Das Portfolio der HF-Mixing Group wurde neu definiert. Heute konzentriert sich je-der Standort auf das Produkt, für das er die größte Kompetenz und Erfahrung be-sitzt. An allen Standorten findet zudem eine Neudefinition der Wertschöpfungs-kette auf das somit eingeengte Produkt-portfolio statt. Am Standort Freudenberg hat die Harburg-Freudenberger Maschi-nenbau GmbH ein leistungsfähiges Sys-tem zur Betriebsdatenerfassung (BDE) eingeführt. Seit Mai 2011 unterstützt das BDE-Modul von PROXIA die Prozesse bei dem Maschinenbauunternehmen. Der Produktionsleiter weiter: „Gott sei Dank haben wir dieses Thema zur rechten Zeit angepackt. Die Erfahrungen im Wachs-tum haben uns gezeigt, dass wir ein-fach ein System benötigen, das uns hilft, transparenter zu werden und die Nut-zung der Ressourcen dem gestiegenen Anspruch anzupassen“.

Produktionsleistung nahezu verdoppeltMit einer modernen Software für die Betriebsdatenerfassung (BDE)

konnte die Harburg-Freudenberger Maschinenbau neue Produktions-

potenziale erschließen und zugleich den Output fast verdoppeln.

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schritt einzelner Arbeitsgänge ablesen. Besonders wenn es zu Verzögerungen kommt, sehen die Meister sofort, wo es hakt, und können eingreifen, um einem Terminverzug möglichst rechtzeitig ent-gegenzuwirken. Das war auch der Grund, warum sich der Produktionsleiter für das System entschieden hat. Für Uschi Klein und Ilona Klur als Projektteam bestand ein wesentlicher Teil der Einführung da-rin, die Mitarbeiter mit der neuen BDE-Software vertraut zu machen.

„Bei der Einführungsstrategie war es dem Projektteam ganz besonders wich-tig, der Belegschaft im Rahmen von Workshops die Software vorzustellen und so Bedenken abzubauen“, erklärt

Jürgen Döring, Vertriebsleiter West bei Proxia. Die positive Resonanz und hohe Akzeptanz der Mitarbeiter in der Arbeit mit dem System sorgte für eine reibungs-lose Einführungsphase. „Rundum eine positive Atmosphäre und zum Abschluss stießen wir gemeinsam mit allen Mit-arbeiten auf das gelungene Projekt mit Sekt an, alkoholfrei versteht sich“, berich-tet Uschi Klein. „In erster Linie wollten wir unseren Mitarbeitern vor allem die Ängs-te vor einer zu starken Kontrolle nehmen. Selbst wenn Vorgabezeiten nicht einge-halten worden sind, sollen die Mitarbei-ter das melden. Und wir analysieren das. Auch vorher haben wir diese Daten erho-ben, nur jetzt mit dem System geht das alles sehr viel schneller, quasi in Echt-zeit, und wir können dementsprechend schnell auch Maßnahmen ergreifen.“

Verbesserungen durch Einbinden der MitarbeiterKarl-Heinz Linke betont ausdrücklich, dass die Software von Proxia nicht zur Überwachung der Mitarbeiter eingesetzt wird: „Das steht auch so in der Betriebs-vereinbarung und außerdem hat un-ser Betriebsrat da ein wachsames Auge drauf.“ Nachdem bekannt wurde, dass ein BDE-System eingeführt werden soll-te, hat sich dieser vom Betriebsrat eines anderen Unternehmens, das bereits die Proxia-Software einsetzt, über die Erfah-rungen mit dem System berichten las-sen. Hinterher waren die Bedenken hin-sichtlich Kontrolle und Überwachung entkräftet. Da das Projektteam die Be-legschaft frühzeitig mit ins Boot nahm, wurde das System von den Mitarbeitern nicht nur angenommen, sondern auch gleich proaktiv genutzt. „Wir haben den Mitarbeitern die Möglichkeit gegeben, einen Kommentar in einem Textfeld ein-zufügen, und zu unserer großen Überra-

schung machen sie von dieser Möglich-keit rege Gebrauch und geben uns so viele Verbesserungsvorschläge, dass wir mit der Umsetzung dieser kaum nach-kommen“, berichtet Ilona Klur.

Die einfache und intuitive Bedienung hat ebenfalls zur hohen Akzeptanz durch die Anwender beigetragen. Und hier erlebte das Projektteam eine weitere Überraschung: Am Anfang kam die Be-fürchtung auf, dass gerade ältere Mitar-beiter Probleme mit dem System haben würden. „Wir haben hier Mitarbeiter, die noch nie einen Tablet-PC verwendet ha-ben und auch privat keine Smartphones nutzen“, erläutert Ilona Klur, „aber beson-ders die älteren Mitarbeiter waren sehr offen für das System und für die Termi-nals. Sie haben wirklich gut mitgearbei-tet, gerade auch, was das Anlegen der Hilfslohnzeiten betrifft.“ Unter dem Be-griff „Hilfslohnzeiten“ werden unproduk-tive Zeiten verstanden, in denen eine be-stimmte Ressource nicht produktiv ist. Mithilfe des BDE-Systems lassen sich nun die Gründe erfassen und schnell analy-sieren, was besonders bei den teuren Maschinen ein gewichtiges Argument ist. „Die Möglichkeit, verschiedene Hilfs-lohnarten für jeden Arbeitsplatz anzule-gen, war wirklich Gold wert. Und dann sind die Mitarbeiter von sich aus auf uns mit weiteren Ideen und Anregungen zu-gekommen. Es hat richtig Spaß gemacht, das System einzuführen“, so Ilona Klur.

Seit Mitte 2011 ist die Fertigung mit der Proxia-Software und Terminals ver-netzt. Durch das BDE-System hat sich die Transparenz enorm verbessert. Ilona Klur zeigt sich äußerst zufrieden über die Er-gebnisse: „Wenn die Meister morgens zur Arbeit kommen, können sie am Zeitstrahl ablesen, was in der Nachtschicht passiert

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Proxia BDE im Einsatz bei Harburg-Freudenberger MaschinenbauDie Aufgabenstellung:• Unterstützung bei der Bewältigung des schnell

und stark gestiegenen Auftragseingangs• Optimierung der Produktionsprozesse• Beschleunigung der Informationsflüsse• Erstellung und Visualisierung der Arbeits-

vorratsliste• Reduzierung von „Hilfslohnzeiten“

(unproduktive Fertigungszeiten)• Bearbeitung von 57.000 Rückmeldungen pro

Jahr, von 300 Fertigungsaufträgen pro Tag• Einbindung von Lieferanten (geplant)

Anforderungen an die MES-Software:• IT-unterstützte Erfassung von Betriebsdaten• Schnelle Analyse und Auswertung der

erhobenen Daten• Verständliche Visualisierung aller relevanten

Informationen • Erstellung von Reports mit Soll- und Ist-Zeiten• Intuitive und einfache Bedienung über

Industrie-PCs mit Touchscreen• Ausbau- und Erweiterbarkeit des Systems• Rückverfolgung von Aufträgen

Die Lösung – das MES-System von Proxia:• Betriebsdatenerfassungs-Software• Selbsterklärende Oberfläche• Einfache und intuitive Bedienung• SAP-Datenkommunikation in Echtzeit• Einfach konfigurierbares und erweiterbares

System

Das Ergebnis:• Hohe Liefertermintreue trotz schnellem,

starkem Auftragszuwachs• Effizienterer Personaleinsatz• Schnellere Reaktion bei Störungen• Verbesserung der Kommunikation zwischen

Fertigungsplanung und Produktion• Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit• Mehr Transparenz aller Fertigungsprozesse• Exakte Informationen über Fertigungsstatus• Erhöhung der Produktivität

Harburg-Freudenberger setzt auf eine hohe Fertigungstiefe, inkl. Großteilezerspanung. Bilder: Harburg-Freudenberger Maschinenbau GmbH

Einfach und übersichtlich: Dank ihrer Anwen-derfreundlichkeit wird die BDE-Software von den Mitarbeitern auch für den KVP genutzt.

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ist und vor allem, ob es Ausfälle gegeben hat. Außerdem sehen sie, was in der aktu-ellen Schicht gerade geschieht und wie weit die Bearbeitung der einzelnen Teile oder Baugruppen ist.“

Output verdreifacht: acht Maschinen pro Monat Bevor das System eingeführt wurde, hat-ten die Mitarbeiter die Lohnscheine ge-hortet, weil sie die Notwendigkeit eines reibungslosen Informationsflusses nicht erkannten. Diese Beschleunigung dieses Prozesses sorgt heute für mehr Transpa-renz und schlägt sich letztlich in einer stark verbesserten Produktivität nieder. Vor Einführung des Systems konnte Har-burg-Freudenberger rund drei Maschi-nen im Monat fertigen. Heute schafft das Werk acht Maschinen pro Monat. Und noch etwas hat das System bewirkt: Trotz des deutlich höheren Auftragseingangs konnte Harburg-Freudenberger die ver-einbarten Fristen einhalten. Darauf ist Produktionsleiter Karl-Heinz Linke ganz besonders stolz: „Kaum ein Kunde hat je-mals Probleme wegen der Liefertermine bekommen. Und die BDE-Software hat

entscheidend dazu beigetragen. Wir ha-ben in den nächsten Wochen noch zwan-zig Maschinen auszuliefern. Das wäre vor zwei Jahren kaum möglich gewesen.“ Doch bei der Harburg-Freudenberger Ma-schinenbau denkt man bereits weiter. Um die Prozesse noch durchgängiger zu ge-stalten, sollen in Zukunft auch die wich-tigsten Lieferanten in das BDE-System eingebunden werden. Jeder Lieferant er-hält dann einen eigenen Arbeitsplatz im System, mit dem er den Fertigungssta-tus seiner Teile melden kann. Davon er-hofft sich Ilona Klur zusätzliche Transpa-renz und Planungssicherheit. Doch schon jetzt, nach zwei Jahren produktiven Ein-satzes mit dem System, zieht sie ein posi-tives Fazit: „Proxia BDE trägt dazu bei, dass wir unseren Wachstumskurs in der Ferti-gung absichern.“

In seiner Geschichte hat die Harburg-Freudenberger Maschinenbau GmbH eine sehr solide wirtschaftliche Basis aufgebaut. Ein wesentlicher Faktor für diesen Erfolg ist die Leidenschaft, mit der die Mitarbeiter stets innovative Ma-schinenbau-Lösungen für die Gummi und Kautschuk verarbeitende Indus-

trie entwickeln, die weltweit Maßstäbe setzen. Dennoch ist auch ein derart er-folgreiches Unternehmen im Zuge sei-nes Wachstumskurses stets bestrebt, seine internen Prozesse transparenter und damit wirtschaftlicher zu gestalten. Die BDE-Software von Proxia unterstützt den Maschinen- und Anlagenbauer, den Überblick über alle Vorgänge in der Fer-tigung zu behalten, seine Ressourcen optimal einzusetzen und so das Produk-tionswachstum abzusichern. sg

Michael Naumann ist freier Fachjournalist in München.

www.digital-manufacturing-magazin.de

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Das Team der Produktionsleitung bei Harburg- Freudenberger Maschinenbau: Uschi Klein, Ferti-gungssteuerung, Karl-Heinz Linke, Produktionsleiter und Ilona Klur, Koordinierung Produktion (v. l. n. r.).

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DER RUNDSTECKVERBINDER M12 hat sich im Industrieumfeld bewährt – bei Kodierungen, Anschluss- und Mon-tageoptionen ist die Vielfalt daher groß. Da mit dem Automatisierungsgrad auch die erforderlichen Datenmengen und Übertragungs-geschwindigkeiten zu-nehmen, sind der kupfer-basierten Da-tenverkabelung jedoch Grenzen gesetzt. Speziell für die Anforderungen kom-plexer Automatisierungsprozesse hat Phoenix Contact daher den Steckverbin-der „M12 Optic“ entwickelt. Auf der Basis von Lichtwellenleitern (LWL) vereint der M12 Optic hohe Datenübertragungsra-

ten mit einem zuverlässigen Schutz vor mechanischen, elektromagnetischen und umweltbedingten Einflüssen.

Im Industrieumfeld werden häufig drei unterschiedliche Fasertypen pa-rallel in der sogenannten Multimode-Übertragung eingesetzt. Diese ist für Automatisierungsprozesse mit unter-schiedlichen Datenmengen erforder-lich. Seit Jahren sind in den LWL-Kabeln des rauen Industrieumfeldes neben der stark verbreiteten POF (Polymer Optical Fiber) auch PCF (Polymer Cladded Fiber) sowie die reine GOF (Glass Optical Fiber) zu finden.

Die Produktfamilie M12 Optic umfasst daher unterschiedliche Anschlusskabel mit diesen Faserarten. Den größten Faser-durchmesser im Industrie-Umfeld besit-zen die POF-Lichtwellenleiter mit Fasern von 980/1000 µm Durchmesser. Diese Lichtwellenleiter aus Kunststoff werden für kurze Übertragungsstrecken bis 50 Meter sowie für geringe Datenraten bis zu 100 Mbit/s eingesetzt. Bei der Pro-duktreihe M12 Optic wird diese Faser im Rundkabel Profinet Typ B verbaut. Dieses Kabel aus Polyurethan (PUR) ist halogen-frei sowie Ozon- und UV-beständig.

Hochflexible RundkabelFür Datenraten bis zu 100 Mbit/s und Übertragungsstrecken bis 300 Meter ist die PCF-GI-Faser (früher HCS-GI) mit ei-nem Gradientenindex-Profil von 200/230 µm optimal geeignet. Die PCF-GI-Faser wird im Leitungstyp Profinet Typ C ver-wendet, einem hochflexiblen Rundka-bel, das sich beispielsweise für den Ein-satz in Schleppketten eignet. Für höhere Datenraten ab 1 Gbit/s kommen Patch-kabel mit GOF-Faser-Multimode und ei-nem Faserdurchmesser von G50/125 µm ins Spiel. Die OM2-Faser eignet sich für Übertragungsstrecken bis zu 550 Meter bei einer Wellenlänge von 1300 Nanome-ter. Die Rundkabel können in Indoor- und Outdoor-Anwendungen eingesetzt wer-den, sie erlauben daher sichere Daten-verkabelungslösungen in Industrie-An-lagen oder Infrastruktur-Anwendungen.

Die Patchkabel der Serie M12 Optic umfassen unterschiedliche Leitungslän-gen von M12 auf M12, von M12 auf den für Profinet typischen SC-RJ-Standard

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Für hohe Datenraten und lange ÜbertragungswegeRobuste Steckverbinder zur Daten- und Signalübertragung sind überall dort gefragt, wo hohe Ansprüche an die

Verkabelungssicherheit gestellt werden. Dazu zählen die rauen Umgebungsbedingungen der Fabrikautomation

ebenso wie die kontinuierlichen Daten-, Signal- und Medienströme in der Prozessautomation.

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LWL-basierte Datensteckverbinder für die intelligente Produktion: der M12 Optic bietet dank unterschiedlicher Faserarten ein umfassendes Applikationsspektrum. Bilder: Phoenix Contact GmbH

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(für POF und PCF-GI) sowie für LC-Duplex (bei GOF). Die IP20-Steckverbindertypen SC-RJ und LC-Duplex ermöglichen den direkten Einsatz bei bereits vorhandenen Switchen, Steuerungen oder Medien-konvertern. Als Aktivkomponenten sind spezielle M12-Transceiver für Datenraten von 125 Mbit/s erhältlich. Die Transceiver sind für die Wellenlängen von 650 und 1300 Nanometer erhältlich, verfügen je-weils über eine I²-Schnittstelle und kön-nen auch als IP-geschützte Wanddurch-führungen eingesetzt werden. Zum Produktprogramm gehören auch Stan-dardkupplungen für die Patchkabel, die ebenfalls als IP-geschützte Wanddurch-führungen genutzt werden können.

Sichere Übertragung unter erschwerten BedingungenGegenüber herkömmlichen optischen Rechtecksteckverbindern besitzt der M12 Optic von Phoenix Contact einige Vorteile: Dank seiner kleineren Design-in-Kontur eignet sich die M12-Bauform auch für Geräte mit kompakten Abmes-sungen. Die weltweit etablierte Schraub-verbindung ermöglicht zudem auch un-ter mechanischer Belastung eine stabile Verbindung zwischen Gerät und Feld-verkabelung. Dank seiner zurückstehen-den Ferrulen sind die Faserendflächen des M12 Optic auch bei der Handhabung vor Beschädigungen geschützt. Vorteil-haft ist zudem, dass die optischen M12-Steckverbinder den Anforderungen der Schutzklasse IP65/67 genügen - somit sind sie zuverlässig vor dem Eindringen von Staub und Wasser geschützt.

Bei der Auslieferung der Patch-Kabel sind die Steckverbinder mit Verschluss-kappen abgedichtet, welche die Sauber-keit des Steckgesichts sicher-stellen. Die gefederten 2,5-mm-Ferrulen der PCF- und GOF-Varianten sind für eine hohe Stirn-flächenqualität aus Keramik gefer-tigt. Das individuelle Messprotokoll für

alle Patchkabel mit den drei wählbaren Faserarten dokumentiert die Qualität der Produkte, nur Artikel mit guten Dämp-fungswerten verlassen die LWL-Ferti-gung. Die hohe Rückflussdämpfung der GOF-Patchkabel von ≥ 45 dB spricht für eine hohe Qualität der Datenübertra-gung mit geringen Reflexionen.

Umfangreiches PrüfprogrammAufgrund der anspruchsvollen Bedin-gungen – Temperaturschwankungen, Staub, Feuchtigkeit, Schwingungen, Che-mikalien – müssen die Komponenten in der Industrieumgebung robuster sein als in einem Bürogebäude oder Rechenzen-trum. Im Freigabelabor werden sämtli-che Steckverbinder und Verkabelungs-lösungen aus dem M12-Optic-Programm darauf hin geprüft, ob sie den Anforde-rungen der übertragungstechnischen, klimatischen, mechanischen und um-weltbeeinflussenden Faktoren in Anleh-nung an IEC 61753-1 Kategorie U (Un-controlled Environment) standhalten.

Ein Beispiel dafür ist die Temperatur-wechselprüfung. Sie gilt als besonders kritische Prüfung für die LWL-Anschluss-technik-Qualifizierung und zugleich als wichtigste Umweltprüfung. Die Prüfung liefert Erkenntnisse darüber, inwieweit verschiedene Temperaturen über meh-rere Zyklen die Funktionalität der LWL-Steckverbindung beeinflussen. Hierzu wird die Dämpfung vor, während und nach der Prüfung gemessen.

Neben den Umweltprüfungen durch-laufen die Komponenten auch mechani-sche Prüfungen - wie beispielsweise die Vibrationsprüfung. Mit dieser Prüfung wird nachgewiesen, dass Schwingun-gen und Vibrationen die Funktion der Steckverbindung nicht einschränken. Alle Komponenten der Serie M12 Optic haben diese Prüfungen in Anlehnung an die Norm IEC 61753-1 Kategorie U erfolg-reich bestanden – dem Einsatz im rauen industriellen Anwendungsumfeld steht somit nichts mehr entgegen

Durchgängige Verkabelung Ein standardisiertes Steckgesicht, Faser-typen für hohe Datenraten und lange Übertragungsstrecken sowie ein hoher Schutz gegen EMV- und ESD-Einflüsse – mit diesen Merkmalen löst der M12 Optic die meisten Probleme bei der Datenüber-tragung in komplexen Automatisierungs-prozessen. So können Anlagenplaner

durchgängige Verkabelungskonzepte von der Feld- bis zur Leitebene mit nur ei-nem Steckgesicht realisieren. Dies verein-facht nicht nur die Installation und War-tung, sondern auch den Einkaufsvorgang und die Lagerhaltung. Auch die Integra-tion zusätzlicher Automatisierungskom-ponenten in die bestehende Verkabe-lungsinfrastruktur wird vereinfacht. In der intelligenten Produktion von morgen werden die Datenraten auf jeden Fall stei-gen – und schon heute wird mit dem M12 Optic dafür der Grundstein gelegt. sg

Dipl.-Ing. (FH) Sebastian Güse, Produktmana-ger und Frank Kölske, Entwicklungsingenieur, Field Device Connectors, Phoenix Contact.

M12 Optic: Datensteckverbinder für die interne Verdrahtung• IP65/67-geschützter Rundsteckverbinder

mit einem Einsatz zur Aufnahme von zwei Lichtwellenleitern

• Ausführung als Duplex-Steckverbinder mit zwei gefederten 2,5 mm-Ferrulen

• Normiert nach IEC 61754-27• Programm umfasst Steckverbinder, Kupp-

lungen und Transceiver• In der aktuellen Profinet-Guideline alter-

nativ zum „SC-RJ Push Pull OF Connector“ aufgeführt

• Bereits heute Profinet-konform für die Be-reiche POF mit 980/1000µm-Faser und PCF mit 200/230µm-Faser

Die Transceiver M12-Optic für Multimode-Applikationen lassen sich als IP-geschützte Wanddurchführung nutzen.

Konfektionierte M12-Optic-Prüfkabel stellen auch während der Kältephase ihre Industrietauglichkeit unter Beweis.

Sämtliche Komponenten der M12-Optic-Reihe werden für den Einsatz im industriellen Anwendungsumfeld auf Herz und Nieren geprüft.

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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

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Im nächsten Heft

Effizienter produzieren mit MESAuf dem Weg zu Industrie 4.0 kommt der Wei-terentwicklung und stärkeren Nutzung von MES-Funktionalitäten in allen produzierenden Branchen eine zentrale Bedeutung zu. Um Wett-bewerbsvorteile zu sichern, steigen stetig die An-forderungen an die Planung und Steuerung aller Fertigungsprozesse, um den Marktanforderungen wirtschaftlich zu entsprechen. MES-Lösungen un-terstützen diese Aufgaben und sind wichtige Bau-steine auf dem Weg zu Connected Manufacturing und Industrie 4.0.

Montage- und HandhabungssystemeDie fortschreitende Digitalisierung und Automati-sierung der Produktion verändert die Arbeitswelt. In der Zukunft werden menschliche und maschi-nelle Fähigkeiten intelligenter kombiniert als bis-her. Das wird nicht nur die Produktivität erhöhen, sondern auch die Qualität der Arbeitsplätze ver-bessern. Durch smarte Assistenzsysteme lassen sich Handarbeitsplätze in der variantenreichen Montage ergonomischer und fehlerfrei gestalten. Von diesem Wandel sind auch die Montage- und Handhabungssysteme betroffen. Wo die Trends in diesem Bereich liegen, lesen Sie in unserer nächs-ten Ausgabe.

Industrielle BildverarbeitungKein Hightech ohne industrielle Bildverarbeitung: Wer vernetzt und vollautomatisiert produzieren will, kann auf den Einsatz von Bildverarbeitungs-systemen nicht verzichten. Die Geschäfte in der Bildverarbeitungsbranche laufen gut. So ist es nicht überraschend, dass auch Unternehmen, die ihr Kerngeschäft in anderen Bereichen konzent-rieren, in den letzten Jahren intensiver in die Bild-verarbeitung investiert haben. Dies zeigt sich auch auf der Vision, die als Leitmesse für diese Branche gilt. Vom 8. bis 10. November präsentieren dort über 400 Aussteller ihre neuesten Entwicklungen.

Weitere Themen:• Big Data in der Produktion• Expertenumfrage: Vernetzung von Arbeitsplätzen• Energiemanagementsysteme• Simultane Produktionsplanung• Vorschau auf die Motek

Aus aktuellem Anlass sind Themenänderungen möglich.

Bild: MPDV Mikrolab

Bild: Landesmesse Stuttgart

Bild: Bosch Rexroth