Zukunft der Produktion gestalten - resultierende …...Ziel: Rüstprozess mit möglichst wenig...

Herr Heribert Wille| Berlin, 23.06.2016

Zukunft der Produktion gestalten - resultierende Anforderungen Kongress Produktionsforschung 2016

© Heidelberger Druckmaschinen AG

Agenda

2

1. Überblick

2. Anforderungen PLM Prozessregelung Produktionssteuerung

3. Zusammenfassung / Fazit

© Heidelberger Druckmaschinen AG 3

Prozessregelung

Einsatz von Sensorik sowie Monitoring und Regelung zur

kontinuierlichen Optimierung der Prozesse

Effiziente Produktionsplanung und

minimale Rüstzeit auch bis zur Losgröße 1

Produktionssteuerung

Anforderungen - Überblick

Hardware Software

PLM

CAD/CAM: Durchgängig und wertschöpfend von der

Produktentwicklung bis zum Produktionsauslauf


Prozessregelung






Anforderungen – PLM

PLM



Hardware Software


Automatisierte CAM-Datengenerierung PLM - Software

5

Arbeitsvorbereitung

HDM NC-Inform

3D-Fertigungsinformationen einbringen

HDM TE / Siemens PMI

3D-Fertigungsinformationen einbringen

HDM NC-Automat

NC-Programmierung 3D-Modell und

3D-Fertigungsinformationen automatisiert bearbeiten

Entwicklung Fertigung

Option „PMI“

HDM TE

Anforderung: Single Source of Truth: Automatisierte CAM-Datengenerierung Ziel: Minimaler Zeitaufwand bei der Vorleistungserstellung Beispiel: CAM-Datengenerierung und Weiterverwendung bei Heidelberg

HDM TE: Heidelberger Druckmaschinen – Technische Elemente HDM NC-Inform: Heidelberger Druckmaschinen – NC- Informationen (Erweiterung/Add-on von Heidelberg zu Siemens PMI) Siemens PMI: Product and Manufacturing Information


Skalierbare PLM-Kette PLM – Software und Organisation

6

Anforderung: Vollständig vernetzte und flexible IT-Systeme entlang der PLM- Prozesskette Ziel: Umsetzung einer skalierbaren Planung mit dem Ziel eines wirtschaftlichen Optimums in der gesamten Prozesskette

Praxisbeispiel: Projekt skalierbare Planung

Heute • Einheitlicher Planungsprozess

• Hoher Planungsaufwand

• Hohe Produktivität in der Werkstatt

• Planungsaufwand durch gesunkene Bedarfe für viele Teile nicht zu rechtfertigen

Zukünftig • A-Teile

fertigungskostenorientiert (Umfänglicher Planungsinhalt) • B/C-Teile

planungsaufwandsorientiert (Reduzierter Planungsinhalt)

A B C

Effiziente Vorleistungserstellung an der Maschine notwendig


Automatisierte Schnittwertberechnung für Werkzeuge PLM - Software

7

NX-CAM Interaktiv

NX-CAM NC-Automat Werkstatt

Schnittwertberechnung Schnittwertmodul 2.0

Datenbereitstellung SAP

Schneidstoff Schnittwerte Werkstoff Zuordnung

Anforderung: Automatisierte Berechnung und direkte Integration der richtigen Schnittparameter von Werkzeugen in das NC-Programm

Ziel: Maximale Automatisierung bei der NC-Programmerstellung Zentrale Datenpflege im ERP-System (Enterprise Research Planner)

Umsetzungsbeispiel: Schnittwertmodul 2.0 von Heidelberg in Umsetzungsphase

Schnittstelle an der WZ-Maschine erforderlich!


Werkzeugverwaltung in Maschinennähe PLM – Hardware und Software

8

Anforderung: Tool zur optimalen Werkzeugbereitstellung - einschließlich geeigneter Lager und Versorgungsmodule

Ziel: Rüstprozess mit möglichst wenig Zeitaufwand

Beispiel: Standardwerkzeug (in Maschine) / Stammwerkzeuge (an Maschine)

• 4-5 Werkzeuge im WZ- Magazin festcodiert • 20 Werkzeuge am Arbeitsplatz freicodierbar • Keine/geringe Rüstaufwände

• Alle Werkzeugdaten in der Maschinensteuerung hinterlegt

• Keine/geringe Rüstaufwände

Standard- und Stammwerkzeuge Stammdaten in der Steuerung


Prozessregelung






Anforderungen - Übersicht

PLM



Hardware Software


Automatisierte Diagnose des Gesamtsystems Prozessregelung – Hardware und Software

10

Anforderung: Automatisierte Zustandserfassung mittels Sensortechnik und Steuerungstechnologie zur Steigerung der OEE

Ziel: Reduktion von ungeplanten Ausfällen, effizientere Personalplanung/-Steuerung und Komponentenschutz

Umsetzungsbeispiel: „Comara“ Condition Monitoring

Manuelle Erfassung physikalischer Größen

1. Schwingungen 2. Geometrie

3. Stromdaten

Automatisierte Erfassung und Auswertung

Intelligente Sensorik

Steuerungsdaten


High dynamic cutting - HDC Prozessregelung – Hardware und Software

11

Anforderung: Das Programmiersystem berechnet die Werkzeugbahn so, dass eine konstante (Mitten-)Spandicke erreicht wird

Hohe Dynamik und Verschleißfestigkeit der Maschinenelement und leistungsstarke Steuerung erforderlich.

Ziel: Reduzierung von Bearbeitungszeit und Werkzeugkosten

Umsetzungsbeispiel: Trochoidales Fräsen

ℎ𝑚𝑚 = 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘 ℎ𝑚𝑚 = 𝑓𝑓𝑧𝑧 ×

𝑎𝑎𝑒𝑒𝐷𝐷

Vorteile:

• Prozesssichere Bearbeitung durch • konstante Mittenspandicke (ℎ𝑚𝑚) • geringe Umschlingungswinkel • bessere Späneabfuhr

• Reduktion von Werkzeugkosten durch bessere Ausnutzung der Schneidenlänge


Prozessoptimierung (z.B. Erhöhung des programmierten Bahnvorschub) zur Senkung von Bearbeitungszeiten bei gleichzeitiger Gewährleistung der Prozesssicherheit

High dynamic cutting - HDC Prozessregelung – Hardware und Software

Quelle: Comara KG - http://www.comara.de/icut/

http://www.comara.de/icut/


SMART-Tool – offene Schnittstellen Prozessregelung – Hardware und Software

13

Anforderung: Unterstützung offener Standards im Bereich CNC Zugriff mittels Fremdsoft – und Hardware auf die Werkzeugmaschine Ziel: Transparenz über Werkzeugbestände und deren Nutzungshistorie zur Reduzierung der Bestände und Werkzeugkosten

Beispiel: Smart Tool (Bestandsreduktion um ca. 2 Mio. €)

Identifizierung des Individuums Verknüpfung von physischem

Werkzeugkomponentenindividuum mit eindeutigem digitalem Abbild

Buchen des aktuellen Lagerortes

Speichern/Übertragen von Daten Messen prozessinterner Größen

Aktualisierung des Lagerortes/Aufenthaltsortes der Werkzeugkomponentenindividuen

in Echtzeit

Bereitstellen und Empfangen von Daten zur Automatisierung des Informationsaustauschs

und Reduktion des manuellen Aufwands

Messung und Aufnahme von Größen aus dem Werkzeugeinsatz, die nicht über die

Steuerung erfasst werden können


Prozessregelung






Anforderungen - Übergreifend

PLM



Hardware Software


MES/Manufacturing Execution Systems Hardware und Software

15

Anforderung: Konnektivität von Bearbeitungsmaschinen an übergeordnetes System MES

Ziel: Zugänglichkeit und Transparenz zu Auftrags- und Maschinendaten Beispiel: MES

Datenschnittstelle zu übergeordnetem System MES:

• Remote Update & Servicediagnose

• BDE- Auftragsdaten

• Qualitätsdaten

• Energiedaten

• Instandhaltung

TPM-Daten übermitteln, z.B. Wartungsanforderung

MES

Bearbeitungsmaschine


Digitalisierung bis an den Ort der Wertschöpfung

16

Anforderung: Werkerinformationssystem an der Maschine. Konzentration auf Auftrags-, Prozess- und Maschinendaten

Ziel: Volldigitale Produktion an der Werkzeugmaschine - ohne Systembrüche

Beispiel: Bei Heidelberg erste Ansätze an der Liebherr LC300/600 im Bereich Zahnradfräsen

LHGe@rTec von Liebherr Celos von DMG

Quelle: Liebherr GmbH

Quelle: DMG Mori AG • Multi-Touch-Bedienung • graphische Eingabeunterstützung • Integration von Zusatzdokumentation Zeichnungen, Arbeitspläne ……


Statistik

GJ 13 GJ16

190 150

55 10 Scans

Infiziert

Lokaler Virenschutz bei Bearbeitungsmaschinen

17

Anforderung: Lokaler Virenschutz bei Bearbeitungsmaschinen Leistungsstarke Hardware Langfristiger Support der Betriebssysteme

Ziel: Gefahren durch steigende Vernetzung und Cyber-Attacken gerecht werden.

Beispiel: Erster Schritt: Vollautomatischer Scan durch Steuerapplikation NetScan und Scan von externen Datenträgern

NetScan

NetScan

NetScan Maschine 1 Maschine 2 Maschine n

ADD- ON Steuer- Applikation 1

n

Installierter Virenscanner

Prüfobjekte

Scan von Bearbeitungsmaschinen Scan von externen Datenträgern


Fazit

18

PLM

Durchgängig und verschwendungsfrei von der Produktentwicklung bis zum

Produktionsauslauf

Prozessregelung






• Schnittwertberechnung • Dezentrale Werkzeug-

verwaltung • Automatisierte CAM-

Daten • Skalierbare PLM Kette

• Prozessregelung • Automatisierte Diagnose • HDC (High dynamic

cutting) • Offene Schnittstelle

• MES • WIS ( Werker-

informationssystem) • Lokaler Virenschutz

Schwerpunkt verschiebt sich mehr integrierte Softwarelösungen notwendig.

Herr Heribert Wille| Berlin, 23.06.2016

Zukunft der Produktion gestalten - resultierende Anforderungen Kongress Produktionsforschung 2016

Zukunft der Produktion gestalten - resultierende …...Ziel: Rüstprozess mit möglichst wenig...

Documents

Transcript of Zukunft der Produktion gestalten - resultierende …...Ziel: Rüstprozess mit möglichst wenig...