Intelligente Maschinenkomponenten: Entscheidungen außerhalb von zentralen Steuerungen

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1 Entscheidungen außerhalb von zentralen Steuerungen Dr. Arnd Menschig Leiter Neue Technologien Carl Zeiss 3D Automation GmbH 6. Mai 2014 Seite 1

2 Entscheidungen außerhalb von zentralen Steuerungen Agenda 1 Carl Zeiss - Überblick 2 Qualität durch Klimaüberwachung 3 Überwachung, Rückverfolgbarkeit und Regelung 4 Rückkopplung zur Prozessoptimierung 5 ZEISS Produkte - Tastersysteme 6 Temperatur - Produktinnovationen 6. Mai 2014 Seite 2

3 Intelligente Carl Zeiss - Maschinenkomponenten: Überblick Entscheidungen Geschäftsdaten Carl außerhalb Zeiss AG von (2012 zentralen / 2013, Mitarbeiter Steuerungen 2011 / 2012) Halbleitertechnik 934 Mio. Umsatz Mitarbeiter Industrielle Messtechnik 528 Mio. Umsatz Mitarbeiter Mikroskopie 629 Mio. Umsatz Mitarbeiter Medizintechnik Mio. Umsatz Mitarbeiter Augenoptik 841 Mio. Umsatz Mitarbeiter Markenoptik/Optronik 195 Mio. Umsatz 767 Mitarbeiter 6. Mai 2014 Seite 3

4 Intelligente Carl Zeiss - Maschinenkomponenten: Überblick Entscheidungen Geschäftsdaten CZ außerhalb 3D Automation von zentralen GmbH Steuerungen Carl Zeiss AG Standort Aalen Vertrieb & Marketing Entwicklung & Konstruktion Fertigung & Montage Auftragsabwicklung & Logistik Carl Zeiss IMT GmbH Carl Zeiss 3D Automation GmbH Gründung 1997 Kennzahlen (GJ 2012/2013) 68 Mitarbeiter 16,8 Mio. Euro Umsatz Globale Vernetzung > 30 Vertriebsorganisationen > 25 Messhäuser > 100 Business Partner / Händler Carl Zeiss 3D Automation Carl Zeiss AG Carl Zeiss IMT Aalen Oberkochen 6. Mai 2014 Seite 4

5 Intelligente Carl Zeiss - Maschinenkomponenten: Überblick Entscheidungen Produktportfolio außerhalb CZ3DA von zentralen Steuerungen Tastersysteme Werkstückaufspannung Maschinenausrüstung Komplettlösungen 6. Mai 2014 Seite 5

6 Entscheidungen außerhalb von zentralen Steuerungen Agenda 1 Carl Zeiss - Überblick 2 Qualität durch Klimaüberwachung 3 Überwachung, Rückverfolgbarkeit und Regelung 4 Rückkopplung zur Prozessoptimierung 5 ZEISS Produkte - Tastersysteme 6 Temperatur - Produktinnovationen 6. Mai 2014 Seite 6

7 Entscheidungen Qualität durch Klimaüberwachung außerhalb von zentralen Steuerungen Messtechnik: Fehlerquelle Temperatur Außenwände Fenster (Sonne) Lampen Heizungen Personengruppen Steuerungen Messtechniker Werkstücke Wärmequellen beeinflussen die Genauigkeit 6. Mai 2014 Seite 7

8 Temperatur Intelligente Maschinenkomponenten: Entscheidungen Qualität durch Klimaüberwachung außerhalb von zentralen Steuerungen Messraum: Klassifizierung und Kenngrößen nach VDI/VDE 2627 Benennung Präzision Fein Standard Fertigungsnah Fertigung Güteklasse Mittelwert Zeitliche Änderung Räumlicher Unterschied Luftfeuchte % (ΔF rel ) Partikel ISO Schwingung (bei 10 Hz) 20 C Bezugstemperatur 21 C je nach Festlegung Klimaüberwachung der Messräume 21 C je nach Festlegung 21 C je nach Festlegung Offen 0,2 K/h 0,4 K/h 1,0 K/h 2,0 K/h 2,0 K/h 0,1 K 0,2 K 0,5 K 1,0 K 2,0 K 10 % 20 % 20 % 30 % offen Klasse 6 Klasse 6 / offen offen offen offen 0,01 m/s 2 0,02 m/s 2 0,02 m/s 2 0,04 m/s 2 offen Luftströmung offen offen offen offen offen 6. Mai 2014 Seite 8

9 Entscheidungen Qualität durch Klimaüberwachung außerhalb von zentralen Steuerungen Messgenauigkeit: Klimaüberwachung der Produktionsumgebung Spezifikation aus Aufstellhinweisen: PRISMO 5/7 - PRISMO ultra Messmaschinen Mikrobearbeitung Präzisionsfertigung (Drehen, Fräsen, Schleifen, ) Klimaüberwachung von Maschinen in Messraum und Produktion 6. Mai 2014 Seite 9

10 Entscheidungen Qualität durch Klimaüberwachung außerhalb von zentralen Steuerungen Messgenauigkeit: Einsatz von Klimaüberwachungssystemen Messmaschinen Mikrobearbeitung Präzisionsfertigung (Drehen, Fräsen, Schleifen, ) Gesicherte Klimabedingungen in Messraum und Produktion 6. Mai 2014 Seite 10

11 Entscheidungen außerhalb von zentralen Steuerungen Agenda 1 Carl Zeiss - Überblick 2 Qualität durch Klimaüberwachung 3 Überwachung, Rückverfolgbarkeit und Regelung 4 Rückkopplung zur Prozessoptimierung 5 ZEISS Produkte - Tastersysteme 6 Temperatur - Produktinnovationen 6. Mai 2014 Seite 11

12 Entscheidungen Überwachung, Rückverfolgbarkeit außerhalb von zentralen und Regelung Steuerungen Werkstückträger: Vom passiven zum aktiven System Passives System (Stand der Technik): Unidirektionale Kommunikation Undefinierter Werkstückzustand Keine Intelligenz Aktives System: Bidirektionale Kommunikation Definierter Werkstückzustand (Position, Prozessdaten, ) Überwachung (Sensoren, Logik, ) Rückverfolgbarkeit (Datenspeicher, ) Regelung (Parameterkorrektur Maschine, Aktorik, ) Maschinenkomponenten mit Intelligenz 6. Mai 2014 Seite 12

13 Entscheidungen Überwachung, Rückverfolgbarkeit außerhalb von zentralen und Regelung Steuerungen smartwt: Intelligentes und prozessunterstützendes Werkstückträgersystem zur Steigerung von Qualität und Rückverfolgbarkeit Integrationsprojekt für SSI- und PRONTO- Ergebnisse Demonstration der microtec Südwest Kompetenz im Innovationsfeld Industrie 4.0 Miniaturisierung: Elektronik + Sensorik für modulare Sensor- / Aktorplattform Energieeffizienz: Stromsparende Elektronik + Funk mit Aufweckempfängern + Energiemanagement mit drahtloser Energieübertragung Qualität: Sensoren zur Überwachung der Prozess- und Umgebungsbedingungen Temperatur Feuchte Luftdruck Luftströmung CO 2 -Konzentration Anwesenheit Identifikation Spannkraft Schwingung Winkel Magnetfeld Qualität: Aktoren zur Prozessoptimierung Spannen Position Winkel Rückverfolgbarkeit: Autarke Werkstückträger mit Logik + Datenspeicherung Rückverfolgbarkeit: Inbetriebnahme und Datensicherung über Ethernet Prozessunterstützung: Anwendungen Messtechnik + Montage + Fertigung 6. Mai 2014 Seite 13

14 Entscheidungen Überwachung, Rückverfolgbarkeit außerhalb von zentralen und Regelung Steuerungen Intelligenter Werkstückträger: Flexibel konfigurierbare Sensor- / Aktorplattform Sensoren: Messen & Bereitstellen Energie: Speichern & Managen Energie: Berührungslos Übertragen Daten: Speicher & Logik Aktoren: Spannen & Positionieren Funk: Senden & Empfangen Funk: Senden & Empfangen Werkstückträger Messen / Montage / Fertigung Anwendung Messen / Montage / Fertigung 6. Mai 2014 Seite 14

15 Ethernet GSM / LTE Ethernet (LAN / WLAN) Intelligente Maschinenkomponenten: Entscheidungen Überwachung, Rückverfolgbarkeit außerhalb von zentralen und Regelung Steuerungen Intelligenter Werkstückträger: Systemstruktur Sensor- / Aktorplattform Werkstückträger ECU (mini) Electronic Control Unit WT - Aufnahme ECU (maxi) Electronic Control Unit Maschine (ZEISS Kugler VolProd) RFID Energie Funk 868 MHz Funk Energie RFID Maschinenkoppler Energie- und Daten- Management Schnittstellen Energie- und Daten- Management Schnittstellen Datenbank USB Steuerung Automatisierung Schnittstellen Ethernet Datenbank Analog I 2 C-Bus Modbus Sensor smartsensor mini A/D Stecker Datenvorverarbeitung I 2 C-Bus Sensor Aktor CANope n Aktor Modbus CAN-Bus Sensor Aktor Software Steuerung Hardware Steuerung smartsensor speed RFID R/W Sensor IMU9x A/D Funk Datenvorverarbeitung Analog Modbus Service -> Web-Interface Cloud/Notebook/Tablet/Phone Warnungen -> /Phone 6. Mai 2014 Seite 15

16 Entscheidungen außerhalb von zentralen Steuerungen Agenda 1 Carl Zeiss - Überblick 2 Qualität durch Klimaüberwachung 3 Überwachung, Rückverfolgbarkeit und Regelung 4 Rückkopplung zur Prozessoptimierung 5 ZEISS Produkte - Tastersysteme 6 Temperatur - Produktinnovationen 6. Mai 2014 Seite 16

17 Entscheidungen Rückkopplung zur außerhalb Prozessoptimierung von zentralen Steuerungen Intelligente Werkstückträger: Flexible Kleinserienfertigung Taster CO 2 -Schneestrahlreinigung Messmaschine Laserbearbeitung Mikromontage Rüstplatz smarte Produktionstechnik im Werkstückträger: Priorisierung der Werkstückträger Variable Anzahl von Werkstücken Angepasste Rezeptauswahl an der Maschine Steigerung von Produktivität und Flexibilität 6. Mai 2014 Seite 17

18 Entscheidungen Rückkopplung zur außerhalb Prozessoptimierung von zentralen Steuerungen Intelligente Werkzeuge: Serienproduktion von Spritzgussteilen smarte Produktionstechnik im Werkzeug: Optimale Prozessparameter für verschiedene Anlagen Parametrierung von Rezepten an der Maschine Speicherung von Produktionskennzahlen des Werkzeuges Steigerung von Präzision und Wartungsfreundlichkeit 6. Mai 2014 Seite 18

19 Entscheidungen Rückkopplung zur außerhalb Prozessoptimierung von zentralen Steuerungen Intelligente Vernetzung: Manufacturing IT-Services für Unternehmen Etablierte Cloud-Infrastruktur Serverstandort in Deutschland Sicherer Betrieb Sichere IT-Dienstleistungen Flexible Nutzung der Services: Datensicherung Auswertung Dokumentation Produkttracking Lizenzmodelle smartwt smartwt Vernetzung & Informationsbereitstellung über Standortgrenzen hinweg smartwt Optimierte Rückverfolgbarkeit entlang der Wertschöpfungskette 6. Mai 2014 Seite 19

20 Entscheidungen außerhalb von zentralen Steuerungen Zusammenfassung Carl Zeiss - Überblick Qualität durch Klimaüberwachung Überwachung, Rückverfolgbarkeit und Regelung 4 Rückkopplung zur Prozessoptimierung Smarte und interaktive Produktionsumgebung: Gesicherte Klimabedingungen in Messraum und Produktion Steigerung von Produktivität und Flexibilität Steigerung von Präzision und Wartungsfreundlichkeit Optimierte Rückverfolgbarkeit entlang der Wertschöpfungskette smart Sensors by smart Systems by smart Production by smart Solutions by 6. Mai 2014 Seite 20

21 Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit! Dr. Arnd Menschig Dr. Arnd Menschig Leiter Neue Technologien Carl Zeiss 3D Automation GmbH Carl Zeiss 3D Automation GmbH Carl-Zeiss-Str. 27 Carl-Zeiss-Str Aalen Aalen Carl Zeiss 3D Automation GmbH 6. Mai 2014 Seite 21

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