Variantenvielfalt in der Fertigung beherrschen Umsetzungsprojekt mit der Munsch Chemie-Pumpen GmbH

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1 Variantenvielfalt in der Fertigung beherrschen Umsetzungsprojekt mit der Munsch Chemie-Pumpen GmbH Carsten Schaede, Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Darmstadt Wer die Produktvarianz standardisiert, kann in Stückzahl eins fertigen wie in Serie

2 Produktvolumen je Variante Standardisierte Module und Komponenten 1900 Kundenindividuelle Entwicklung 1860 Anzahl Produktvarianten

3 Munsch-Chemie-Pumpen GmbH Entwicklung, Auslegung, Produktion und Vertrieb kundenindividueller Lösungen

4 Autonomes Fahren Künstliche Intelligenz Disruptive innovation Machine Learning Deep Learning Nudging John von Neumann (Spieltheorie) Marvin Minsky Alan Turing (computing machinery and intelligence) Claude Shannon Neuronale Netze Alpha GO Big Data Fuzzy Logik Smarte Sensoren

5 Anforderungen der Komponente Grundplatte : Jede Pumpe-Kupplung-Motor-Kombination benötigt eine individuelle Grundplatte Gewindebohrungen Individuelle Position der Bohrungen Unterschiedliche Gewindegrößen

6 Aufgabenstellung: Gewindebohrungen in eine Grundplatte einbringen 32 Pumpengrößen 11 Grundplattengrößen 15 Motorgrößen Mit / ohne Ausbaukupplung Ausbaumaße 100 mm / 140 mm / 180 mm / 250 mm Mit / ohne Motorjustierelemente Mit / ohne Erdungslaschen Werkstoffe Guss, Stahl, Edelstahl

7 Voraussetzungen im Unternehmen Munsch Durchgehendes ERP-System von Vertrieb bis Versand mit integriertem Produktkonfigurator (Einführung 2003) Produktionsprozesse werden kontinuierlich nach den Prinzipien der schlanken Produktion verbessert

8 Informationsfluss Grundplatte: Wie entsteht die individuelle Zeichnung? Vertrieb & Kunde Konfiguration des individuellen Produkts (internetfähig) Konfigurator Prüfung der Konfiguration und Berechnung der Komponenten- & Gewindepositionen Zeichnungsgenerator Automatisierte Erstellung der Fertigungszeichnung

9 Ausgangssituation Fertigung Grundplatte 70% CNC-Zerspanungsprozess Grundplattengrößen 1-5 Parametrische Programmierung von Hand an der Maschine Überschneidung mit anderen Aufträgen 30%: Manuelle Bearbeitung Grundplattengrößen 6,7,8,9,10 und 11 manuelles Anreißen Körnen Bohren

10 Initialidee: Verbindung von Produktkonfigurator und Maschine Ziel: Durchgängiger Informationsfluss von Kunde zur Maschine ohne Datenbruch Herausforderung: NC-Programme für individuelle Produktvarianten automatisiert generieren und auf der Maschine bereitstellen

11 Grundlagen schaffen: Standardisierung des Produktkonfigurator 1 2 Datenaktualität der Merkmale sicherstellen Konfigurator-Regelwerk für alle Pumpentypen (auch Exoten) aktualisieren Zusätzliche Merkmale definieren und anlegen Standardisierung der Programmerstellung Parametrische Programme mittels zusätzlicher Variablen auf ein Programm reduzieren Unterschiedliche Anzahl von Gewinden und Gewindegrößen abbilden Nullpunkt für alle Plattengrößen vereinheitlichen

12 Standardisierung des Wertstrom, Material- u. Informationsfluss 3 4 Standardisierung des Fertigungsprozess Eine Maschine ausschließlich für die Grundplattenfertigung In Maschine investieren, die mindestens 98% der Grundplatten bearbeiten kann Maschine mit Standard-Schnittstelle (Ethernet/ Lan) Werkzeugstandard inkl. Werkzeugbenennung Spannmittelstandard für alle Grundplattengrößen Kollisionsgefahren eliminieren

13 Handlersoftware 2. Aufbau automatisierter Informationsfluss Produktkonfigurator Produktkonfigurator ERP-System Abfrage: Aufträge mit Produktionsfreigabe Datensatz aus Konfigurator auslesen Datensatz in Programmgenerator schreiben G-Code Generator Generierung NC-Programm Sortierung nach Werkzeugen Rückmeldung: Programm erfolgreich erzeugt? Programmbereitstellung auf Laufwerk Programm löschen nach Bearbeitung Fräsmaschine: Programmaufruf über Bedienpanel

14 3. Erprobung am 16. April 2016 Produktkonfigurator

15 Ergebnisse der Implementierung Ergebnisse Ausgangssitu ation Anlaufphase Ergebnis Durchlaufzeit 9 Schichten 2 Schichten < 1 Schicht On time delivery Nacharbeitsquote < 80% > 95% 100% Table 1. Results of the exemplary implementation. 4% 1 % (4/350) 0% (1 /1400) Durchlaufzeit Prozessverfügbarkeit Qualität & Zuverlässigkeit Produktivität

16 Aufwand Maschine Haas ca Euro Ca. 40 Mann -Tage Erstellung G-Code Programmgenerator Herr Schaede (MiT4.0 Darmstadt) Ca. 20 Mann -Tage Erstellung Handlersoftware (Inhouse) Herr Herz (Munsch) Ca. 60 Mann -Tage Erprobung, Implementierung Herr Schaede (MiT4.0 Darmstadt) Herr Martin, Herr Gillig, Herr Kubiak (Munsch)

17 Beginn mit Industrie Erkenntnisse Schlüsselfaktor ist die Kompetenz der eigenen Mitarbeiter: Prozessübergreifende Denkweise Von Produktorientierung zu Prozessorientierung Mehr IT-Kompetenz bei Produktionsmitarbeitern erforderlich Bereitschaft zur Standardisierung im indirekten Bereich ist die Grundlage für Digitalisierung und Vernetzung der Produktion Wer die Produktvarianz standardisiert, kann in Stückzahl eins fertigen wie in Serie

18 Lean und Industrie 4.0 bei der Munsch-Chemie-Pumpen GmbH Lassen sich Lean-Philosophie und Industrie 4.0 Lösungen kombiniert anwenden? Zuerst die Produktion verschlanken, verschwendungsarm gestalten und standardisieren, erst dann digitalisieren und vernetzten. Hilft Digitalisierung und Vernetzung um die wachsende Komplexität zu beherrschen? Nur im Regelwerk abbildbare Komplexität zulassen Übertragungsfehler an manuellen Schnittstellen durch Vernetzung eliminieren Die richtigen Informationen zur richtigen Zeit am richtigen Ort bereitstellen Bei der MUNSCH-Chemie-Pumpen GmbH sieht man die Digitalisierung nicht als Ersatz für den Menschen, da dieser weiterhin flexibler ist als jedes System. Vielmehr wird der Ansatz verfolgt, die Digitalisierung um den Menschen herum als Unterstützung zu etablieren, damit dieser sich auf all das konzentrieren kann, was die Digitalisierung dem Mensch nicht abnehmen kann.

19 Lean und Industrie Ausblick Durchgängigen Datenfluss in gesamter Fertigung ermöglichen: Fertigungsprogramme aller im Produktkonfigurator variablen Merkmale automatisiert generieren und auf den Maschinen bereitstellen Entwicklung einer Softwareplattform zur Generierung und Verwaltung von NC- Programmen Just-in-Time Gedanken auf Informationsfluss in Montage und Logistik übertragen (Individuelle Besonderheiten und Prüfgrößen anzeigen) Wer die Produktvarianz standardisiert, kann in Stückzahl eins fertigen wie in Serie

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21 Interesse geweckt? Angebote Qualifizieren 9. April 9:00 16:00 Uhr 12. November 9:00 16:00 Uhr Darmstadt, TU Lichtwiese