Energieeffizienz und Digitalisierung im Werkzeugmaschinenbau

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1 Energieeffizienz und Digitalisierung im Werkzeugmaschinenbau 6. Kongress»Ressourceneffiziente Produktion«Leipzig - 6. Februar 2019 Christian Hössel Deckel Maho Seebach GmbH Mark Richter Fraunhofer IWU 1

2 Unternehmensvorstellung DECKEL MAHO Seebach GmbH Hochtechnologie mit langer Tradition Produktion von Werkzeugmaschinen seit mehr als 100 Jahren 100%ige Tochter der DMG MORI AG Größter Werkzeugmaschinenhersteller in den neuen Bundesländern Ca. 800 Beschäftigte am Standort Produktionsausstoß von Maschinen p.a. Ganzheitliche Technologielösungen in der 5-Achs-Fräsbearbeitung inkl. Automation Medical Excellence Center für TurnKey Projekte 2

3 Industrie 4.0 Digitalisierung in der Produktion Zukunftsfabrik GESCHÄFTSMODELLE transparent, flexibel, nachvollziehbar. WERKSTOFFE kennen ihre spez. Eigenschaften. PROZESSE kennen ihre Parameter, passen sich an. Wertschöpfung kennen ihre Eigenschaften und Historie. PRODUKTE synchronisieren Energieangebot/-verbrauch. ENERGIE/EVU MENSCHEN kommunizieren, interagieren, entscheiden. Linked Factory kennen ihre Fähigkeiten, fertigen autonom. MASCHINEN PROZESSKETTEN bilden sich ad-hoc/ressourcenadaptiv. Wissen Entscheidungen FABRIKBETRIEB setzt verfügbare Ressourcen optimal ein. Informationen Smart Data intuitiv, echtzeitnah, kontextbezogen INTERAKTION operieren, adaptieren sich selbstständig. PRODUKTIONSSYSTEME Daten Big Data Simulation, prognosebasierte Absicherung. DIGITALE FABRIK 3

4 Digitalisierungsstrategien Drei unternehmerische Perspektiven 1 Produkt 3 Fabrik Vernetzte, intelligente Maschinen 2 Prozess Optimierung der Leistungserstellung Vernetztes, intelligentes, aktives Energiemanagement 4

5 Digitalisierungsstrategien - Prozessperspektive Digitale Montage Mehr als nur Visualisierung 5

6 Digitalisierungsstrategien - Prozessperspektive Shopfloor-Monitor Key Facts Montagestatus Personalisierung über Card-Reader Bereitstellung individualisierter Informationen Unterstützung des Workflows über 23 -Touchscreen und App-Struktur Auftragsinformationen Stückliste Konstruktionsauftrag Verkaufsauftrag Fehlteile techn. Unterlagen Zeichnungsdownload Auftragsstatus Workflow Materialabruf Staplerleitsystem Eskalations-Mgmt. Reklamations- Mgmt. Arbeitsgänge melden Datenerfassung Fertigmeldung von Arbeitsschritten und Rückmeldung ins ERP-System Arbeitszeiten Störzeiten Zusatzzeiten 6

7 Digitalisierungsstrategien - Prozessperspektive Während der Shopfloor-Monitor stets projektbezogene Informationen an den Mitarbeiter liefert, aggregiert die Tabletsoftware diese, sodass Meister und AV schnellstmögliche Entscheidungen zur Problemlösung treffen können. Alle Funktionen des SFM sollen ebenfalls erhalten bleiben. 7

8 Digitalisierungsstrategien - Fabrikperspektive Digitaler Zwilling Facility Management und Fabrikplanung 8

9 Digitalisierungsstrategien - Fabrikperspektive Digitalisierung von Gebäude- und Grundstückdaten Installation regenerativer Energien inkl. Steuerung Erfassung prüfpflichtiger Anlagen + Gebäudeinstallation Erfassung Layoutdaten und Flächenbilanzen Intensivierung Kooperation mit GEE und IWU Aktives Lastenmanagement von Energieströmen ZIEL Design eines digitalen Abbildes der DECKEL MAHO Seebach GmbH mit allen relevanten Gebäude- und Inventardaten (prüfpflichtige Anlagen, Flächenbilanzen, Architekturdaten in 2D und 3D, Installationspläne) als Planungsgrundlage und Simulation von Material- Informations- und Energieströmen. 9

10 AP 7.1»ZIEL«- Aktives Energiemanagementsystem Algorithmen und Methoden für ein Zukunftsfähiges Intelligentes Energie- und Lastmanagement Aktives Energiemanagement Steuerung/Regelung Energiequellen, -senken und -speichern Energiemärkte Geschlossene Kreisläufe Energiespeicherung/ -rückführung EVU Regenerative Energien dezentrale Erzeugung und Nutzung Gebäudeinfrastruktur/ -leittechnik Verknüpfung mit Produktionstechnik MES GLT»ZIEL«ZIEL* Produktionsplanung/ -steuerung energie-/kostenadaptiv Halle/Standort Maschine Anlage ZIEL* 10

11 AP 7.1»ZIEL«- Aktives Energiemanagementsystem Produktionsplanung - Simulationstools und Workflow Produktnachfrage BHWK, PV-Anlage Prognose Eigenerzeugung Fester Energietarif Variabler Energietarif Prognose Preisverlauf Identifikation und Beschreibung relevanter Eingangsgrößen Startlösung Produktionsplan Maschinenbelegungsplan( Referenzplan) Szenario Rescheduling Maschinenbelegungsplan Logikmodul Simulation Leistungsfluss Steuerung/Regelung+ Bewertung OK? Signal Neuplanung ZIEL - System Planung und Optimierung Referenzbetrieb Kombinierte Energie- und Materialflusssimulation (Betrieb mit ZIEL-System) Validierter Produktionsplan 11

12 AP 7.1»ZIEL«- Energiesensitive Produktionsplanung Kombinierte Energie- und Materialflusssimulation für Produktionsanlagen, UND Produktions- und Gebäude-Infrastruktur Fördertechnik Freie Parametrierung Beleuchtung Druckluftstation Generischer Energiebaustein Energiesensitive Materialflussplanung Quelle: Produktionsanlage, Produktionshalle Trafostation, Energiespeicher Lüftungsanlage 12

13 AP 7.1»ZIEL«- Energiesensitive Produktionsplanung Kombinierte Energie- und Materialflusssimulation für Produktionsanlagen, UND Produktions- und Gebäude-Infrastruktur Bereich»Mechanische Fertigung«22 Maschinen zur spanenden Bearbeitung Erfassung/Analyse Messdaten Ableitung Betriebszustände und mittlere Leistungsniveaus für Parametrierung Modell Maschinennahe Energiespeicher Quelle: 13

14 Energieeffizienz und -flexibilität durch Digitalisierung! Mark Richter Christian Hössel