Industrie 4.0 in der Praxis Durchgängige Prozesse mit TLM und NC Simulation zur optimalen Maschinenauslastung

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1 Industrie 4.0 in der Praxis Durchgängige Prozesse mit TLM und NC Simulation zur optimalen Maschinenauslastung Expertenforum Mannlose Fertigung Liebherr Verzahntechnik Kempten Thomas Mücke

2 Industrie 4.0 in der Praxis Agenda Kurze Unternehmensvorstellung Industrie 4.0 Realisierung am KIT Ganzheitliche Prozesskettenbetrachtung Notwendigkeit von sicheren Prozessen

3 TDM Systems innerhalb des Sandvik Konzerns Sandvik Machining Solutions Kunden Kompetenzzentrum für Werkzeugdatenverwaltung

4 Generelle Integrationen Funktionen: Integrationen von TDM im Prozess

5 TDM Systems Überblick Die Spezialisten für Produktivitätssteigerung Weiterentwicklung der TDM- Software im Hinblick auf Industrie 4.0 TDM-TLM ist die übergreifende IT-Strategie für die Handhabung von Werkzeugen in produzierenden Unternehmen Das Werkzeug als Produktivitätsfaktor im Fokus TDM-TLM ist ein wesentlicher Bestandteil für die Digitalisierung der Prozesse

6 Horizontale Integration Integrationen / Szenario Virtuelle Welt Planung Betriebsw. Ablauf ERP / PPS Technischer Ablauf CAD / CAM Kundenauftrag Fertigungsauftrag Produktionstechnischer Ablauf Konstruktion NC-Erstellung Simulation BDE / MDE DNC Reale Welt Fertigung

7 Vertikale Integration Video Quelle : ABB Ltd

8 Was bringt uns das? Verbesserungsprozess bei technischen und betriebsw. Abläufen Reduzierung Rüstzeit Kapitalbindung Maschinenstillstände Vermeidung mehrfache Datenpflegen Daten-Redundanzen Technische Optimierung Schnittwerte Rückführung von Produktverbesserungen an der Maschine Beispiel

9 Produktkosten Produktkosten werden maßgeblich durch die Konstruktion beeinflusst Kundensicht Allowable costs (Erlaubte Kosten): aus Sicht des Kunden Gesamtkosten Herstellkosten = Materialkosten + Fertigungskosten Selbstkosten = Herstellkosten + Verwaltungs-/Vertriebskosten (ohne Produktentstehungskosten) + Produktentstehungskosten = Kosten für Produktentstehung Technologiesicht Drifting costs (Standardkosten): auf Basis der Technologie Quelle: Dissertation Dipl.-Wi.-Ing. Gunter Meier 2011 / KIT-IMI

10 Produktkosten / Produktneuheiten Produktkosten werden maßgeblich durch die Konstruktion beeinflusst Quelle: Reiner Heimsoth Konzeption und Realisierung einer standortübergreifende Konsolidierung der Produktentwicklung durch eine konzernweite Integration verschiedener ERP-Systeme mittels PDM, 2006 Quelle: VDMA Kennzahlen zu Forschung und Innovation im Maschinenbau Mai 2014

11 Ermittlung Kosten / Arbeitsplan in der Konstruktion mit Simus Systems 3D - Geometrieanalyse CAD-System Werkstoffe Stundensätze Arbeitsplan Maschinen Technologiedaten Werkzeuge Kalkulation ERP

12 Autom. NC-Programmierung CAMWorks 3D - Geometrieanalyse CAM-System Werkstoffe Stundensätze NC-Programm Maschinen Technologiedaten Werkzeuge Werkzeuginformationen

13 MES-System Darstellung in Real-time Soll / Ist Messbare Ergebnisse, kann man optimieren- Einführung von KVP-Prozessen auf Basis der Maschinendaten Geplante Menge Optimierugspotenzial Ist- Menge

14 MES-System Ermittlung von OEE 4 TPM/KVP mit ERP Integration Soll-Ist Vergleich Wurde das heutige Ziel erreicht? 3 Visualisierung / OEE Webbasierte OEE Visulisierung Performance Auswertung 2 Status-Editor Signal-Normalisierung Generierung von einheitlichen Maschinenzuständen mittels Status-Editor 1 Maschinensteuerung/PLC Integration Siemens 840D Siemens S5/S7 Heidenhain OPC/OPC-UA Fanuc Mazak OEE = overall equipment efficiency

15 Horizontale Integration Virtuelle Welt Planung Betriebsw. Ablauf ERP / PPS Technischer Ablauf CAD / CAM Kundenauftrag Fertigungsauftrag Produktionstechnischer Ablauf Konstruktion NC-Erstellung Simulation BDE / MDE DNC Reale Welt Fertigung

16 Smart Factory Vernetzung in Verbindung mit Industrie 4.0 Rückmeldung Auftragsdaten BDE Schnittwerte, Bearbeitungszeit Standzeiten Wkz-Daten, TOA-Daten Artikelstamm Beschaffung Lagerbewegung Wareneingang Reparatur Stammdaten Wkz NC-Programme Auftragsstatus NC-Programme Werkzeuglisten Auftragsdaten Wkz-Daten Wkz-Daten Nettobedarf Wkz Tooloffset- Dateien (TOA) Solldaten Auftragsdaten DNC MDE Physisches Werkzeug vom Voreinstellgerät zur Maschine Istdaten Physisches Werkzeug vom Lager zum Voreinstellgerät NC-Daten Wkz-Daten

17 Smart Factory Vernetzung in Verbindung mit Industrie 4.0 Rückmeldung Auftragsdaten BDE Schnittwerte, Bearbeitungszeit Wkz-Daten, TOA-Daten Materialstamm Beschaffung Lagerbewegung Wareneingang Reparatur Stammdaten Wkz NC-Programme Auftragsstatus NC-Programme Werkzeuglisten Auftragsdaten Wkz-Daten Wkz-Daten Nettobedarf Wkz Tooloffset- Dateien (TOA) Solldaten Auftragsdaten DNC MDE Physisches Werkzeug vom Voreinstellgerät zur Maschine Istdaten Physisches Werkzeug vom Lager zum Voreinstellgerät NC-Daten Wkz-Daten

18 Smart Factory Vernetzung in Verbindung mit Industrie 4.0 Rückmeldung Auftragsdaten BDE Auftragsstatus Auftragsdaten Auftragsdaten NC-Daten MDE Wkz-Daten

19 Smart Factory Vernetzung in Verbindung mit Industrie 4.0 NC-Programme NC-Programme Auftragsdaten DNC NC-Daten Wkz-Daten

20 Smart Factory Vernetzung in Verbindung mit Industrie 4.0 Schnittwerte, Bearbeitungszeit Wkz-Daten, TOA-Daten Materialstamm Beschaffung Lagerbewegung Wareneingang Reparatur Stammdaten Wkz Auftragsstatus Werkzeuglisten Wkz-Daten Wkz-Daten Nettobedarf Wkz Tooloffset- Dateien Solldaten Auftragsdaten Istdaten NC-Daten Wkz-Daten

21 Partnerverbund Realisierung Industrie 4.0 Collaboration LAB beim KIT gemeinsamer Praxis-Tag mit Live-Demo am beim KIT in Karlsruhe Stand März 2015

22 Voraussetzungen für mannlose Fertigung Konzept beim KIT - Grundlage für eine effektive Produktion Konstruktion fertigungsgerechte Bauteile Sicherstellung, dass die Bauteile auch kostengünstig hergestellt werden können NC-Programmierung Verwendung von praxiserprobten Schnittwerten Sichere und gute technologische Erfahrungswerte NC- Simulation Möglichkeit zur Simulation mit der realen Bestückung des Werkzeugmagazins >> möglich aufgrund der Integrationen, wie im Gesamtkonzept dargestellt.

23 Simulation TDM - VERICUT Ablauf VERICUT 1 Auswahl Werkzeugliste TDM Tool Manager TDM Werkzeugliste autom. Umwandlung in internes Format 2 Geometrieparameter & Technologiedaten der notwendigen Werkzeuge Spezifischer STEP-File 3 Unterstützung aller gängigen Werkzeuge fürs Bohren, Fräsen und Drehen

24 Simulation TDM - VERICUT Video

25 NC-Simulation mit realem Abbild der Steuerung Simulation auf Basis des NC-Programmes während der Planung NC-Simulation TDM Werkzeugliste Keine Kollision Simulation auf Basis des NC-Programmes vor Produktionsstart NC-Simulation Auslesen des aktuellen Werkzeugmagazins TDM Werkzeugliste Kollision

26 Notwendigkeit sicherer Prozesse Voraussetzung für mannlose Fertigung technische Sichtweise betriebswirtschaftliche Sichtweise Konstruktion Fertigungsgerecht standardisierte Bauteilkonstruktion Auftragszentrum Optimierte Auftragseinplanung NC-Programmierung Zuverlässige praxisorient. Schnittwerte NC-Simulation mit realen Bedingungen Fertigung Produktion auf geeigneten Maschine produktionstechnische Sichtweise Verknüpfung der o.g. Prozesse Bereitstellung von Betriebsmitteln Werkzeugen mit genügend Standzeiten

27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit zu durchgängigen Prozessen mit TLM und NC Simulation