Zukunft der Produktion gestalten - resultierende Anforderungen. Kongress Produktionsforschung 2016 Herr Heribert Wille Berlin,

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1 Zukunft der Produktion gestalten - resultierende Anforderungen Kongress Produktionsforschung 2016 Herr Heribert Wille Berlin,

2 Agenda 1. Überblick 2. Anforderungen PLM Prozessregelung Produktionssteuerung 3. Zusammenfassung / Fazit 2

3 Anforderungen - Überblick PLM Prozessregelung Produktionssteuerung CAD/CAM: Durchgängig und wertschöpfend von der Produktentwicklung bis zum Produktionsauslauf Einsatz von Sensorik sowie Monitoring und Regelung zur kontinuierlichen Optimierung der Prozesse Effiziente Produktionsplanung und minimale Rüstzeit auch bis zur Losgröße 1 Software Hardware 3

4 Anforderungen PLM PLM Prozessregelung Produktionssteuerung CAD/CAM: Durchgängig und wertschöpfend von der Produktentwicklung bis zum Produktionsauslauf Einsatz von Sensorik sowie Monitoring und Regelung zur kontinuierlichen Optimierung der Prozesse Effiziente Produktionsplanung und minimale Rüstzeit auch bis zur Losgröße 1 Software Hardware 4

5 Automatisierte CAM-Datengenerierung PLM - Software Beispiel: Single Source of Truth: Automatisierte CAM-Datengenerierung Minimaler Zeitaufwand bei der Vorleistungserstellung CAM-Datengenerierung und Weiterverwendung bei Heidelberg Entwicklung Fertigung 3D-Fertigungsinformationen einbringen Arbeitsvorbereitung 3D-Fertigungsinformationen einbringen NC-Programmierung 3D-Modell und 3D-Fertigungsinformationen automatisiert bearbeiten HDM TE / Siemens PMI Option PMI HDM NC-Inform HDM NC-Automat HDM TE HDM TE: HDM NC-Inform: Siemens PMI: Heidelberger Druckmaschinen Technische Elemente Heidelberger Druckmaschinen NC- Informationen (Erweiterung/Add-on von Heidelberg zu Siemens PMI) Product and Manufacturing Information 5

6 Skalierbare PLM-Kette PLM Software und Organisation Praxisbeispiel: Vollständig vernetzte und flexible IT-Systeme entlang der PLM- Prozesskette Umsetzung einer skalierbaren Planung mit dem Ziel eines wirtschaftlichen Optimums in der gesamten Prozesskette 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 6

7 Automatisierte Schnittwertberechnung für Werkzeuge PLM - Software Automatisierte Berechnung und direkte Integration der richtigen Schnittparameter von Werkzeugen in das NC-Programm Maximale Automatisierung bei der NC-Programmerstellung Zentrale Datenpflege im ERP-System (Enterprise Research Planner) Umsetzungsbeispiel: Schnittwertmodul 2.0 von Heidelberg in Umsetzungsphase Datenbereitstellung SAP Schnittwerte Schneidstoff Werkstoff Zuordnung Schnittwertberechnung Schnittwertmodul 2.0 Schnittstelle an der WZ-Maschine erforderlich! NX-CAM NC-Automat NX-CAM Interaktiv Werkstatt 7

8 Werkzeugverwaltung in Maschinennähe PLM Hardware und Software Beispiel: Tool zur optimalen Werkzeugbereitstellung - einschließlich geeigneter Lager und Versorgungsmodule Rüstprozess mit möglichst wenig Zeitaufwand Standardwerkzeug (in Maschine) / Stammwerkzeuge (an Maschine) Standard- und Stammwerkzeuge Stammdaten in der Steuerung 4-5 Werkzeuge im WZ- Magazin festcodiert 20 Werkzeuge am Arbeitsplatz freicodierbar Keine/geringe Rüstaufwände Alle Werkzeugdaten in der Maschinensteuerung hinterlegt Keine/geringe Rüstaufwände 8

9 Anforderungen - Übersicht PLM Prozessregelung Produktionssteuerung CAD/CAM: Durchgängig und wertschöpfend von der Produktentwicklung bis zum Produktionsauslauf Einsatz von Sensorik sowie Monitoring und Regelung zur kontinuierlichen Optimierung der Prozesse Effiziente Produktionsplanung und minimale Rüstzeit auch bis zur Losgröße 1 Software Hardware 9

10 Automatisierte Diagnose des Gesamtsystems Prozessregelung Hardware und Software Automatisierte Zustandserfassung mittels Sensortechnik und Steuerungstechnologie zur Steigerung der OEE Reduktion von ungeplanten Ausfällen, effizientere Personalplanung/-Steuerung und Komponentenschutz Umsetzungsbeispiel: Comara Condition Monitoring Intelligente Sensorik 1. Schwingungen 2. Geometrie Automatisierte Erfassung und Auswertung 3. Stromdaten Manuelle Erfassung physikalischer Größen Steuerungsdaten 10

11 High dynamic cutting - HDC Prozessregelung Hardware und Software Das Programmiersystem berechnet die Werkzeugbahn so, dass eine konstante (Mitten-)Spandicke erreicht wird Hohe Dynamik und Verschleißfestigkeit der Maschinenelement und leistungsstarke Steuerung erforderlich. Reduzierung von Bearbeitungszeit und Werkzeugkosten Umsetzungsbeispiel: Trochoidales Fräsen Vorteile: Prozesssichere Bearbeitung durch konstante Mittenspandicke (h mm ) geringe Umschlingungswinkel bessere Späneabfuhr Reduktion von Werkzeugkosten durch bessere Ausnutzung der Schneidenlänge h mm = ff zz aa ee DD h mm = kkkkkkkkkk 11

12 High dynamic cutting - HDC Prozessregelung Hardware und Software Quelle: Comara KG - Prozessoptimierung (z.b. Erhöhung des programmierten Bahnvorschub) zur Senkung von Bearbeitungszeiten bei gleichzeitiger Gewährleistung der Prozesssicherheit

13 SMART-Tool offene Schnittstellen Prozessregelung Hardware und Software Unterstützung offener Standards im Bereich CNC Zugriff mittels Fremdsoft und Hardware auf die Werkzeugmaschine 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 Aktualisierung des Lagerortes/Aufenthaltsortes der Werkzeugkomponentenindividuen in Echtzeit Speichern/Übertragen von Daten Bereitstellen und Empfangen von Daten zur Automatisierung des Informationsaustauschs und Reduktion des manuellen Aufwands Messen prozessinterner Größen Messung und Aufnahme von Größen aus dem Werkzeugeinsatz, die nicht über die Steuerung erfasst werden können 13

14 Anforderungen - Übergreifend PLM Prozessregelung Produktionssteuerung CAD/CAM: Durchgängig und wertschöpfend von der Produktentwicklung bis zum Produktionsauslauf Einsatz von Sensorik sowie Monitoring und Regelung zur kontinuierlichen Optimierung der Prozesse Effiziente Produktionsplanung und minimale Rüstzeit auch bis zur Losgröße 1 Software Hardware 14

15 MES/Manufacturing Execution Systems Hardware und Software Konnektivität von Bearbeitungsmaschinen an übergeordnetes System MES Beispiel: Zugänglichkeit und Transparenz zu Auftrags- und Maschinendaten MES MES Datenschnittstelle zu übergeordnetem System MES: Remote Update & Servicediagnose BDE- Auftragsdaten Qualitätsdaten Energiedaten Instandhaltung Bearbeitungsmaschine TPM-Daten übermitteln, z.b. Wartungsanforderung 15

16 Digitalisierung bis an den Ort der Wertschöpfung Beispiel: Werkerinformationssystem an der Maschine. Konzentration auf Auftrags-, Prozess- und Maschinendaten Volldigitale Produktion an der Werkzeugmaschine - ohne Systembrüche Bei Heidelberg erste Ansätze an der Liebherr LC300/600 im Bereich Zahnradfräsen Celos von DMG LHGe@rTec von Liebherr Quelle: DMG Mori AG Quelle: Liebherr GmbH Multi-Touch-Bedienung graphische Eingabeunterstützung Integration von Zusatzdokumentation Zeichnungen, Arbeitspläne 16

17 Lokaler Virenschutz bei Bearbeitungsmaschinen Beispiel: Scan von Bearbeitungsmaschinen Lokaler Virenschutz bei Bearbeitungsmaschinen Leistungsstarke Hardware Langfristiger Support der Betriebssysteme Gefahren durch steigende Vernetzung und Cyber-Attacken gerecht werden. Erster Schritt: Vollautomatischer Scan durch Steuerapplikation NetScan und Scan von externen Datenträgern Scan von externen Datenträgern Installierter Virenscanner NetScan ADD- ON Steuer- Applikation 1 Maschine 1 Maschine 2 Maschine n NetScan NetScan n Prüfobjekte Statistik GJ 13 GJ Scans Infiziert 17

18 Fazit PLM Prozessregelung Produktionssteuerung Durchgängig und verschwendungsfrei von der Produktentwicklung bis zum Produktionsauslauf Einsatz von Sensorik sowie Monitoring und Regelung zur kontinuierlichen Optimierung der Prozesse Effiziente Produktionsplanung und minimale Rüstzeit auch bis zur Losgröße 1 Schnittwertberechnung Dezentrale Werkzeugverwaltung Automatisierte CAM- Daten Skalierbare PLM Kette Prozessregelung Automatisierte Diagnose HDC (High dynamic cutting) Offene Schnittstelle MES WIS ( Werkerinformationssystem) Lokaler Virenschutz Schwerpunkt verschiebt sich mehr integrierte Softwarelösungen notwendig. 18

19 Zukunft der Produktion gestalten - resultierende Anforderungen Kongress Produktionsforschung 2016 Herr Heribert Wille Berlin,