Zukunft der Produktion gestalten - resultierende …...Ziel: Rüstprozess mit möglichst wenig...
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Herr Heribert Wille| Berlin, 23.06.2016
Zukunft der Produktion gestalten - resultierende Anforderungen Kongress Produktionsforschung 2016
© Heidelberger Druckmaschinen AG
Agenda
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1. Überblick
2. Anforderungen PLM Prozessregelung Produktionssteuerung
3. Zusammenfassung / Fazit
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Prozessregelung
Einsatz von Sensorik sowie Monitoring und Regelung zur
kontinuierlichen Optimierung der Prozesse
Effiziente Produktionsplanung und
minimale Rüstzeit auch bis zur Losgröße 1
Produktionssteuerung
Anforderungen - Überblick
Hardware Software
PLM
CAD/CAM: Durchgängig und wertschöpfend von der
Produktentwicklung bis zum Produktionsauslauf
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Prozessregelung
Einsatz von Sensorik sowie Monitoring und Regelung zur
kontinuierlichen Optimierung der Prozesse
Effiziente Produktionsplanung und
minimale Rüstzeit auch bis zur Losgröße 1
Produktionssteuerung
Anforderungen – PLM
PLM
CAD/CAM: Durchgängig und wertschöpfend von der
Produktentwicklung bis zum Produktionsauslauf
Hardware Software
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Automatisierte CAM-Datengenerierung PLM - Software
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Arbeitsvorbereitung
HDM NC-Inform
3D-Fertigungsinformationen einbringen
HDM TE / Siemens PMI
3D-Fertigungsinformationen einbringen
HDM NC-Automat
NC-Programmierung 3D-Modell und
3D-Fertigungsinformationen automatisiert bearbeiten
Entwicklung Fertigung
Option „PMI“
HDM TE
Anforderung: Single Source of Truth: Automatisierte CAM-Datengenerierung Ziel: Minimaler Zeitaufwand bei der Vorleistungserstellung Beispiel: CAM-Datengenerierung und Weiterverwendung bei Heidelberg
HDM TE: Heidelberger Druckmaschinen – Technische Elemente HDM NC-Inform: Heidelberger Druckmaschinen – NC- Informationen (Erweiterung/Add-on von Heidelberg zu Siemens PMI) Siemens PMI: Product and Manufacturing Information
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Skalierbare PLM-Kette PLM – Software und Organisation
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Anforderung: Vollständig vernetzte und flexible IT-Systeme entlang der PLM- Prozesskette Ziel: Umsetzung einer skalierbaren Planung mit dem Ziel eines wirtschaftlichen Optimums in der gesamten Prozesskette
Praxisbeispiel: 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
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Automatisierte Schnittwertberechnung für Werkzeuge PLM - Software
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NX-CAM Interaktiv
NX-CAM NC-Automat Werkstatt
Schnittwertberechnung Schnittwertmodul 2.0
Datenbereitstellung SAP
Schneidstoff Schnittwerte Werkstoff Zuordnung
Anforderung: Automatisierte Berechnung und direkte Integration der richtigen Schnittparameter von Werkzeugen in das NC-Programm
Ziel: Maximale Automatisierung bei der NC-Programmerstellung Zentrale Datenpflege im ERP-System (Enterprise Research Planner)
Umsetzungsbeispiel: Schnittwertmodul 2.0 von Heidelberg in Umsetzungsphase
Schnittstelle an der WZ-Maschine erforderlich!
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Werkzeugverwaltung in Maschinennähe PLM – Hardware und Software
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Anforderung: Tool zur optimalen Werkzeugbereitstellung - einschließlich geeigneter Lager und Versorgungsmodule
Ziel: Rüstprozess mit möglichst wenig Zeitaufwand
Beispiel: Standardwerkzeug (in Maschine) / Stammwerkzeuge (an Maschine)
• 4-5 Werkzeuge im WZ- Magazin festcodiert • 20 Werkzeuge am Arbeitsplatz freicodierbar • Keine/geringe Rüstaufwände
• Alle Werkzeugdaten in der Maschinensteuerung hinterlegt
• Keine/geringe Rüstaufwände
Standard- und Stammwerkzeuge Stammdaten in der Steuerung
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Prozessregelung
Einsatz von Sensorik sowie Monitoring und Regelung zur
kontinuierlichen Optimierung der Prozesse
Effiziente Produktionsplanung und
minimale Rüstzeit auch bis zur Losgröße 1
Produktionssteuerung
Anforderungen - Übersicht
PLM
CAD/CAM: Durchgängig und wertschöpfend von der
Produktentwicklung bis zum Produktionsauslauf
Hardware Software
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Automatisierte Diagnose des Gesamtsystems Prozessregelung – Hardware und Software
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Anforderung: Automatisierte Zustandserfassung mittels Sensortechnik und Steuerungstechnologie zur Steigerung der OEE
Ziel: Reduktion von ungeplanten Ausfällen, effizientere Personalplanung/-Steuerung und Komponentenschutz
Umsetzungsbeispiel: „Comara“ Condition Monitoring
Manuelle Erfassung physikalischer Größen
1. Schwingungen 2. Geometrie
3. Stromdaten
Automatisierte Erfassung und Auswertung
Intelligente Sensorik
Steuerungsdaten
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High dynamic cutting - HDC Prozessregelung – Hardware und Software
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Anforderung: Das Programmiersystem berechnet die Werkzeugbahn so, dass eine konstante (Mitten-)Spandicke erreicht wird
Hohe Dynamik und Verschleißfestigkeit der Maschinenelement und leistungsstarke Steuerung erforderlich.
Ziel: Reduzierung von Bearbeitungszeit und Werkzeugkosten
Umsetzungsbeispiel: Trochoidales Fräsen
ℎ𝑚𝑚 = 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘 ℎ𝑚𝑚 = 𝑓𝑓𝑧𝑧 ×
𝑎𝑎𝑒𝑒𝐷𝐷
Vorteile:
• Prozesssichere Bearbeitung durch • konstante Mittenspandicke (ℎ𝑚𝑚) • geringe Umschlingungswinkel • bessere Späneabfuhr
• Reduktion von Werkzeugkosten durch bessere Ausnutzung der Schneidenlänge
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Prozessoptimierung (z.B. Erhöhung des programmierten Bahnvorschub) zur Senkung von Bearbeitungszeiten bei gleichzeitiger Gewährleistung der Prozesssicherheit
High dynamic cutting - HDC Prozessregelung – Hardware und Software
Quelle: Comara KG - http://www.comara.de/icut/
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SMART-Tool – offene Schnittstellen Prozessregelung – Hardware und Software
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Anforderung: Unterstützung offener Standards im Bereich CNC Zugriff mittels Fremdsoft – und Hardware auf die Werkzeugmaschine Ziel: 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
Speichern/Übertragen von Daten Messen prozessinterner Größen
Aktualisierung des Lagerortes/Aufenthaltsortes der Werkzeugkomponentenindividuen
in Echtzeit
Bereitstellen und Empfangen von Daten zur Automatisierung des Informationsaustauschs
und Reduktion des manuellen Aufwands
Messung und Aufnahme von Größen aus dem Werkzeugeinsatz, die nicht über die
Steuerung erfasst werden können
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Prozessregelung
Einsatz von Sensorik sowie Monitoring und Regelung zur
kontinuierlichen Optimierung der Prozesse
Effiziente Produktionsplanung und
minimale Rüstzeit auch bis zur Losgröße 1
Produktionssteuerung
Anforderungen - Übergreifend
PLM
CAD/CAM: Durchgängig und wertschöpfend von der
Produktentwicklung bis zum Produktionsauslauf
Hardware Software
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MES/Manufacturing Execution Systems Hardware und Software
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Anforderung: Konnektivität von Bearbeitungsmaschinen an übergeordnetes System MES
Ziel: Zugänglichkeit und Transparenz zu Auftrags- und Maschinendaten Beispiel: MES
Datenschnittstelle zu übergeordnetem System MES:
• Remote Update & Servicediagnose
• BDE- Auftragsdaten
• Qualitätsdaten
• Energiedaten
• Instandhaltung
TPM-Daten übermitteln, z.B. Wartungsanforderung
MES
Bearbeitungsmaschine
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Digitalisierung bis an den Ort der Wertschöpfung
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Anforderung: Werkerinformationssystem an der Maschine. Konzentration auf Auftrags-, Prozess- und Maschinendaten
Ziel: Volldigitale Produktion an der Werkzeugmaschine - ohne Systembrüche
Beispiel: Bei Heidelberg erste Ansätze an der Liebherr LC300/600 im Bereich Zahnradfräsen
LHGe@rTec von Liebherr Celos von DMG
Quelle: Liebherr GmbH
Quelle: DMG Mori AG • Multi-Touch-Bedienung • graphische Eingabeunterstützung • Integration von Zusatzdokumentation Zeichnungen, Arbeitspläne ……
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Statistik
GJ 13 GJ16
190 150
55 10 Scans
Infiziert
Lokaler Virenschutz bei Bearbeitungsmaschinen
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Anforderung: Lokaler Virenschutz bei Bearbeitungsmaschinen Leistungsstarke Hardware Langfristiger Support der Betriebssysteme
Ziel: Gefahren durch steigende Vernetzung und Cyber-Attacken gerecht werden.
Beispiel: Erster Schritt: Vollautomatischer Scan durch Steuerapplikation NetScan und Scan von externen Datenträgern
NetScan
NetScan
NetScan Maschine 1 Maschine 2 Maschine n
ADD- ON Steuer- Applikation 1
n
Installierter Virenscanner
Prüfobjekte
Scan von Bearbeitungsmaschinen Scan von externen Datenträgern
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Fazit
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PLM
Durchgängig und verschwendungsfrei von der Produktentwicklung bis zum
Produktionsauslauf
Prozessregelung
Einsatz von Sensorik sowie Monitoring und Regelung zur
kontinuierlichen Optimierung der Prozesse
Effiziente Produktionsplanung und
minimale Rüstzeit auch bis zur Losgröße 1
Produktionssteuerung
• Schnittwertberechnung • Dezentrale Werkzeug-
verwaltung • Automatisierte CAM-
Daten • Skalierbare PLM Kette
• Prozessregelung • Automatisierte Diagnose • HDC (High dynamic
cutting) • Offene Schnittstelle
• MES • WIS ( Werker-
informationssystem) • Lokaler Virenschutz
Schwerpunkt verschiebt sich mehr integrierte Softwarelösungen notwendig.
Herr Heribert Wille| Berlin, 23.06.2016
Zukunft der Produktion gestalten - resultierende Anforderungen Kongress Produktionsforschung 2016