An neuen Geschäftsmodellen und Digitalisierungslösungen zur Produktivitätssteigerung führt im Bereich des Werkzeugbaus und der Serienproduktion in Zukunft kein Weg vorbei. Die Herausforderung ist letztlich, all das konkret im Unternehmen umzusetzen. Im Rahmen des Forschungsprojektes „WerkPriMa – Entwicklung vorausschauender Wartungssysteme für Werkzeugbaubetriebe und Serienproduzenten“ haben verschiedene, namhafte Projekteilnehmer aus Universität, Forschung und Industrie zusammengearbeitet um einen Handlungsleitfaden für Unternehmen zu erstellen. Mit dabei: Sauer & Sohn.
Als Projektteilnehmer hat Sauer & Sohn unter der Marke Condamos in enger Abstimmung mit Serienproduzenten aus Spritzguss- und Umformindustrie ganzheitliche Digitalisierungslösungen für Werkzeugmacher und Serienproduzenten entwickelt. Grundlage ist dabei das vorhandene Prozesswissen sowohl hinsichtlich der verschiedenen Formgebungsprozesse in der Produktion als auch im Formen- und Werkzeugbau. So entwickelten die Experten modular aufgebaute Soft- und Hardwarelösungen, die die relevanten Prozessparameter erfassen, dokumentieren und analysieren. Das Expertenwissen aus Formen- und Werkzeugbau und der Prozessverantwortlichen in der Serienproduktion soll die Qualität signifikant erhöhen. Am Werkzeug, aber auch am Bauteil.
Geschäftsmodelle steigern die Produktivität
Ziel der Digitalisierungslösungen ist, die Produktivität der Werkzeuge zu steigern und eine konstante Teilequalität zu gewährleisten. Dafür muss der Anwender den Zustand sämtlicher Werkzeuge im Bestand einfach, schnell und transparent in Echtzeit nachverfolgen können. Nur per Erfassung und Analyse der relevanten Prozessparameter lassen sich Werkzeug- und Produktionsausfälle sowie mindere Teilequalität in ihrer Entstehungphase rechtzeitig erkennen. So kann der Anwender bedarfsorientiert reagieren.
Im Fokus
Digitalisierungslösungen schaffen Überblick
Als zentrales Element für die Digitalisierung dient dabei die Condamos-Softwarelösung „Tool Support Management Plattform (TSM)“. Diese Plattform läuft entweder lokal im Unternehmensnetzwerk oder online in der Cloud. Dort hinterlegt der Anwender alle Werkzeuge samt entsprechender Werkzeuginformationen und ‑dokumente. In der Plattform laufen dabei alle relevanten Prozessdaten und Informationen zusammen. Die vier relevanten Kernfunktionen der Plattform sind dabei das Management, die Überwachung sowie die Dokumentation und Analyse der Werkzeuge und Prozesse. Dabei erfasst das System sowohl die Prozessdaten aus der Produktion als auch alle relevanten Informationen aus den Tätigkeiten des Werkzeugbaus. Die gesamten Daten visualisiert das System mittels Diagrammen und Graphen ausführlich und leicht verständlich in einem Werkzeug-Dashboard. Das Dashboard ermöglicht es so einfach und übersichtlich, die gesamte Servicehistorie und auch den Produktionsprozess jedes Werkzeugs einzusehen und zu analysieren.
Im Produktionsprozess können solche Digitalisierungslösungen sowohl das Werkzeug, die Peripheriesysteme wie Heißkanal und Temperierung als auch die Maschine überwachen. Mittels der Mould Monitoring Box „Sparrow“, einer Datenbox, die der Anwender einfach an das Werkzeug montiert, kann der Anwender mit verschiedenen Industriesensoren die relevanten Werkzeugprozessparameter während der Produktion überwachen.
Digitalisierungslösungen bringen Transparenz in den Werkzeugbau
Die Basisvariante des Sparrows arbeitet mit Thermofühlern, Dehnmessstreifen und Endschaltern. So kann das System Temperatur, Druck und Zykluszeit und ‑zahl erfassen. Je nach Anwendungsfall und Werkzeug kann der Anwender weitere Industriesensoren an diese Digitalisierungslösungen anschließen. Eine Standortüberwachung des Werkzeuges mittels GPS haben die Digitalisierungsspezialisten ebenfalls integriert. Die erfassten Sensordaten und Messwerte überträgt der Sparrow automatisch in die TSM , speichert und verarbeitet sie zudem.
Sämtliche erfassten Daten visualisiert das System dabei im Werkzeug-Dashboard je nach Sensor und physikalischer Größe mittels leicht verständlicher, übersichtlicher Graphen und Diagramme. Damit ist eine einfache Rück- und Nachverfolgbarkeit des gesamten Produktionsprozesses in Echtzeit gewährleistet. Bei einer Abweichung der Sensordaten und Messwerte gegenüber den hinterlegten Sollgrenzen erfolgt automatische eine Warnmeldung an den Maschinenbediener, der so einfach und schnell reagieren kann.
Diese Plattform bildet auch die Tätigkeiten des Werkzeugbaus ab. Dazu gehören unter anderem Wartungs‑, Reparatur‑, Optimierung- oder Änderungsaufträge die der Anwender über die Plattform erstellt, dokumentiert und analysiert. Die Aufträge lassen sich im Handumdrehen einfach und unkompliziert von der Produktion erstellen und an den Werkzeugbau weiterleiten. Der jeweilige Werkzeugmacher erledigt die ausführliche Dokumentation des einzelnen Auftrages einfach und unkompliziert in wenigen Minuten. Dabei kann der Anwender individuelle Fehlerbilder, erfolgte Maßnahmen und Ergebnisse hinterlegen. Zur detaillierten Dokumentation kann der Anwender auch verschiedene Medien wie zum Beispiel Bilder oder Videos einbinden. Eine automatische Übermittlung von Messergebnissen wie zum Beispiel aus der Heißkanal– und Temperierungsprüfung ist ebenfalls möglich.
Prozessdaten visualisieren
Die einzelnen Werkzeugaufträge des Werkzeugbaus bereitet das TSM auf und visualisiert sie neben den Prozessdaten als Servicehistorie im Werkzeug-Dashboard. Mit der Zusammenführung der Daten aus der Produktion und dem Werkzeugbau ermöglicht die TSM-Plattform somit einen aufschlussreichen Überblick über den Zustand jedes einzelnen Werkzeuges. Das funktioniert zudem auch bei mehr als tausend Werkzeugen im Bestand.
Die Analysemöglichkeiten, die sich aus diesen Digitalisierungslösungen ergeben, sind vielfältig. Bei bestehenden Werkzeugen kann der Anwender wiederkehrende Fehler oder Schäden einfach und schnell identifizieren und die Werkzeuge und den Produktionsprozess zielgerichtet optimieren. Auch die bedarfsorientierte, vorauschauende Wartung der Werkzeuge inklusive deren Planung erleichtert das System. Schließlich kann der Anwender den Werkzeugzustand detailliert nachvollziehen. So kann der Anwender zum Beispiel Probleme mit dem Heißkanal oder ein Zusetzen der Temperierkreisläufe frühzeitig erkennen.
Digitalisierungslösungen mit vielfältigen Analysemöglichkeiten
Die umfangreiche Dokumentation der Plattform kann der Anwender als Wissensdatenbank auch für die optimierte Auslegung von Nachfolgewerkzeugen nutzen. Schließlich liegen über die gesamte Lebensdauer des Vorgängerwerkzeuges detaillierte Informationen aus Produktion und Werkzeugbau vor. Dank der Konsolidierung der vorhandenen Daten sollen zukünftig Algorithmen auch Prescriptive Maintenance ermöglichen, sodass ein in Zukunft auftretendes Problem selbständig identifiziert und die passenden Maßnahmen zur Lösung automatisch angestoßen werden.