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Artikel und Hintergründe zum Thema

Digitalisierung

Andreas Mühlbauer,

Was Automatisierung heute leisten kann

Viele Unternehmen scheuen sich vor der Automatisierung und Digitalisierung ihrer Produktion. Bei der Überwindung entsprechender Hemmnisse hilft der Maschinenbauer DMG Mori seinen Kunden und unterstützt sie, um neue Herausforderungen zu meistern.

Bei Hydac Technology sind auf 33 m Breite sechs NHX 4000 mit einem 48-fach-Palettenspeicher automatisiert. Zusätzlich wurde ein Werkzeugspeicher mit bis zu 4.000 Plätzen in das System integriert. © DMG Mori

Die Zerspanung ist bis heute vielerorts Mittel der Wahl, um Bauteile herzustellen. Das erklärt die bis heute ungebrochene Nachfrage nach CNC-Maschinen. Wurden auf den Anlagen früher oftmals Großserien gefertigt und waren mehrjährige Rahmenverträge zwischen Zerspanern und OEMs der Standard, geht der Trend heute oftmals zu kleineren Losgrößen. Volatile Märkte oder kürzere Reaktionszeiten bestimmen die Wirtschaft zusätzlich. Daraus resultieren Veränderungen auf allen Unternehmensebenen, allen voran der technischen. Industrie 4.0 ist der wohl populärste Begriff für diese Veränderungen. Der Forschungsbeirat Industrie 4.0 veröffentlichte jüngst sogenannte "Blinde Flecken in der Umsetzung von Industrie 4.0". Die Studie befasst sich vor allem mit den Hemmnissen, für die die Industrie zeitnah Lösungen braucht.

Die Wissenschaftler benennen in ihrer Auswertung drei Hemmnis-Kategorien: den fehlenden Startimpuls für die Digitalisierung, mangelnde Strategiefähigkeiten und interne Umsetzungsprobleme. Beispiele für einen fehlenden Startimpuls können ein anstehender Generationenwechsel sein oder schlicht die fehlende Notwendigkeit, zu digitalisieren. Zurückhaltung in der Digitalisierung ist laut Studie auch dort erkennbar, wo Branchen durch langlebige Investitionsgüter geprägt sind: "Haben sich beschaffte Anlagen amortisiert, besteht seitens der Unternehmen kaum ein Interesse an digitalen Innovationen bestehender Anlagen, wie vorausschauender Wartung oder an einem schnellen Ersatz der Anlagen durch eine neue digitalisierte Generation. Entsprechend werden kaum Anforderungen an die Maschinen- und Anlagenbauer zur (nachträglichen) Digitalisierung ihrer Produkte gestellt."

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Fachkräftemangel als gravierender Faktor

Unter die Kategorie der mangelnden Strategiefähigkeiten fallen beispielsweise Hemmnisse wie der unklare wirtschaftliche Nutzen von Digitalisierungsprojekten. So müssten etwa für die Automatisierung von Produktionsplanung und -steuerung ausreichende Daten vorhanden sein. Dies wiederum bedingt Sensorik an Maschinen und entsprechende Speicher- und Analysefähigkeiten – beides fehlt häufig. Der Fachkräftemangel zählt bei den internen Umsetzungsproblemen zu den gravierendsten Faktoren. Allein für die Metallindustrie wurde bereits vor einigen Jahren eine Arbeitskräftelücke von geschätzt 40.700 mit steigender Tendenz prognostiziert. So stieg über das vergangene Jahrzehnt allein in der Altersklasse 60+ in der Metall- und Elektroindustrie die Zahl der Arbeitnehmerinnen von 85.000 auf etwas mehr als 300.000. Die Rückläufigkeit in der Gruppe der 40- bis 49-Jährigen ist ein weiteres Alarmsignal, dass der Fachkräftemangel seinen Peak noch nicht erreicht hat.

Hinzu kommt, dass in der nahen Zukunft nicht mit Verbesserungen zu rechnen ist, da es an Nachwuchs fehlt. Ralf Riedemann, Direktor und CTO bei DMG Mori, fügt den drei genannten Hemmnissen noch ein weiteres hinzu: "Viele Unternehmen haben Angst, mit Automation und Digitalisierung, einen statischen Invest zu tätigen. Die Verantwortlichen fokussieren dabei zumeist die Frage, ob sich mit einer Anschaffung auch wirklich alle Anforderungen abdecken lassen – heute und in Zukunft." Diese Herangehensweise sei aber nicht sinnvoll. Vielmehr müsse man sich fragen, welche Form der Automatisierung auf lange Sicht den entscheidenden Mehrwert bringt.

Wie aber begegnen Unternehmen dieser Gemengelage aus Herausforderungen? Wie bleiben sie wettbewerbsfähig und ausreichend flexibel? Wie lässt sich dem Druck der Globalisierung standhalten? Wie bleibt man ungeachtet der geopolitischen Entwicklungen resilient? Wie machen sich Unternehmen frei von Abhängigkeiten wie Losgrößen und Variantenreichtum? Ralf Riedemann erklärt: "Automatisierung und Digitalisierung sollte man als Investition in die Zukunft betrachten und sich dafür bei Bedarf auch einen Partner an Bord holen. Auf lange Sicht resultieren daraus neben den wirtschaftlichen Vorteilen auch Argumente, um junge Fachkräfte für sich zu gewinnen." Unmittelbar spürbar für die Unternehmen ist aber vor allem die Entlastung der älter werdenden Zerspaner durch eine Erhöhung des Automatisierungsgrades. Mit einem weiteren Vorteil: Man hält das unverzichtbare Know-how dieser Mitarbeitenden so lange wie möglich im Unternehmen.

Automatisierte Fertigungsanlage

Der zentrale Werkzeugspeicher bietet Platz für bis zu 4.000 zusätzliche Werkzeuge. © DMG Mori

Prominentes Beispiel für automatisiertes und auf die Zukunft ausgerichtetes Fertigen ist die Firma Hydac. Das Unternehmen mit Sitz in Sulzbach fertigt Komponenten und Systeme für die Industrie- und Mobilhydraulik und nutzt dafür auch eine hochautomatisierte Fertigungsanlage von DMG Mori. Auf ihr werden hydraulische Komponenten für mobile und stationäre Anwendungen gefertigt. Das Teilespektrum umfasst über 3.000 unterschiedliche Werkstücke in unterschiedlichsten Losgrößen. Die hochautomatisierte Zelle bedient sechs NHX-4000-Horizontal-Bearbeitungszentren über ein Palettenpoolsystem. Der Leitrechner LPS 4, der das Gesamtsystem steuert und unter anderem Informationen über Aufträge, Status und Werkzeuge verwaltet, bietet eine bidirektionale Schnittstelle zum ERP-System von Hydac. Das Novum: ein zentraler Werkzeugspeicher für bis zu 4.000 Werkzeuge inklusive entsprechender Leitsoftware von DMG Mori, verbunden mit einem firmenübergreifenden Werkzeugverwaltungssystem des Kunden. Hydac ließ dieselbe Lösung auch in seinem Werk in China realisieren und mittlerweile vier weitere NHX4000 und ein zusätzliches Palettensystem in die Anlage in Sulzbach integrieren.

Klassische Grenzen transformieren sich

Unter Automatisierung versteht man die Übernahme von Aufgaben beispielsweise durch Roboter oder eine Software, die bisher durch den Menschen erledigt wurden. Digitalisierung lässt sich weniger scharf abgrenzen und definieren. Sie beschreibt unter anderem das Vernetzen von Maschinen und Produktionsanlagen. Digitalisierung und Industrie 4.0 verändern die Produktion und damit die Kommunikationsbeziehungen. Die bisher gültigen Grenzen der klassischen Automationspyramide von der Feldebene bis zur Unternehmensleitebene lösen sich auf oder transformieren sich zu cyberphysischen Produktionssystemen. Deren wesentliche Attribute sind Effizienz, Flexibilität und Anpassungsfähigkeit.

"Grundvoraussetzung für diesen Wandel und eine zukunftsfähige Automatisierung sind immer stabile Produktionsprozesse", erläutert Riedemann. Gleichbleibende Rohteilqualitäten, die Werkzeugüberwachung, das Span- und Kühlmanagement oder wiederholgenaue Spannvorgänge seien nur einige von vielen Stellschrauben. Er stellt aber auch klar: "Wenn wir bei DMG Mori von Automatisierung sprechen, sind dies Lösungen, die zusätzlich und als Ergänzung zum Handling von Werkstücken, Werkzeugen und auch Spannmitteln eingesetzt werden." Zum Grundverständnis zählen für den Ingenieur Lösungen, bestehend aus Maschine und Automation, die skalierbar sind und sich erweitern lassen. So werden aus Einzellösungen Systeme, in denen CNC-Maschinen, Peripherietechnologien und Leitsysteme miteinander vernetzt sind.

DMG Mori verfügt über ein Netzwerk an Partnern, um Automatisierungsanforderungen jeder Art zu bedienen. Bereits in der Gegenwart sind vereinheitlichte Schnittstellen ein wesentlicher Teil der Technologieentwicklung bei DMG Mori. Historie, interdisziplinäres Fachwissen, großes Maschinen- und Automatisierungsportfolio und individuelle Finanzierungsmöglichkeiten machen den Werkzeugmaschinenbauer zu einem Partner, mit dem Unternehmen die eingangs aufgezeigten Hemmnisse überwinden und sich neuen Herausforderungen stellen können.

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