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Interview Der Maschinenbauer und die Digitalisierung

| Autor: Mag. Victoria Sonnenberg

Die Digitalisierung boomt. Der Werkzeugmaschinenbau ebenso. Eigentlich sind beide trotz Altersunterschied ein perfektes Team. Daniel Meuris, Bereichsleiter Digitalisierung und Virtualisierung bei Klingelnberg, dazu im Interview, wie sich beides vereinen lässt.

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Daniel Meuris ist Leiter Digitalisierung und Virtualisierung bei der Klingelnberg GmbH.
Daniel Meuris ist Leiter Digitalisierung und Virtualisierung bei der Klingelnberg GmbH.
(Bild: Klingelnberg)

Klingelnberg ist ein Maschinenbauunternehmen mit Tradition. Gleich die erste gebaute Kegelrad-Wälzfräsmaschine kam 1923 mit einer kleinen Revolution auf den Markt – mit einem auf verschiedene Kegelwinkel einstellbaren Fräskopf. Heute bindet der Systemanbieter mit dem digitalen Identifikationsverfahren für Werkzeuge und Spannmittel Smart Tooling die Kegelrad-Fräsmaschine konsequent in das Themenfeld Industrie 4.0 ein. Smart Tooling ermögliche Traceability und damit den 360 Grad Blick auf die Produktionsmittel. Auf Grundlage der zusätzlich zur Verfügung stehenden Daten lassen sich zudem Optimierungspotenziale zur Prozessverbesserung erkennen.

Herr Meuris, bei Klingelnberg scheint die Digitalisierung bereits angekommen zu sein. Womit sehen Sie sich als Werkzeugmaschinenbauer aktuell konfrontiert?

Die Herausforderungen der Digitalisierung für uns als Hersteller von Werkzeugmaschinen können in drei Bereiche eingeordnet werden: technologische Herausforderungen, organisatorische Herausforderungen und Herausforderungen bei der Schaffung eines neuen Kundennutzens.

Technologische Herausforderungen

Technologische Herausforderungen beim Übergang von herkömmlichen Werkzeugmaschinen zu vernetzten, cyber-physischen Produktionssystemen sind sicherlich die Leistungsfähigkeit der vorhandenen Infrastruktur. Dazu zählen Themen wie Datenübertragung bei Echtzeitsystemen, Speicherkapazität für reale Prozessdaten und Rechenkapazität für Applikationen wie künstliche Intelligenz. Auch die IT Sicherheit nimmt natürlich bei zunehmender Vernetzung der Maschinen eine bedeutende Rolle ein. Mit zunehmender Gefahr von Hacker-Angriffen auf die Fertigungsindustrie ist es wichtig, dass es gelingt einen Sicherheitsrahmen zu schaffen, um den Know-How Schutz sowie die Ausfallsicherheit der Produktion sicherzustellen. Neben diesen Themen ist natürlich vom Betreiber von digitalen Lösungen ein erheblicher Invest in den Wissensaufbau im Bereich der Informationstechnik zu leisten. Auch wenn letztendlich externe Dienstleister einen Großteil der Entwicklung von Softwaresystemen leisten werden, muss auch der Maschinenbauer selbst eine Kompetenz vorweisen. Ohne ein Verständnis von Softwarearchitekturen, Programmiersprachen und Verteilungsprozessen kann ein Maschinenbauer nicht nachhaltig solche Lösungen entwickeln.

Organisatorische Herausforderungen

Die Organisation, die neue digitale Lösungen hervorbringt, ist nicht mehr eine hierarchische Aufbauorganisation im klassischen Sinne. Es wird Firmen des Mittelstands kaum gelingen, große Softwareabteilungen aufzubauen, um die notwendigen Kompetenzen im eigenen Hause zu haben. Vielmehr wird eine verteilte Organisation entstehen, die temporär mit Freelancern, externen Dienstleistern und zum Beispiel Hochschulen erweitert wird. Das Management dieser Netzwerke erfordert neue Denkweisen und Organisationsprozesse. Die zweite Hürde im organisatorischen Bereich, die es zu nehmen gilt, ist die Implementierung neuer Geschäftsmodelle, die nicht mehr auf den einmaligen Verkauf einer Leistung, sondern auf die kontinuierliche Wertschöpfung (zum Beispiel Pay per Use, befristete Lizenzmodelle) abzielen. Für einen Maschinenbauer der bisher vom Neumaschinengeschäft und vom After Sales Service lebt bedeutet dieser Schritt eine große Veränderung der internen Abwicklungsprozesse. Es müssen neue Voraussetzungen in den indirekten Bereichen des Unternehmens geschaffen werden, um diese Geschäftsmodelle nachhaltig zu implementieren und im besten Falle zu automatisieren.

Herausforderungen bei der Schaffung eines neuen Kundennutzens

Die Vision der Digitalisierung besteht darin, dem Kunden maßgeschneiderte Softwareprodukte zu liefern, die die Effizienz der Produktion maßgeblich erhöhen. Dies führt unweigerlich zu höherer Produktkomplexität beim Kunden. Die Akzeptanz für diese Komplexitätserhöhung geht einher mit der transparenten Schaffung eines neuen Kundennutzens. Nur wenn es gelingt, glasklar darzustellen, was der Vorteil neuer Lösungen für die Produktion ist, werden Kunden es akzeptieren, vorhandene, eingefahrene Prozesse um neue IT-Lösungen zu ergänzen.

Welche digitalen Werkzeuge kommen denn direkt bei Klingelnberg selbst zum Einsatz?

In verschiedenen Bereichen des Unternehmens bauen wir bereits auf den Nutzen digitaler Werkzeuge. Beispielsweise setzt der Service ein Augmented Reality System ein, um bei Kunden mit komplexen Problemstellung vor Ort optimalen Support bieten zu können. Über eine Cloud Lösung werden dabei die Experten am Standort Hückeswagen direkt in eine Datenbrille aufgeschaltet und diese können dann dem Service-Techniker notwendige Dokumente, hilfreiche Tipps und Anmerkungen sowie Schaltpläne direkt ins Blickfeld übermitteln. Auch die Konstruktion setzt verschiedene Simulationswerkzeuge ein, um die Struktur und das Verhalten neuer Maschine möglichst umfangreich zu testen, bevor sie in Stahl und Eisen in der Fertigung steht.

Allerdings ist der Einfluss der Digitalisierung vielmehr bei unseren Produkten als unseren Herstellungsprozessen spürbar. Seit je her betten wir unsere Maschinen in einen digitalen Optimierungprozess, dem sogenannten Closed Loop ein. Hierbei wird ein digitaler Zwilling des realen Zahnrads in allen beteiligten IT- und Maschinensystemen zum Abgleich zwischen virtuellen Solldaten (zum Beispiel Geometrie) und realen Ist-Daten genutzt. Ungenauigkeiten der Maschinen können hierbei mithilfe von Algorithmen identifiziert und ausgeglichen werden.

Und zukünftig?

Blickt man in die Zukunft der Produktion, nehmen jedoch Bedarf und Möglichkeiten neuer Digitalisierungsmöglichkeiten weiter zu, sodass für uns über den Closed Loop hinaus ein großes strategisches Bild gezeichnet werden muss, damit wir auch zukünftig eine Vorreiterrolle einnehmen können und neue Kundenbedarfe im Kontext der Digitalisierung proaktiv unterstützt werden können. Die hierbei einheitliche Vision über alle Produktlinien hinweg ist die horizontale Integration des Zahnradherstellungsprozesses vom Engineering bis zum End-Of-Line Test über alle Softwaresysteme, Werkzeugmaschinen und Prüfgeräte hinweg. Wir nehmen diese Integration im Rahmen der GearEngine Initiative aktuell inkrementell vor. Das umfasst explizit nicht nur die Klingelnberg-eigenen Maschinen und Systeme sondern alle Systeme einer gesamten Produktionslinie entwickeln und nutzen das digitale Abbild eines Zahnrades, der Produktionsmittel und der Prozessdaten. Durch die Anbindung neuer datengetriebener Services, die auf diesem Datenbestand operieren, ergeben sich für unsere Kunden vielfältige neue Potenziale von der Generierung kundenspezifischer Qualitätsauswertungen über Maschinen- und Prozessüberwachung bis hin zur zeit- und prozessangepassten Bereitstellung von Ersatz- und Verschleißteilen.

Wie verläuft der interne Entscheidungsprozess?

Grundsätzlich arbeiten wir im Bereich der Softwareentwicklung agil und definieren für einen festen Zeitraum zu erreichende Ziele, die dann gegebenenfalls abgeändert werden um einen Termin zu halten. In einem übergeordneten Strategiekreis werden alle wichtigen Themen, die durch Mitarbeiter und Kunden eingebracht besprochen und es wird hier entschieden, was wie und von wem bearbeitet wird. Auf Mikroebene machen Mitarbeiter natürliche Versuche um bestimmte Lösungsideen oder Technologien auf die Probe zu stellen. Auf Makroebene verfolgen wir jedoch stringent die Erzeugung eines vorab definierten Kundennutzens und dieser wird dann nicht mehr in Frage gestellt. Natürlich wird das Kundenfeedback kontinuierlich zurückgekoppelt, sodass bei Akzeptanzproblemen oder anderen Blockern seitens des Kunden schnell reagiert werden kann.

Welche Entwicklungen sehen Sie noch auf sich zukommen?

Der Markt für Plattformen im industriellen Bereich beginnt gerade erst zu wachsen und es erscheint eine Vielzahl von Plattformanbietern (Edge oder Cloud) auf der Bildfläche. Nach dieser anfänglichen Euphorie wird sicherlich eine Konsolidierung stattfinden und einige wenige Anbieter werden den Markt dominieren. Natürlich stellt sich für Maschinenbauer jetzt die Frage auf welche Plattform/Technologie/Unternehmen gesetzt werden soll um zukünftig Lösungen anzubieten. Eine zweite, meiner Meinung größere Entwicklung wird die Organisation des Maschinenbauers selbst treffen. Bei Übergang vom klassischen Werkzeugmaschinengeschäft hin zur Entwicklung von Softwareplattformen findet auch ein Wandel von komplizierten Aufgaben zu komplexen Problemstellungen (ungewisse, nur sehr inkrementell vorhersehbar Zukunft mit neuen Produkten in sich wandelnden Märkten). Dabei wird deutlich, dass nicht die Frage „Wie wird das Problem gelöst?“ sondern „Wer kann das Problem überhaupt lösen?“ in den Mittelpunkt rückt. Es sind dann nicht mehr die klassischen Werkzeuge und Methoden des Managements, die zur Bearbeitung einer Aufgabenstellung genutzt werden können, sondern vielmehr ist eine stetige und dynamische Neukonfiguration von Ressourcen notwendig. Wenn beispielsweise ein Hersteller von Fräsmaschinen das Thema künstliche Intelligenz in sein Produktionssystem integrieren möchte, wird er nicht ein Team von Experten einstellen können, weil diese Personen höchstwahrscheinlich nicht am Markt verfügbar sind. Er muss Freelancer, Berater usw. flexibel in die Projektorganisation einbinden, um ein Projektziel zu erreichen. Die Geschwindigkeit mit der diese Lösungen dann vermarktet werden können, wird dann entscheidend sein. Der Wandel hin zu solch einem dynamischen Netzwerk ist sicherlich eine große Herausforderung für eine traditionelle Branche wie dem Werkzeugmaschinenbau.

Wie schätzen Sie den Stand der Digitalisierung Ihrer Branche allgemein ein?

Eine moderne Werkzeugmaschine ist natürlich heute bereits ein hochintegriertes, cyberphysisches System und die Möglichkeiten aktueller numerischer Steuerungen beispielsweise für die Kompensation von Ungenauigkeiten (zum Beispiel Temperatur, Durchhang und so weiter) sind sehr beeindruckend. Verlässt man allerdings die Maschinenebene und schaut auf eine gesamte Prozesskette so sind die Potenziale bei weitem noch nicht ausgeschöpft oder sogar offen gelegt. Die Einflüsse von Materialschargen, Klimabedingungen, Fehlbedienungen, Fertigungstoleranzen und vieles mehr können nur mit datengetriebenen Applikationen ermittelt werden, die auf in Echtzeit gewonnen Produktions- und Maschinendaten operieren. Hier gibt es (zum Glück) noch viel für uns zu tun.

Welche digitalen Erkenntnisse erwarten Sie sich von der AMB 2018?

Natürlich wird man einen guten Einblick in den Stand der Digitalisierung bei den einzelnen Maschinenanbietern bekommen. Viel bedeutsamer ist es allerdings, dass die AMB sicherlich einen spannenden Überblick über Anbieter von Plattformen und Softwarelösungen ermöglicht und so jedem Werkzeugmaschinenbauer Kooperationspotenziale für die digitale Zukunft eröffnet.

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Über den Autor

Mag. Victoria Sonnenberg

Mag. Victoria Sonnenberg

Redakteurin MM MaschinenMarkt, MM MaschinenMarkt