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CAD/CAM Warum Vernetzung der Fertigung der Schlüssel zu Wachstum ist

Ein Gastbeitrag von Sashko Kurciski* 4 min Lesedauer

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Wie kann man sich als kleines Unternehmen im weltweiten Wettbewerb behaupten? Andreas Pfeiffer, Inhaber von W. Andreas Pfeiffer Maschinen- und Apparatebau, hat darauf eine eindeutige Antwort: durch Technologie. Deswegen setzt das Unternehmen auf eine digitale CAD/CAM/CNC-Kette mit Lösungen von Siemens.

„Ich erwarte, dass wir insgesamt die Rüstzeiten um bis zu 50 Prozent reduzieren können“, so Andreas Pfeiffer.(Bild: W. Andreas Pfeiffer Maschinen- und Apparatebau)
„Ich erwarte, dass wir insgesamt die Rüstzeiten um bis zu 50 Prozent reduzieren können“, so Andreas Pfeiffer.
(Bild: W. Andreas Pfeiffer Maschinen- und Apparatebau)

Wer den mittelständischen Metall verarbeitenden Betrieb mit derzeit 25 Mitarbeitern in der kleinen Stadt Zirndorf westlich von Fürth und Nürnberg besucht, ahnt zunächst nicht, dass er einen echten Hidden Champion der Digitalisierung vor sich hat. Zwischen Einfamilienhäusern und kleinen Gewerbebetrieben produziert das Familienunternehmen Maschinenbauteile und Systemkomponenten für verschiedenste Anwendungen wie Optik, Feinmechanik, Maschinenbau und Medizintechnik.

Im Gegensatz zur eher ruhigen Umgebung herrscht in der Produktionshalle Hochbetrieb: In zwei Schichten arbeiten die Mitarbeiter an den 16 Dreh- und Fräsmaschinen, um die verschiedenen Kundenaufträge fertigzustellen.

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Das Geschäft läuft gut, auch wenn der Markt anspruchsvoller geworden ist, so Inhaber Andreas Pfeiffer: „Das betrifft zum einen die kontinuierlich steigende Komplexität der Teile bei gleichzeitig immer höheren Anforderungen an die Fertigungsqualität. Zum anderen erwarten unsere Kunden von uns, dass wir auch kleine Losgrößen schnell und kosteneffizient fertigen können. Die besondere Herausforderung für uns ist, dass wir hier am Standort nicht einfach neue Kapazitäten hinzubauen können, da wir keine freien Flächen mehr haben.“

Um zu wachsen, investiert W. A. Pfeiffer daher in neue Technologien. „Das Ziel ist, eine durchgängige Vernetzung unserer Fertigung zu erreichen, damit wir die Rüstzeiten reduzieren und Durchlaufzeiten minimieren.“

Integrierte Softwarelösung für mehr Produktivität

Diese durchgängige digitale Prozesskette ist jetzt bei W. A. Pfeiffer Wirklichkeit geworden mit den Softwarelösungen Teamcenter, NX, Mcenter (früher Sinumerik Integrate) und Opcenter APS. Von der Auftragsannahme bis zur Rechnungsstellung gibt es nun eine einheitliche Datenhaltung, die Mehrfacheingaben eliminiert.

Wenn Andreas Pfeiffer die Vorteile und Hintergründe der Lösung beschreibt, spürt man, wie sehr dem Unternehmer die Einführung dieser Systeme am Herzen lag. Er steht auch selbst an seinen Maschinen und weiß daher genau, wovon er spricht: „Man hat viel mehr Informationen in der Rüstphase. Es gibt weniger Unklarheiten, man sieht sofort, welche Werkzeuge benötigt werden, welche Werkzeuge sind in welcher Qualität vorhanden, welches Material gebraucht wird. So können wir ohne viel Rüstarbeit das entsprechende Produkt auf der Maschine fertigen.“

Technologie als Motor und Chance

Diese komplett digitale CAD/CAM/CNC-Kette ist das Resultat einer langen Reihe von Innovationen, mit denen sich das Unternehmen in den letzten Jahren intensiv beschäftigt hat. „Viele Unternehmen, die in einem ähnlichen Markt unterwegs waren wie wir, haben in den vergangenen Jahrzehnten ihre Türen für immer geschlossen. Wir wollten im Wettbewerb bestehen können. Deswegen haben wir bereits vor über 20 Jahren die ersten Schritte hin zu einem höheren Automatisierungsgrad und intelligenten Fertigungslösungen gemacht: mit der Sinumerik CNC-Technologie“, sagt Andreas Pfeiffer. „Später gab es erste Berührungspunkte für eine softwaregestützte Fertigung mit Teamcenter und NX. In den letzten Jahren haben wir verstärkt daran gearbeitet, unsere Prozesse und Daten für die Werkzeuge, Programmiervorlagen und Spannmittel zu standardisieren. Jetzt zu sehen, wie diese ganzen Ideen zusammenkommen und das erste Mal mit dieser digitalen Prozesskette zu arbeiten, ist einfach grandios.“

Eine digitale Umgebung für die Fertigung

Die integrierte Prozesskette beginnt bei W. A. Pfeiffer in der Arbeitsvorbereitung mit dem Eingang des Kundenauftrages. Der Auftrag wird im ERP-System und gleichzeitig im PLM-System Teamcenter angelegt. In Teamcenter werden auch die Konstruktionsdaten für das zu fertigende Produkt importiert.

Anschließend werden die notwendigen Materialien bestellt und parallel die Termine mit der Software Opcenter APS geplant. „Alle Werkzeuge arbeiten nahtlos zusammen, das erleichtert die Abstimmung erheblich“, so Andreas Pfeiffer. Von Teamcenter aus werden dann die Auftragsdaten an die nachfolgenden Schritte in NX übergeben. Die 3D-Modelle werden in NX CAD fertigungsgerecht aufbereitet und auch die notwendigen Spannvorrichtungen ausgewählt oder konstruiert. Danach werden in NX CAM anhand der CAD-Daten die Bearbeitungsschritte programmiert. Um die Programmierung zu verifizieren, nutzt W. A. Pfeiffer eine Simulation auf Basis des G-Codes. Diese Programmierung geht dann in die Arbeitsvorbereitung in der Fertigung, wo das komplette Programm mit einem digitalen Zwilling der Maschine läuft. So lassen sich Fehler in den Laufwegen oder Kollisionen schnell und risikoarm identifizieren und beheben.

Alle Informationen direkt an der Maschine

Alle Funktionen stehen auch über mobile Terminals direkt in der Fertigung zur Verfügung. Diese direkte Anbindung zwischen Arbeitsvorbereitung und Fertigung setzt sich bis an die CNC fort. Aus NX CAM wird das Maschinenprogramm erzeugt und über Teamcenter zusammen mit den Werkzeuglisten an Manage My Resources überspielt.

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Mit Manage My Resources werden die realen Werkzeuge verwaltet, bilanziert und, falls notwendig, der Zusammenbau und eine Vermessung der Werkzeuge durchgeführt. Anschließend wird das Datenpaket für die Fertigung an die Steuerung transferiert. An der Maschine führen die Mitarbeiter einen Testlauf durch, dann geht der Auftrag in die Serienfertigung.

Eine lohnende Investition in die Zukunft

Für Andreas Pfeiffer hat sich die Investition in die neue Software schon jetzt gelohnt: „Allein dadurch, dass wir im Zuge der Einführung unsere Prozesse analysiert haben, konnten wir viele Abläufe verbessern.“ Auch die Mitarbeiter nehmen die neuen Werkzeuge gut an. „Wir haben keine doppelte Datenhaltung mehr und verfügen über eine viel bessere Transparenz über alle Prozesse. Früher mussten die Mitarbeiter in der Fertigung oft nachfragen: Wo sind die Bauteile? Welche Fräse soll ich verwenden? Was für Methodiken soll ich ansetzen, um dieses Bauteil effizient, strukturiert mit möglichst geringem Werkzeugverschleiß zu fertigen? All das können wir jetzt mit den Informationen beantworten, die uns die Softwarelösung liefert. Ich erwarte, dass wir insgesamt die Rüstzeiten um bis zu 50 Prozent reduzieren können.“

* Sashko Kurciski ist Managing Director bei Siemens Digital Industries Software.

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