Digitalisierung

Wie Industrie 4.0 der Kaltmassivumformung nützt

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Für Unternehmen, die solche Datenströme noch nicht sinnvoll weiterverarbeiten können, bietet Schwer + Kopka zudem IT-Anwendungen wie das Prozess Tracking Office oder den Alarmmanager an. Ersteres unterstützt tiefgreifendere Prozessanalysen und hilft, Zusammenhänge in der Fertigung besser zu verstehen und zu optimieren.

Prozessüberwachungssysteme können immer mehr

Genauer auf die Prozessüberwachungssysteme ging Joachim Krüger, Vertriebsleiter Umformtechnik bei der Marposs Monitoring Solutions GmbH, ein. Diese sind in den vergangenen Jahren leistungsfähiger geworden und können über Sensoren immer mehr Informationen aus dem Umformprozess gewinnen, um Prozessstörungen und Qualitätsabweichungen sichtbar zu machen. Heute ist es sogar möglich, diese Informationen als Eingangsgrößen für automatische Regelungssysteme zu nutzen – aus dem Prozessüberwachungssystem wird eine Automatisierungskomponente, die auch Industrie 4.0 im Sinne der Selbstoptimierung von Fertigungssystemen unterstützt.

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Ein Beispiel zeigte Krüger aus dem Flachbackenwalzen von Schraubengewinden. Hier sind Prozessüberwachungssysteme heute Standard. Der Nutzen dieser Systeme steigt, wenn ihre Daten dazu verwendet werden, um die Grundeinstellungen der Werkzeuge während der Produktion zu überprüfen und gegebenenfalls nachzujustieren. „Maschinen des Herstellers EW-Menn können bei laufender Produktion die Spurlage der Backen verändern. Dadurch verbessert sich die Teilequalität und es gibt weniger Werkzeugverschleiß“, berichtete Krüger.

Simulation erlaubt Prozessüberwachung ab Losgröße Eins

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Prozessüberwachung mit einer FEM-Simulation zu koppeln. Mit der Simulationssoftware lassen sich bereits vor dem Produktionsstart die Umformsequenz, die Hübe oder die Werkzeuge optimieren und die Umformkräfte vorhersagen. In der Produktion lassen sich diese Simulationsdaten dann nutzen, um Überlast oder Prozessfehler zu erkennen oder um die Daten einer unbemannten Produktion auszuwerten.

In einem zweiten Schritt kann die Simulationssoftware Hüllkurven für die Prozessüberwachung errechnen. Das Prozessüberwachungssystem kann dann die Produktion ohne vorherige Lernphase kontrollieren und ist damit ab Losgröße eins funktionsfähig.

Noch einen Schritt mehr in Richtung Industrie 4.0 geht Marposs mit dem Konzept Factorynet 4.0. Dazu werden die MDE-, BDE- und Auftragsdaten mit den Prozessdaten kombiniert, also den Betriebsdaten, die die Sensoren in den Maschinen erfassen. Damit stehen die Produktinformation, die Prozesssignale jeden Hubes und die Überwachungsgrenzen zum Fertigungszeitpunkt im Factorynet zur Verfügung. Ausgewertet werden können sowohl die aktuellen Daten als auch die Historie. „Ein Spezialist kann die Daten auswerten und vergleichen. Zum Beispiel kann er sagen, wie die Maschine in der Nachtschicht gelaufen ist“, erläuterte Krüger. Mit diesem System will Marposs nach seinen Worten die wichtigsten Parameter in der Prozessüberwachung zur Verfügung stellen, ohne dass es für den Auswerter eine Datenflut gibt. Die Dokumentation der Prozessstörungen ergibt zusammen mit den Stoppgründen für jede Anlage eine vollständige Übersicht über das Laufzeitverhalten der Maschinen. „Damit lassen sich zum Beispiel Reklamationen auch noch nach Monaten zurückverfolgen“, sagte der Vertriebsleiter.

In Langzeitanalysen lässt sich zudem feststellen, wo es Fehlerschwerpunkte und Produktivitätsverluste gibt, wie sich die Produktionsbedingungen verändern und – im Sinne des Condition Monitoring – was bei der Instandhaltung notwendig ist. Krüger erwartet zudem, dass Factorynet 4.0 weitere Applikationen hervorbringen wird, die die Auswertung von Prozessdaten vorantreiben werden. Vollständig auf die IT mag sich Krüger allerdings noch nicht verlassen. „Wir brauchen zum Beispiel bei den Hüllkurven den Menschen, der sagt, was das für ein Fehler ist. Dieses Wissen kann man dann hinterlegen“, sagte er.

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