Generation Smart: Maschinenlösungen im Kontext Industrie 4.0

Die smarte Fabrik ist in jedermanns Munde. Die Mechanismen, die für deren Umsetzung notwendig sind, greifen gegenwärtig im Kontext Industrie 4.0 umfänglich. Hard- und Softwarelösungen werden verstärkt miteinander verzahnt, Lager und Produktion wachsen näher zusammen, Mensch und Maschine treffen sich auf einer kollaborativen Ebene. Damit Letzteres möglich ist, muss Intelligenz bereits auf Maschinen-, genauer gesagt, auf Maschinenkomponenten-Level etabliert sein.

Maschinen, Linien, Werke vernetzen: Access 360°

Hier setzt Asys mit der „Generation Smart“ an. Denn eine smarte Fabrik braucht in erster Linie smarte Maschinen. Asys hat die aktuelle Nutzentrenner-Generation der Divisio 5100 entsprechend realisiert. Die im Folgenden beschriebenen Features sind in der Divisio 5100 integriert und stehen beispielhaft für Eigenschaften der Generation Smart, die auch auf weitere Produktgruppen zutreffen. Wie erreicht Asys die Generation Smart? Die Formel in ihren Einzelelementen:

Asys bezieht sich hier auf die komplette Produktionsumgebung. 360 Grad Zugänglichkeit fängt bei der Maschine an, erstreckt sich über die Linie bis hin über den gesamten Shopfloor und lässt sich in Zukunft auf weltweit vernetzte Werke und Standorte übertragen.

Für die Divisio 5100 hat Asys unter anderem eine Tablet-Bedienung eingerichtet. Die Simplex HMI lässt sich auf dem mobilen Device spiegeln, wodurch es möglich ist, die Maschine von der Ferne oder vor Ort von der Rückseite zu bedienen. Dies ist unter Umständen bei der Wartung oder einer neuen Produkteinführung nötig. Des Weiteren wurde die Maschine konstruktiv angepasst: Der Schaltschrank wurde nach oben verlagert, sodass der Footprint der Maschine einerseits verringert, andererseits die Zugänglichkeit zur Maschine optimiert wurde. Beide Maßnahmen führen zu merklichen Zeiteinsparungen und vereinfachen die Arbeit des Bedieners. Dies wirkt sich auf die gesamte Linienperformance aus, die dadurch gesteigert wird.

3D-Diagnose: Die aktiven Baugruppen der Anlage werden grün hervorgehoben. Die Bewegungen der Achsen können auch über ein Tablet aufgerufen werden. Asys

Für die Divisio 5100 lässt sich zudem eine 3D-Maschinensimulation erstellen. Die Simulation nutzt alle vorhandenen Maschinen-Datensätze und fasst sämtliche Maschinenzustände zusammen. Somit kann schon vorab beziehungsweise im laufenden Prozess eine umfassende Analyse und daraufhin eine Maschinenoptimierung erfolgen. Im nächsten Schritt soll eine komplette 3D-Produktionssimulation möglich werden. Dabei werden Maschinendaten und Produktdaten gekoppelt, um sie in einem virtuellen Raum nachzuvollziehen. Der Vorteil dabei: Das komplette Datenpaket ist in der Einzelschaltung automatisch immanent. Die Produktdaten gehen beim Trennprozess nicht mehr verloren, sondern werden an die Einzelschaltung gekoppelt. Dies ist integraler Bestandteil der nächsten Ausbaustufe: des Digital Twins oder digitalem Zwilling. Hier werden zusätzlich Umgebungsfaktoren in den Datensätzen abgebildet und für Analysen und Aktionen herangezogen.

Access 360° bedeutet auch, Maschinen werksübergreifend, weltweit zu vernetzen. Allerdings müssen dafür oft noch firmen-interne Hürden überwunden werden. Nichtsdestotrotz zeichnet Asys hier schon ein Bild, das die Produktion weiter optimiert: bei gleichen zu produzierenden Produkten, können sich Maschinen länderübergreifend Parameter zuschicken, um ihre gelernten Prozesse automatisiert abzugleichen. Zudem können die Maschinen selbst die Werksauslastung bedarfsgerecht aussteuern und Aufträge gegebenenfalls an andere Standorte übertragen.

Unterbrechungsfrei produzieren: 24/7/365

Das erklärte Ziel ist, eine durchgehende Produktionsphase bis zur Wartungsschicht zu schaffen: Die komplette Vernetzung der Fertigung und die Kommunikation „Machine-2-Machine“ beziehungsweise „Machine-2-Supervisory System“ ist dafür unumgänglich. Asys kann verschiedenste Schnittstellen realisieren, um auf vertikaler und horizontaler Ebene in der Fertigung zu kommunizieren. Die daraus abgeleiteten Daten können unter anderem für eine effiziente Auftragsverwaltung herangezogen werden. Wenn Anlagen und Systeme ihre Zustände und Bestände mit dem MES abgleichen, ist es möglich, eine Tages- beziehungsweise Wochenplanung zu erstellen, um eine effiziente und unterbrechungsfreie Produktion sicherzustellen.

Jederzeit mobil: Mit der neuen Tablet-Bedienung ist es möglich, die Maschine von der Ferne und auch vor Ort von der Rückseite zu bedienen. Asys

Der Nutzentrenner Divisio 5100 kann mit einem Magazinlader und Palettiersystem erweitert werden. Kombiniert mit einem AIV entsteht eine autonome Insel. Asys

Mit der bewährten Industrie-4.0-Lösung Pulse bringt das Unternehmen
Mobile Devices und Transportroboter in die Fertigungsumgebung und ist damit Pionier in der Branche. Die Pulse-Software ist frei konfigurierbar. Eine beliebte Anwendung, Alerts and Info, zeigt zum Beispiel Maschinenmeldungen auf Smartwatch und Tablet an. Sie erleichtert die Arbeit des Bedieners erheblich. Auf den Mobile Devices werden dem Bediener die wichtigsten Linieninformationen in Echtzeit angezeigt, daher kann er unmittelbar Maßnahmen ergreifen. Außerdem kommunizieren diverse Systeme wie Lagerschränke, Transportroboter oder Maschinen selbstständig über Pulse und entlasten den Operator dadurch zusätzlich in seiner Arbeit. Seine Laufwege reduzieren sich, Linienstillständen lässt sich effizient entgegenwirken. Ein elementarer Schritt, um die Nonstop-Produktion zu etablieren.

Ein weiterer Aspekt, der hier hineinspielt, ist das Offline Programming. Ein Produkt kann an einem PC-Arbeitsplatz außerhalb der Fertigung angelegt und für die Produktion vorbereitet werden – ganz ohne Unterbrechung der Fertigung. Ein Produktwechsel kann somit zügig angestoßen werden, die Produktionszeit wird folglich erhöht.

Neue Option: Mit der Schnittkontrolle mit Closed-Loop-Funktion ist es möglich, Abweichungen von Schnitt zur Vorfräsung laufend zu kontrollieren. Die Anlage prüft automatisch selbst nach und wirkt bei Toleranzüberschreitung ein. Asys

Für die Divisio 5100 wurden eigens neue Optionen entwickelt: So ist jetzt eine Schnittkontrolle mit Closed-Loop-Funktion verfügbar. Die Abweichung von Schnitt zur Vorfräsung wird laufend kontrolliert und mit vorgegebenen Grenzwerten abgeglichen. Die Anlage prüft selbst, ob die Toleranzen überschritten wurden und steuert, wenn erforderlich, aktiv entgegen. Des Weiteren ist in der Divisio 5100 eine Spindelzustandsüberwachung über Sensoren möglich. Hier können minimale Veränderungen im Lager der Spindel gemessen werden, um rechtzeitig auf deren Austausch hinzuweisen. Predictive Maintenance ist das Stichwort. Es gilt, die Lebensdauer der einzelnen Komponenten weitestgehend auszureizen, ohne einen ungeplanten Stopp in der Produktion hervorzurufen.

Auf die Maschinenintelligenz verlassen: Care 0

Das Ziel der Generation Smart ist es, den Bediener soweit wie möglich zu entlasten. Maschinen werden so kollaborativ konzipiert, dass sie selbst auf Ereignisse in der Fertigung reagieren und eigenständig handeln oder dem Bediener wertvolle Handlungsempfehlungen bereitstellen. In der Divisio 5100 ist unter anderem eine Predictive Setup Control integriert. Eine Kamera prüft, welche Greifer gerüstet sind und gleicht sie mit dem geladenen Auftrag ab. Passen die eingesetzten Komponenten nicht, beziehungsweise sind diese nicht vollständig, ist die Maschine in der Lage, ihr Equipment selbstständig zu bestellen.
Außerdem unterstützt der Nutzentrenner ein automatisiertes Consumable-Management. Die Maschine prüft, ob der Auftrag mit dem geladenen Equipment bis zur nächsten Wartungsschicht abgearbeitet werden kann. Wenn nicht, wird automatisiert eine Bedarfsanforderung generiert. Zukünftig soll eine Verbindung mit dem Online-Shop einen automatischen Bestellvorgang ermöglichen. Des Weiteren erfolgt die Kraftüberwachung beim Greifer selbstständig. Die Maschine zieht sich die Produktbeschaffenheit aus dem Datenblatt und stellt sich daraufhin so ein, dass das Produkt so wenig Stress wie möglich ausgesetzt wird.

Das erklärte Ziel von Asys ist es, eine durchgehende Produktionsphase bis zur Wartungsschicht zu schaffen: Die dafür notwendige Infrastruktur der Maschinen-Vernetzung hält Asys bereit. Asys

Neu ist außerdem das Dashboard, das im Simplex HMI der Divisio 5100 integriert ist. Hier werden unter anderem Achs-parameter, die Kraft beim Greifen,
Fehlermeldungen, Gut-/Schlechtteile-Auswertungen und Wartungszyklen übersichtlich dargestellt, um Reaktionszeiten auf ein Minimum zu reduzieren und Analysen zu ermöglichen. Beispielsweise werden auf dem Dashboard Bottlenecks im Fräsprozess aufgedeckt. Die Maschine analysiert, welches Element das schwächste Glied im Produktionsprozess darstellt und weist den Bediener darauf hin oder optimiert sich selbst. Auch die Messsystemanalyse erfolgt in der Divisio 5100 automatisiert: während des laufendes Prozesses werden Messmittel verifiziert und qualifiziert, die entsprechenden Maßnahmen bei Abweichung können sofort eingeleitet werden. Die Analyse wird in einer App dokumentiert und der Qualitätssicherung zur Verfügung gestellt.

Das Ergebnis: Generation Smart!

In Kombination ergeben die oben beschriebenen Formel-Werte das Bild der Generation Smart von Asys. Dass das Konzept Generation Smart damit nicht vollendet ist, impliziert allein schon der Begriff smart.
Smart wird bei Asys gleichgesetzt mit Agilität, Innovation und Fortschritt. Das Unternehmen hält sich damit flexibel entsprechende Weiterentwicklungen offen. Generation Smart wird in allen Produktbereichen konsequent verfolgt und forciert, immer mit dem übergeordneten Ziel der smarten Fabrik im Blick.

(mrc)