Mit der konsequenten Einführung von Tools und Analysen für Industrie 4.0 wie integrierte Sensoren und Big-Data-Anwendungen ist das Produktionswerk von Sandvik Coromant in Gimo ein hervorragendes Beispiel dafür, wie man eine effiziente, standardisierte, aber dennoch flexible und kostengünstige Fabrik betreibt.
Die 150.000 Quadratmeter große Anlage von Sandvik Coromant im schwedischen Ort Gimo wurde in letzter Zeit öfter in den Nachrichten erwähnt. Berichtet wurde von grünen Initativen und einer Wiederverwertung von gebrauchten aber immer noch tadellosen medizinischen Geräten, die einst den Sandvik Coromant Mitarbeitern zur Verfügung standen und jetzt in der dritten Welt noch gute Dienst leisten werden. Beachtung fand das Werk mit seinen 1.500 Mitarbeitern jedoch in erster Linie durch die intelligente und systematische Einführung von Digital- und Softwaretechnologien zusammen mit der Nutzung der Möglichkeiten, die durch Big-Data-Anwendungen entstehen und mit denen die Fertigungsprozesse für etwa 11.000 Produkte rationalisiert wurden.
Gimo ist die weltweit größte Anlage zur Herstellung von Schneidwerkzeugen wie Bohrstangen und Wendeschneidplatten aus Hartmetall. Mit dieser neuen Digitalisierungsinitiative wollen die neun Produktionsstätten von Sandvik Coromant weltweit jährlich 4 Millionen Euro und 64.000 Stunden ineffektive Produktionszeit einsparen, den Löwenanteil in Gimo.
Zugegebenermaßen begann die digitale Reise in Gimo bereits vor über 20 Jahren. Im Unterschied zu damals stehen heute eine erhöhte Bandbreite, die erheblich verbesserte Rechenleistung und analytische Softwarewerkzeuge zur Verfügung. Damit können Maschinenkonstrukteure und -betreiber eine vorausschauende Wartung durchführen, die Verschwendung von Ressourcen reduziert, die Kapazitätsplanung besser prognostizieren und die Rückverfolgbarkeit von Teilen und Prozessen erhöhen, um unter anderem einen schlanken und schnelleren Durchsatz zu fördern.
Vor 25 Jahren wurden für die Herstellung eines Schneidwerkzeuges von der Bestellung bis zur Lieferung, einschließlich manueller Arbeit, 54 Tage benötigt. Heute werden Schneidwerkzeuge dank einer Armee von 40 fünfachsigen Bearbeitungszentren mit Drehkapazität, unterstützt von einer hochmodernen Dreh-Fräszelle, in knapp sechs Tagen geliefert. Dort übernimmt ein Yaskawa-Roboter das gesamte Drehen und Fräsen der Rohlinge zur Herstellung von Bohrstangen. Heute produziert ein Maschinenbediener 55 Prozent mehr Werkzeuge als in 2004. Dies ist das Ergebnis von Verbesserungen durch vorausschauende Instandhaltung, weniger ungeplante Stillstände und intelligentere und optimierte Bearbeitungs- und Roboterzyklen. Der große Vorteil ist, dass sich der Schwenkroboter in der Okuma-Zelle automatisch mit neuen Spannzangen neu konfiguriert, um kleine und große Bearbeitungsaufträge aus dem Bestellsystem der Fabrik aufzunehmen.
Heute produziert ein Maschinenbediener 55 Prozent mehr Werkzeuge als in 2004. Dies ist das Ergebnis von Verbesserungen durch vorausschauende Instandhaltung, weniger ungeplante Stillstände und intelligentere und optimierte Bearbeitungs- und Roboterzyklen. Der große Vorteil ist, dass sich der Schwenkroboter in der Okuma-Zelle automatisch mit neuen Spannzangen neu konfiguriert, um kleine und große Bearbeitungsaufträge aus dem Bestellsystem der Fabrik aufzunehmen.
"Das ist einzigartig", erklärt Lars Matiasson. "Das bedeutet, dass wir ohne großen Aufwand Bestellungen über ein Stück oder 100 Stück nach Maß abwickeln können, ohne Zeit und Material zu verschwenden. Das Beste ist, dass es die Roboter selbst machen. Das ist wahrer Kundennutzen. Niemand bezahlt uns für die manuelle Rekonfiguration der Roboter und Maschinen. Wir versuchen nun, überhaupt nichts mehr manuell zu machen."
Zur Zeit implementieren Matiasson und sein Team eine fünfjährige Industrie-4.0-Roadmap mit rund 23 Projekten, um mögliche Zeit- und Kosteneinsparungen bei Prozess- und Bearbeitungssteuerungen aufzudecken. Dies wird durch das Studium von Prozessdaten und die Integration von maschinellem Lernen und anderen prädiktiven Systemen erreicht, um die zukünftige Fertigung auf spezifischen Maschinen und automatisierten Zellen zu gewährleisten.
"Die Umsetzung von cyberphysikalischer Technologie ist das Herzstück der Industrie 4.0", erklärt Matiasson. "Die Idee ist, Produktionsentscheidungen aufgrund standardisierter und erkennbarer Fakten, die auf die Leistung einer Maschine zurückzuführen sind, zu fällen. Sie dürfen nicht auf dem Bauchgefühl eines Maschinenbedieners über die Leistung einer bestimmten Maschine beruhen. Dies ist wichtig, da die heutigen jungen Mitarbeiter, die gerade ins Berufsleben eintreten, im Gegensatz zu früheren Generationen wahrscheinlich nicht mehr lange genug mit diesem Thema beschäftigt sind, um die erforderlichen Fähigkeiten über ein ganzes Berufsleben hinweg an einer Arbeitsstelle entwickeln zu können. Diese demographische Entwicklung bei unseren Arbeitskräften ist der Grund, warum Industrie 4.0 so wichtig ist."
In einem weiteren Projekt zur intelligenten computergestützten Fertigung ist ein neues Softwareanalyse-NC-Programm in der Lage, Computercode, der unnötige Bewegungen in den Maschinen steuert, automatisch zu entfernen und erzielt damit Zeiteinsparungen von zwei bis drei Prozent. Dies entspricht über einen Zeitraum von 10 Jahren den Kosten von vier oder fünf Maschinen. Die vorausschauende Instandhaltung kann enorme Einsparungen realisieren, beispielsweise bei der CoroPlus Process Control, die derzeit in die Bearbeitungszentren integriert ist. Die Reaktionszeit liegt innerhalb von Millisekunden, um beispielsweise die Austauschkosten einer sehr teuren Spindel zu sparen.
"Das war vor 10 Jahren noch nicht möglich", berichtet Matiasson.
Matiasson und sein Team halten die geplante Optimierung von Bohr-, Fräs- und Drehprozessen mit Schneidwerkzeugen für ambitioniert aber notwendig. "Selbst wenn wir in fünf Jahren nur 50 Prozent erreichen", fährt er fort, "ist das eine gute Trefferquote."