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Blechverarbeitung

Industrie 4.0 im Presswerk: Auf dem Weg zur Revolution

| Autor/ Redakteur: Matthias Putz / Frauke Finus

Mit dem Konzept Presswerk 4.0 sollen Stillstandszeiten halbiert und die Fertigung weiter flexibilisiert werden. Der Lösungsansatz liegt in der intelligenten Synthese von Werkstück, Technologie, Maschine und menschlicher Erfahrung. Der Weg dorthin führt über konsequente interdisziplinäre Zusammenarbeit.

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Das Presswerk 4.0: Der erste Schritt dorthin führt über die prozesssichere Kennzeichnung von Platinen und Bauteilen.
Das Presswerk 4.0: Der erste Schritt dorthin führt über die prozesssichere Kennzeichnung von Platinen und Bauteilen.
(Bild: Fraunhofer-IWU)

Die digitale Revolution in der Umformtechnik vollzieht sich schneller als bisherige Entwicklungen in der Technikgeschichte – allerdings auch viel interdisziplinärer als früher. Das Presswerk 4.0 entsteht nicht, indem allein Insellösungen etabliert werden. Industrie 4.0 stringent im Presswerk einzuführen, erfordert ein schrittweises, koordiniertes und gemeinsames Vorgehen, kurz: eine klare Strategie.

Große Datenmengen müssen zuverlässig erfasst werden können

Zuerst gilt es, technische Voraussetzungen zu schaffen, um eine durchgängige Digitalisierung überhaupt zu ermöglichen. Dies beginnt mit der prozesssicheren Kennzeichnung und Identifikation von Platinen und Bauteilen. Das ermöglicht eine durchgängige Nachverfolgung in der Fertigung. Schon hier sind unterschiedliche Herausforderungen zu meistern – hervorgerufen durch kurze Taktzeiten und raue Umgebungsbedingungen in Einzelprozessen wie dem Platinenbeschnitt oder dem Pressenbetrieb. Bei zweistelligen Hubzahlen pro Minute oder bei der Blechwarmumformung versagen übliche Methoden zur Kennzeichnung, etwa farbliche Markierungen oder RFID-Chips. Eine neue Lösung wird am Fraunhofer-IWU in Chemnitz zusammen mit einem Industriepartner entwickelt. Sie setzt auf einfache neunstellige Codes. Diese lassen sich inline durch Prägeverfahren oder Nadeln auf Blechrohlinge und Komponenten aufbringen.

Als nächste Stufe folgt die einzelteilbasierte Datenzuordnung. Sie ist eine Voraussetzung der fertigungsbegleitenden Prozess- und Qualitätsanalyse. Merkmale jedes einzelnen gefertigten Produktes lassen sich mit inline erhobenen Prozess- und Materialkennwerten abgleichen. Auf diese Weise können qualitätsmindernde Veränderungen an Maschine, Werkzeug oder Prozess umgehend aufgedeckt und eliminiert werden. Dafür ist es erforderlich, sehr große Datenmengen aus unterschiedlichsten Quellen zuverlässig erfassen zu können, um sie jedem gefertigten Einzelteil eindeutig zuzuordnen. Nur so wird es möglich, die Datenbestände zielgerichtet zu analysieren und Informationen zeitgerecht bereitzustellen. Unterstützung bringen möglichst detaillierte Abbilder von Prozess und Maschine, die bereits vorab die Ableitung von Lösungsstrategien ermöglichen – durch Technologie-, Anlagen und Materialsimulationen. Auf einer zwingenden zweiten Ebene helfen fertigungsbegleitend erfasste Daten, die Vorhersagegenauigkeit von Simulationen deutlich zu verbessern. So entstehen Lernkreisläufe, wie sie die Big-Data-Analyse adressiert. Das entscheidende Kapital jedes Unternehmens sind seine Mitarbeiter. Dieser Grundsatz gilt auch im Industriezeitalter 4.0. Von ihrer Leistung und Erfahrung lebt das Presswerk der neuen Generation – und nicht reduziert auf eine komplexe Sensorik, eine Cloud oder die Datenwelt. Informationen, die Datenzentren generieren, müssen im Einklang mit dem Erfahrungswissen geschulter Mitarbeiter stehen. Zukünftig werden sich hier zwei Tendenzen verstärken: Einerseits fließt die Erfahrung der Mitarbeiter in das technologische System ein – der Mensch besticht auch in Zukunft durch seine Kreativität bei der Problemlösung. Andererseits wird es Assistenzsysteme geben, die Informationen personen- und kontextbezogen besser als bisher möglich aufbereiten. Ein Instandhalter benötigt schließlich andere Daten als ein Qualitätsmanager. Für das Presswerk der schon nahen Zukunft bedeutet das neben informationstechnischer Weiterentwicklung auch eine Anpassung der Fertigungsorganisation. Es wäre ein Fehler, Separatismus zu fördern. Nur der Ansatz, neue Möglichkeiten der Vollvernetzung, der erweiterten Datenanalyse und Optionen zur Prozessanpassung in Synergie zu betrachten, ist erfolgsversprechend.

Auch in Zukunft besticht der Mensch durch seine Kreativität

Letztendlich wird die Herausforderung auf dem Weg zur Revolution des Presswerks – wie auch bei anderen heutigen Innovationsprozessen – die Interdisziplinarität sein. Nicht einzelne Produktionsanlagen oder ein Werk müssen betrachtet werden, sondern die gesamte Wertschöpfungskette. Wenn alle Beteiligten und Betroffenen vom Maschinenhersteller über den Halbzeug-Lieferanten, die Logistiker bis hin zum Fertiger zusammenwirken, bietet Industrie 4.0 im Presswerk gleichermaßen ein Erfolgskonzept für KMU wie für Großunternehmen. Wie dieses Zusammenwirken schon funktioniert, zeigen die Wissenschaftler des Fraunhofer IWU auf der diesjährigen Euroblech.

Das Fraunhofer-IWU präsentiert das Forschungsprojekt „Presswerk 4.0“ auf der Euroblech in Halle 11, Stand B 135.

Dieser Beitrag stammt von unserem Partnerportal blechnet.

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