Wertschöpfungskette auf einen Blick

Digitales Werkzeugmanagement erhöht Werkzeugverfügbarkeit

Spritzgießmaschinen werden durch den Einsatz von Sensoren immer produktiver und autonomer. Das Werkzeug wird in diesen Prozess jedoch häufig nicht einbezogen. Ein Werkzeugbauunternehmen hat nun ein softwarebasiertes, modulares System entwickelt, um die Verfügbarkeit des Werkzeugs in der Serienproduktion zu erhöhen.

Die Tool Support Management Plattform ist Analysetool und Wissensdatenbank zugleich. © Sauer und Sohn

Die Werkzeugwartung bietet hohes Potential, um die Werkzeugverfügbarkeit zu erhöhen. Schon mit der transparenten Dokumentation der Reparatur- und Wartungsmaßnahmen sowie dem systematischen Erfassen der Probleme, Fehlerbilder und Maßnahmen lassen sich viele Schlussfolgerungen für künftig notwendige Maßnahmen ziehen. Allerdings scheitert dies in der Praxis häufig an mangelnden Möglichkeiten, hohem Aufwand oder schlechter Umsetzung.

Als Sauer und Sohn Formentechnik mit Sitz in Dieburg im Jahr 2017 sein Portfolio um den Werkzeugservice und -support erweiterte, trat genau diese Situation ein. Mit kontinuierlich steigender Anzahl an Werkzeugwartungen und -reparaturen stieg der Kommunikationsaufwand mit den Kunden und der Dokumentations- und Rechercheaufwand im Werkzeugordner. Als Lösung wurde daraufhin intern, in enger Zusammenarbeit mit den Kunden, die „Tool Support Management Plattform“, kurz TSM Plattform genannt, entwickelt und programmiert. Geschäftsführer Stefan Klem: „Wir benötigten, auch im Hinblick auf den Ausbau des Geschäftsbereiches Service durch Eröffnung des zweiten Standorts Anfang 2019, unserem Werkzeug-Support-Center, eine Lösung, die einfach in den Arbeitsalltag integrierbar ist.“ Der Anspruch sei, nicht nur Wartungen und Reparaturen transparent zu dokumentieren und die Kommunikation intern und extern zu vereinfachen, sondern auch mit der automatischen Analyse der dokumentierten Daten einfach die Leistung der Werkzeuge und mögliche Verbesserungspotentiale aufzuzeigen. Dadurch sei die Werkzeugverfügbarkeit zu steigern und Ausfälle reduziert werden.

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Werkzeuge digital verwalten
Die digitale TSM-Plattform dient als Analysetool und Wissensdatenbank für eine werkzeugbezogene Auftrags-, Prozess- und Prüfdokumentation. Die Plattform ist über jedes Gerät mit Internetbrowser aufzurufen. Die Datenbasis kann im Firmennetzwerk oder der Cloud installiert werden.

Verschiedene Auswertemöglichkeiten in einfach zu lesenden Diagrammen sollen Möglichkeiten zur Werkzeugoptimierung erkennbar und vorbeugende Instandhaltung einfacher machen. © Sauer und Sohn

Werkzeugaufträge werden digital verwaltet und mit allen relevanten Daten und Terminen hinterlegt sowie dem zuständigen internen oder externen Servicepartner zugewiesen. Dieser kann das Werkzeug per QR-Code identifizieren und direkt auf die Aufträge zugreifen.

Jedes Werkzeug verfügt über einen Werkzeugordner, in dem sich Dokumente wie Stücklisten, Temperier- oder Heißkanalpläne, Produktionsberichte und Arbeitsanweisungen einsehen lassen. Der integrierte CAD-Converter ermöglicht schneidbare 3D-PDFs von jedem Werkzeug zu erstellen, die ohne CAD-Viewer betrachtet werden können.

Die intuitive Navigation gewährleiste, Wartungs- oder Reparaturmaßnahmen nach vorgegebenen Kriterien einfach und schnell zu dokumentieren. So werden auch Fehler, Schadensbilder sowie die korrespondierenden Maßnahmen am Werkzeug systematisch erfasst. Schwer schriftlich festzuhaltende Problembeschreibungen oder Reparaturergebnisse lassen sich einfach mit der integrierten Medienfunktion als markierbares Bild, samt Kommentarfunktion oder Video abbilden. Vorher-Nachher-Markierung von Bildern, Videos und Prüfdokumenten sind ebenfalls möglich. Der aktuelle Auftragsstatus vom Eingangscheck bis zum Ausgangscheck ist jederzeit einzusehen.

Die TSM Plattform bietet Vernetzung und Kollaboration über die gesamte Wertschöpfungskette und auf jedem internetfähigen Gerät. © Sauer und Sohn

Analysecockpit als Schnittstelle
Nach Abschluss des Auftrags folgt die automatische Benachrichtigung sowie das Erstellen eines Reparatur- oder Wartungsberichts, der an ein übergeordnetes System exportiert werden kann. Die TSM-Plattform geht jedoch über die reine Dokumentation hinaus. Aus der Dokumentation jedes Auftrags wird automatisch ein Analysecockpit mit Daten gespeist, das die Werkzeughistorie in verschiedenen Diagrammen aufbereitet. Aus diesen Diagrammen lassen sich die Werkzeugleistung, Fehlerbilder sowie wiederkehrende Fehler ablesen. Darauf aufbauend können die einzelnen Werkzeuge optimiert werden, um Werkzeugausfälle durch sich wiederholende Fehler zu verhindern. So könne der Wartungs- und Reparaturaufwand gesenkt und die Werkzeugverfügbarkeit erhöht werden.

Bedarfsgerechte statt Interwallwartung
Die auf diese Weise gewonnenen Daten bilden auch die Basis, um künftig vorbeugende und bedarfsgerechte Wartungen anbieten zu können. Die Werkzeugdaten, die aktuell erfasst werden, lassen sich mit Werkzeugparametern aus dem Spritzgießprozess zusammenführen. Aus beiden Datenquellen können Erkenntnisse gesammelt werden, die es ermöglichen, den Prozess in Echtzeit zu überwachen und gleichzeitig kritische Parameterabweichungen zu erkennen. So lassen sich präventive Maßnahmen einleiten, noch bevor kritische Parameterabweichungen entstehen, die zu Prozessfehlern, Teil- oder Vollausfällen der Systeme, minderer Teilequalität und im schlimmsten Fall zum Produktionsstillstand führen. Um dies umzusetzen, beteiligte sich Sauer und Sohn am Ende 2019 abgeschlossen Forschungsprojekt Werkprima zur „Datenbasierte Werkzeugverfügbarkeit für die Serienproduktion durch Pedictive Maintenance“ unter Federführung des Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen. Bereits Anfang 2019 wurde der Geschäftsbereich Condamos gegründet, um aus der Forschung heraus, Praxislösungen zum Umsetzen von Predictive Maintenance zu entwickeln.

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