Spritzgießen und IT

PPS-System im Factory 4.0-Modus

Werk in Rumänien von Deutschland aus steuern. Im Sinn eines Industrie 4.0-Ansatzes wurde in Rumänien eine hochautomatisierte Produktion realisiert, die sich teilweise selbst steuert und von Deutschland aus überwacht wird. Hier arbeiten – je nach Prozessstufe – Maschinen und Menschen Hand in Hand.

Blick in den Fertigungsbereich bei Güntner am Standort Sibiu. © Neupro

Die Güntner Group stellt im rumänischen Sibiu mit hohem Automatisierungsgrad Wärmetauscher her. Herzstück der Produktion ist das PPS-System Produktionsplanungs- und Steuerungssystem, entwickelt vom Unternehmen Neupro Solutions. Der Bau der Anlage wurde hinsichtlich Planung, Ausführung und Inbetriebnahme von Siemens Deutschland unterstützt. Das PPS-System setzt im Produktionsablauf an, wo typische ERP-Software keine ausreichenden Funktionen bieten. Der Standort Sibiu koordiniert in Echtzeit den Transport und die Bearbeitung der Geräte. Außerdem erstellt es dabei für jedes Produkt einen individuellen „Lebenslauf“, der detaillierte Analysen ermöglicht. „Mit dem Lebenslauf meldet jedes Gerät, welchen Arbeitsschritt in welchem Arbeitsbereich es jeweils als Nächstes braucht“, erklärt Neupro-Geschäftsführer Michael Neumaier. „Der Hersteller bekommt mit dieser Dokumentation alle Daten an die Hand, um die Produktion automatisch weiter zu verbessern. Außerdem ist er rechtlich auf der sicheren Seite, wenn es zum Beispiel um Fragen der Gewährleistung geht.“

Dank Machine Learning optimiert die Anlage Abläufe selbst, indem sie bewertet, was die besten Ergebnisse bringt. Damit ist die Produktionsstätte nach Unternehmensangaben einer der Vorreiter beim Entwicklungsschritt hin zur Industrie 4.0 in Deutschland. Siemens stellte dafür die passenden Komponenten von RFID-Technik über das Totally Integrated Automation Portal bis zu den komplexen Antrieben zur Verfügung.

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Software, Mensch und Maschine arbeiten zusammen
Die Produkte werden in der H-förmigen Anlage von Querverschiebewagen zu den einzelnen Arbeitsbereichen gebracht. Die Software sorgt für einen Ablauf, in dem Mensch und Maschine koordiniert zusammenarbeiten. Die ersten beiden Stationen – Blockbau und das Aufweiten der Kupferrohre für den richtigen Sitz der Kühlrohre im Block – arbeiten weitgehend automatisch. Beim anschließenden Hartlöten sind menschliches Fingerspitzengefühl und Erfahrung gefragt. Danach geht es in die Reinigungsanlage.

Sicht auf die Einheiten Waschen, Prüfen und Trocknen innerhalb der Fertigung. © Neupro

Sibiu behält den Überblick, egal wie viele Werkstücke mit unterschiedlichen Spezifikationen unterwegs sind. Werkstücke mit derselben Spezifikation und denselben Arbeitsschritten durchlaufen die Prozesse gemeinsam. Klaus W. Wittek, COO und Projektleiter, ist selbstverständlich auch die Sicherheit der Mitarbeiter besonders wichtig: „Eine der beiden Prüfanlagen ist auf Drücke bis 200 bar ausgelegt. Die Arbeitsstation „weiß“, welches Kältemittel beim aktuellen Werkstück später zum Einsatz kommen wird und welchen Druck der Wärmeübertrager deshalb aushalten muss. Dabei ist sichergestellt, dass sich kein Mitarbeiter mehr im Gefahrenbereich befindet, wenn die Niederdruckprüfung unter Wasser abgeschlossen ist und wenn die Hochdruckprüfung beginnt.“ Nach erfolgreicher Prüfung fährt der Block in die Trocknungsanlage. Hier wird er bis auf eine definierte Restfeuchte getrocknet.

Kontrolle von der Anlieferung über den Versand hinaus
An den letzten drei Stationen arbeiten Mensch und Maschine wieder zusammen. Die Blöcke werden nasslackiert oder pulverbeschichtet. Dann folgt die Endmontage mit allen mechanischen Teilen und der Elektrik. Auch hier „weiß“ das System, welche Kabel, Schrauben und Werkzeuge für einen reibungslosen Ablauf bereitliegen müssen. Dementsprechend wird einer der acht unterschiedlich ausgerüsteten Montageplätze angesteuert.

Nachdem das fertige Gerät verpackt und verladen wurde, ist die Aufgabe des PPS-Systems fast erledigt. Nun werden die Daten, die auf dem Weg durch die Fabrik zu einem „Lebenslauf“ gesammelt wurden, ausgewertet. Das übernimmt eine künstliche Intelligenz, die in ihrem Kompetenzbereich eigenständige Entscheidungen treffen kann. „Die Herausforderung ist es, Daten in beide Richtungen verwertbar zu machen: Für die Fertigung und für die anschließende Analyse“, erläutert Michael Neumaier. „Sibiu hat den Vorteil, dass die komplette Anlage von Fürstenfeldbruck aus gesteuert und die Daten von überall auf der Welt ausgewertet werden können. In Zukunft wird es sogar möglich sein, die Anlage an die Mindsphere-Cloud-Lösung anzuschließen. Damit ist die Steuerung unabhängig von der Hardware vor Ort. Wir können die komplette Produktion neuer Produkte erst simulieren, bevor wir sie tatsächlich starten.“

Modellfall für Industrie 4.0 made in Germany
Die erste industrielle Revolution schuf Maschinen, die effizienter waren als menschliche Arbeit mit einfachen Werkzeugen, wie der mechanische Webstuhl. In einer zweiten Stufe wurden diese Maschinen mit einem Fließband verbunden oder maschinell angetrieben, was die Abläufe weiter rationalisierte. Im nächsten Schritt übernahmen Computer die Steuerung der Abläufe. In der Industrie 4.0-Welt ist die Technologie so weit fortgeschritten, dass künstliche Intelligenz nahezu komplett die Planung, Kommunikation und Auftragsabwicklung der Materialien und fertigen Produkte übernehmen kann. Alle beteiligten Systeme sind vernetzt und liefern Sensordaten zum Beispiel per RFID-Chip, mit denen die Realität digital abgebildet werden kann. Diese Abbildung unterstützt die Fachkräfte in der Fabrik bei ihren Aufgaben und ermöglicht dezentrale Entscheidungen durch eine „schwache“ künstliche Intelligenz, die genau auf diese Aufgabe zugeschnitten ist.

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