Industrie 4.0 auf dem Vormarsch

Um die Unterteile von Bogendruckmaschinen im Werk Würzburg mit einem hochfeinen Finish zu versehen, schaffte KBA 2015 ein DIXI 270-Bearbeitungszentrum des Schweizer Herstellers DMG Mori an. (Quelle: Nerling Systemräume GmbH)

Damit die Maschine die erforderlichen Genauigkeitswerte von ± 10 µm einhalten kann, muss im Maschinenraum eine Temperatur von 22 °C ± 0,2 K/h eingehalten werden. Um diese klimatischen Bedingungen zu gewährleisten, ließ KBA von der Nerling Systemräume GmbH einen Präzisionsfertigungsraum mit Vortemperierraum einrichten. (Quelle: Nerling Systemräume GmbH)

Die gesamte Anlage wurde so konzipiert, dass sie Industrie-4.0-fähig ist: So gibt es beispielsweise Möglichkeiten der intelligenten, vernetzten Kommunikation zwischen Messmaschine und DIXI-Bearbeitungszentrum. (Quelle: Nerling Systemräume GmbH)

Systemraumanlage (Quelle: Nerling Systemräume GmbH)

Um die Flexibilität der Produktion weiter zu erhöhen und auch in Zukunft den Herausforderungen am Standort Deutschland begegnen zu können, setzen immer mehr Unternehmen auf optimierte Prozesse nach Industrie 4.0 beziehungsweise auf den Einsatz vernetzter Systeme. Gerade vielen Mittelständlern erscheint dieses Konzept im eigenen Betrieb allerdings als nur schwer umsetzbar, da die Möglichkeiten einer intelligenten Produktion – und eines sich daraus ergebenden Effizienzgewinns – bei einem kleinen Maschinenpark und wenigen Prozessen als sehr begrenzt eingeschätzt werden. Dabei wird jedoch übersehen, dass die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation schon bei einzelnen, ausgewählten Vorgängen deutliche Vorteile sowie Erleichterungen für die Mitarbeiter bringen kann. Dies gilt im Besonderen auch für die Produktion in Technologieräumen wie Rein-, Sauber- oder Messräumen. Auf der diesjährigen Control informieren die Experten der Nerling Systemräume GmbH exemplarisch über eine Industrie-4.0-fähige Raumanlage, die kürzlich bei dem Druckmaschinenhersteller Koenig & Bauer AG (KBA) in Würzburg eingerichtet wurde, und beraten zu den Möglichkeiten der intelligenten Produktion in mittelständischen Unternehmen.

„KBA hat 2015 ein DIXI 270-Bearbeitungszentrum des Schweizer Herstellers DMG Mori angeschafft, um die Unterteile von Bogendruckmaschinen im Werk Würzburg mit einem hochfeinen Finish zu versehen“, erklärt Ralf Nerling, Generalbevollmächtigter Firmengruppe Nerling und Mitglied des Arbeitskreises Industrie 4.0 der IHK. Damit die Maschine die erforderlichen Genauigkeitswerte von ± 10 µm einhalten kann, müssen im Maschinenraum spezielle Bedingungen erfüllt werden, allen voran eine Temperatur von 22 °C, von der nur eine minimale Abweichung von ± 0,2 K/h gestattet ist. Um dies zu gewährleisten, ließ KBA von der Nerling Systemräume GmbH einen Präzisionsfertigungsraum mit Vortemperierraum einrichten. Dieser wurde so gestaltet, dass er direkt an einen Messraum der Klasse 2 inklusive Vorraum anschließt, den Nerling bereits 2006 gebaut hatte.

Da nicht nur im Präzisionsfertigungsraum und seinem zugehörigen Vorraum, sondern auch im Messraum und dessen Vorraum die entsprechende Klimatechnik für die Einhaltung von konstant 22 °C verbaut ist – dieser Wert ist auch für die Durchführung der Messungen notwendig – erfolgt der gesamte Materialfluss bei gleichbleibender Temperatur, was zu einer erheblichen Zeiteinsparung führt: Die Unterteile der Bogendruckmaschinen werden zunächst außerhalb des Vortemperierraumes vorgefertigt. Dann werden sie auf einem Leichtlaufschienensystem, das für Gewichte bis zu 8 t geeignet ist, in den Vortemperierraum gebracht, wo sie 24 h lang bei 22 °C gelagert werden. Nach dem Prinzip First In – First Out werden die Teile dann dem DIXI 270 zugeführt. Anschließend werden die Teile wieder zurück in den Temperierungsbereich gebracht und von dort in die Vorkammer des Messraums. Das Messen stellt den letzten Bearbeitungsschritt dar. Teile, die nicht in Ordnung sind, werden mit der entsprechenden Information zum DIXI 270 rückgeführt und nachgearbeitet.

Intelligente Prozessgestaltung

Die gesamte Anlage wurde so konzipiert, dass sie Industrie-4.0-fähig ist: „Es gibt bei dieser räumlichen und maschinellen Konstellation beispielweise Möglichkeiten der intelligenten, vernetzten Kommunikation zwischen Messmaschine und DIXI-Bearbeitungszentrum“, so Nerling. Wenn die Messmaschine feststellt, dass ein Teil nicht ganz in Ordnung ist, geht es zurück an das Bearbeitungszentrum. Anstatt den gesamten Prozess der Nacharbeitung gemäß eines festen Ablaufprogramms zu wiederholen, kann bei einem vernetzten System das Programm auf Basis der Ergebnisse der Messmaschine für jedes Teil passend gestaltet werden – das heißt, es werden nur die Arbeitsschritte ausgewählt und durchgeführt, die erforderlich sind, um die festgestellten Fehler zu beheben.

„Viele Mittelständler sehen Industrie 4.0 als nicht so relevant für ihren Betrieb an, weil ihr Maschinenpark relativ klein ist. Sie denken, der Einsatz von vernetzten Systemen beziehungsweise intelligenter Maschine-zu-Maschine-Kommunikation lohnt sich nur dann, wenn beispielsweise eine Messmaschine für eine spezielle Aufgabe aus einem Pool von Bearbeitungsmaschinen – unter Berücksichtigung von Kostenblock und Auslastung – das geeignete Modell mit der optimalen Bearbeitungsform auswählen und diesem dann den Auftrag erteilen kann“, erläutert Nerling. Das Setup bei KBA zeigt jedoch, dass eine intelligente Produktion sehr wohl im Rahmen von einzelnen Prozessschritten umgesetzt und so die Effizienz deutlich gesteigert werden kann.

Auf der Control 2016 in Stuttgart informiert Nerling in Halle 5, Stand 5208 über die verschiedenen Möglichkeiten, Rein-, Sauber- und Messräume Industrie-4.0-fähig zu machen. Für Gespräche und konkrete Anfragen zum Thema intelligente Produktion in Technologieräumen stehen Ralf Nerling sowie weitere Mitarbeiter interessierten Besuchern zur Verfügung.