Ausbringung und Prozesssicherheit im Fokus: Zulieferer MAT setzt auf I4.0-Lösung von EMAG und perfektioniert Gehäuseproduktion

Der Produktionsprozess bei der MAT Machining Europe GmbH rund um das Ausgleichsgetriebegehäuse ist beeindruckend: Das Unternehmen verfügt insgesamt über fünf große Produktionslinien mit jeweils sieben EMAG Maschinen, die per TrackMotion von EMAG verkettet sind. Dabei fährt eine sogenannte TransLift-Einheit auf einem Schienensystem „durch“ die Maschinen und transportiert das Bauteil von einer Pick-Up-Station zur nächsten. Auf diese Weise vollziehen sich am Getriebegehäuse diverse Vorprozesse, das Drehen der ersten Seite inklusive der Bearbeitung von Passungen und Bohrungen, das Drehen der zweiten Seite und der Außenkontur sowie – in der letzten Ausspannung – die Innenbearbeitung von Kugelform und Passbohrungen. Zum Abschluss folgen Waschen, Messen und Markieren. Insgesamt entstehen fast 2 Millionen Ausgleichsgetriebegehäuse bei MAT pro Jahr alleine am Standort Immenhausen. 

Win-Win-Situation ausnutzen

Warum hat sich das Unternehmen jetzt dazu entschieden, diese hochautomatisierte Lösung zu digitalisieren und die anfallenden Produktionsdaten innovativ zu nutzen? „Wir setzen allgemein auf hocheffiziente State-of-the-art-Produktionslösungen, die wir laufend weiterentwickeln. Die Digitalisierung ist dabei natürlich ein wichtiges Thema“, sagt dazu Axel Dräger, Leiter Engineering bei der MAT Machining Europe GmbH. „Gleichzeitig wussten wir, dass EMAG in den letzten Jahren große Anstrengungen rund um die Industrie 4.0 unternommen hat und ganz grundsätzlich daran interessiert ist, neue IoT-Lösungen bei Anwendern zu testen und ein qualifiziertes Feedback zu bekommen. Für beide Unternehmen ist das Ganze also eine Win-Win-Situation.“

Auf dieser partnerschaftlichen Basis startete das Projekt im Frühjahr 2019 zunächst mit Workshops: MAT-Verantwortliche stellten den IoT-Experten von EMAG sowie den Partner-Unternehmen EXXETA, intuity und anacision die Produktionsprozesse rund um das Ausgleichsgetriebegehäuse vor. Anschließend definierte man gemeinsam denkbare Anwendungsfälle und entwickelte technologische Lösungen, zu denen etwa die Software EDNA Cortex sowie diverse Prototypen der heute genutzten Apps gehörten (das System ähnelt hier dem Grundprinzip von Smartphone-Betriebssystemen). Gleichzeitig wurden der EDNA-Core – ein Industrie PC – sowie der Beschleunigungssensor EDNA Neuron 3DG pro Maschine installiert. Wichtig war in diesem Zusammenhang, dass die Lösung von EMAG eine vollkommen modulare Software- und Hardware-Architektur aufweist, die sich einfach in die IT-Infrastrukturen der Anwender und die meisten EMAG Maschinen (auch älteren Typs) implementieren lässt. Der Anschluss von zusätzlicher Sensorik stellt ebenso kein Problem dar. 

Ausbringung deutlich steigern – Prozesssicherheit verbessern

Die Handhabung der Daten durch Anwender erfolgt wiederum mithilfe des EDNA Lifeline Dashboards, auf dem die angesprochenen Apps für verschiedene Anwendungen installiert sind – der Anwender kann sich selbst zusammenstellen, was genau in welcher Anordnung zu sehen ist. Dazu gehören im Fall von MAT der „Part Quantity Forecast“ für eine Prognose zu den Ausbringungsmengen pro Schicht, der „Cycle Time Monitor“ mit Angaben zu aktuellen Taktzeiten von Maschinen oder Linien, der „Smart Tool Change“ mit Infos zur verbleibenden Werkzeug-Standzeit, der „OEE Monitor“ für eine detaillierte Aufschlüsselung der aktuellen OEE und der „Health Check“ zum Maschinenzustand. „Insgesamt ist die Datenmenge tatsächlich so vielfältig, dass wir bislang nur einen Teil analysieren“, erklärt Dräger. „Nichtsdestotrotz sind die ersten Ergebnisse beeindruckend. Wir haben beispielsweise bereits diverse ‚Zeitfresser‘ eliminiert und sind auf dem besten Weg zu einer Ausbringungssteigerung von elf Prozent. Das ist natürlich ein enormer Wert.“ Außerdem profitieren die Spezialisten bei MAT von der laufenden sensorischen Überwachung: Das System ermittelt einen präzisen „Gesundheitswert“ von Antrieb sowie Spindel und weist auf etwaigen Verschleiß frühzeitig hin – ein großer Pluspunkt für die Prozesssicherheit der Produktionslinien. Gleiches gilt für die präzise Vorhersage des richtigen Zeitpunkts bei Werkzeugwechseln.

Darüber hinaus ist das EDNA-System fest im Arbeitsablauf von MAT implementiert: Einerseits nutzen Produktionsplaner oder Schichtführer die Dashboards, um aktuell produzierte Stückzahlen zu ermitteln. Andererseits können Bediener ihren Arbeitsablauf mithilfe der Software besser planen, weil sie nach einer Pause rechtzeitig an der Maschine zurück sind oder bei einem anstehenden Werkzeugtausch immer die „richtigen“ Tools bereitliegen.

MAT stellt die Weichen für eine digitale Zukunft.

„Viele sprechen darüber, wir bauen gerade die digitale Fabrik!“

„So lässt sich eines der Hauptthemen, das uns umtreibt, zusammenfassen. Während alle von Digitalisierung reden, ist MAT mittendrin, diese umzusetzen und dafür zu sorgen, dass Maschinen miteinander kommunizieren. Nur durch die konsequente

Automatisierung und Autonomisierung der Fertigungsverfahren können die Herstellkosten im Automotive-Bereich marktgerecht gehalten werden,“ erklärt der verantwortliche Geschäftsführer der MAT Transmission Division und CEO der MAT Europe, Ingo Bitzer.

Weitere Anwendungsfälle im Fokus

Insgesamt betrachten beide Partner das gesamte Projekt keineswegs als abgeschlossen – im Gegenteil: Die Digitalisierung der MAT Produktion schreitet mit Hochdruck weiter voran, bestätigt Dr. Andreas Kühne, Lead Data Scientist beim Unternehmen anacision, an dem EMAG beteiligt ist: „Unser gemeinsames Ziel ist es, weitere Linien mit dieser IoT-Lösung auszustatten. Außerdem möchten wir neue Anwendungsfälle wie etwa die Werkzeugbrucherkennung umsetzen. Dazu tauschen wir uns nach wie vor eng aus.“ Bleibt am Ende die Frage nach dem Aufwand eines solchen Projektes – und hier warten die IoT-Spezialisten von EMAG mit einer Überraschung auf: Die Hardware-Nachrüstung von großen Produktionslinien – also etwa die Integration der IPCs inklusive Verkabelung – vollzieht sich innerhalb weniger Tage. Bei einer einzelnen Maschine genügt sogar nur ein Tag. Das ist möglich, weil alle Vorarbeiten bei EMAG erfolgen, wo das System passgenau für die gewünschte Lösung konfiguriert und für die Anbindung an verschiedene Maschinensteuerungen vorbereitet wird. Nach der Implementierung in den Maschinen vor Ort profitiert der Anwender sehr schnell von den gewünschten Funktionalitäten und Prozessverbesserungen.

„Die EDNA Industrie 4.0 Lösung bestehend aus IoT-Core, Software und Dashboard steht allen Kunden bereits seit einiger Zeit zur Verfügung, überzeugt immer mehr Anwender und wird ständig weiterentwickelt“, fasst Kühne den Status Quo beim süddeutschen Maschinenbauer zusammen. „Laut erster Rückmeldungen steigt mit EDNA die OEE deutlich an und wir schätzen sogar, dass nach rund einem Jahr ein ‚Return on Invest‘ möglich ist, wenn die gewonnenen Daten ausgewertet und für Handlungsableitungen genutzt werden.“ Im Übrigen profitieren Anwender von einem umfassenden, offenen und zukunftssicheren Industie-4.0-Ökosystem. Mit EDNA legt EMAG den Grundstein für die intelligente Produktion der Zukunft.    

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