INDUSTRIE 4.0 IN DEUTSCHLAND 2014

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1 Fallstudie: Siemens IDC Multi-Client-Projekt INDUSTRIE 4.0 IN DEUTSCHLAND 2014 Startschuss für die ITK-basierte vierte industrielle Revolution

2 Siemens Fallstudie: Grieshaber GmbH & Co. KG Informationen zum Kunden Die Grieshaber GmbH & Co. KG, in Schiltach, Deutschland, fertigt jedes Jahr über 120 Millionen Präzisionsteile aus NE-Metallen, hauptsächlich für die Automobilindustrie. Sie ist Teil einer Firmengruppe, zu der auch der Hersteller von Mess- und Füllstandsgebern VEGA und die Firma Supfina gehören. Anforderungen des Kunden Das Fertigungsunternehmen stand vor drei zentralen Herausforderungen: Die Auslastung der Ein- und Mehrspindel-Maschinen sollte verbessert, die Rüstzeiten verkürzt und die Stückkosten reduziert werden. Darstellung der Lösung Für die NC-Programmierung und -Simulation der Ein- und Mehrspindelbearbeitung nutzt Grieshaber heute die Lösung NX Virtual Machine. Sie gehört zur NX Softwaresuite von Siemens PLM Software. Die Software erlaubt es dem Anwender, seine Bearbeitungsoperationen auf einem handelsüblichen PC zu programmieren und vermittelt das Gefühl, als ob er an der realen Maschine stehen würde. Allerdings mit dem feinen Unterschied, dass der Einrichter oder Bediener schon am Rechner sieht, ob die Maschine das macht, was er sich vorgestellt hat. Im Unterschied zu den gängigen CAM-Programmen kann der Anwender laut Verantwortliche von Grieshaber mit Virtual Machine nicht nur die Bearbeitungsschritte und Verfahrwege visualisieren, sondern die Maschinenbewegungen auf der Basis des NC-Codes simulieren. Die Virtual Machine-Lösungen werden von Maschinenherstellern wie den INDEX- Werken mit Hilfe eines flexiblen Software-Kits von Siemens PLM Software konfiguriert. NX Virtual Machine basiert auf der realen SINUMERIK-Steuerung (und nicht auf einem Softwareemulator), kombiniert mit dem Mensch-Maschine-Interface und einem voll funktionsfähigen Simulationssystem, das mit Konfigurationsdaten aus dem SINUMERIK-Controller der realen Maschine kalibriert wird.

3 Das ermöglicht eine hochentwickelte Simulation der virtuellen Maschine und vermittelt das Gefühl, als würde man an der realen Maschine arbeiten. Nach Aussagen von Grieshaber-Verantwortlichen werden die Bearbeitungsoperationen mit NX Virtual Machine nicht nur kinematisch simuliert, um mögliche Kollisionen festzustellen, sondern auch in ihrer zeitlichen Abfolge und Dauer. Anhand einer einfachen Grafik kann der Anwender erkennen, wie viel Zeit die Werkzeuge an jeder Spindel im Einsatz sind, um die Operationen gegebenenfalls gleichmäßiger zu verteilen. Somit kann der Anwender schon bei der Planung sehen, ob eine bestimmte Lage zu lang ist und erreicht dadurch an der realen Maschine schneller die geplanten Stückzeiten. Um die Stückzeiten dann im Detail zu optimieren, beispielsweise indem man einen Zustellweg verkürzt und dadurch eine Zehntelsekunde spart, gibt es in der Virtuellen Maschine wie an der realen Maschine die Funktion der Satzzeiterfassung. Eine Zehntelsekunde kann sich bei mehreren Zehntausend Teilen zu einer Zeitersparnis von mehreren Tagen pro Jahr aufaddieren. Deshalb wurden solche Optimierungen auch früher schon bei Grieshaber gemacht, aber nicht so konsequent, weil man dafür die Maschine anhalten musste; das rechnete sich für das Unternehmen nur bei Teilen, die in sehr großen Stückzahlen laufen. Projekt Highlights Zitate des Kunden zum Projekt Reduzierung der Rüstzeiten bei der Bearbeitung von komplexen Neuteilen um 20 Prozent Verkürzung der Zyklus- und Stillstandszeiten an den INDEX-Maschinen Sichere Kalkulation der zu erwartenden Stückkosten in der Angebotsphase Bessere Ausbildung der Einrichter und Maschinenbediener an der virtuellen Maschine Anhand einer einfachen Grafik kann der Anwender erkennen, wie viel Zeit die Werkzeuge an jeder Spindel im Einsatz sind, um die Operationen gegebenenfalls gleichmäßiger zu verteilen. Von: Hubert Firner, Technische Planung, Grieshaber Ich sehe schon bei der Planung, ob eine bestimmte Lage zu lang ist und komme dadurch an der realen Maschine schneller auf meine geplanten Stückzeiten. Von: Thomas Dieterle, Technische Planung, Grieshaber Die Rüstzeitersparnis bei der Bearbeitung von Neuteilen liegen jedenfalls bei ca. 20 Prozent. Von: Günther Weißer, Produktionsleiter, Grieshaber

4 INTERVIEW mit urban august, Geschäftsführer, Siemens Industry Software GmbH & Co. KG., SIEMENS Anlässlich der Vorstellung der Ergebnisse der Studie Industrie 4.0 in Deutschland 2014 sprach IDC mit Urban August, Geschäftsführer bei Siemens Industry Software GmbH & Co. KG IDC: Die vierte industrielle Revolution beruht auf einer stärkeren Verschmelzung von virtueller und physischer Welt in der Fertigung. Was sind aus Ihrer Sicht die größten Vorteile, die dadurch für Unternehmen entstehen? Urban August: Durch das Zusammenwachsen von realer und virtueller Fertigungswelt werden sich Markteinführungszeiten von Produkten in der Zukunft deutlich verkürzen lassen. Weiterhin sehen wir deutliche Vorteile durch eine größere Flexibilität und eine effizientere Produktion. Unternehmen werden damit in die Lage versetzt besser auf volatile Märkte zu reagieren, die Herausforderungen der individualisierten Massenfertigung zu meistern und Energie und Ressourcen effizienter einzusetzen. IDC: Welche Hürden sind zu überwinden, um das Konzept der Industrie 4.0 Realität werden zu lassen? August: Die Transformation zu Industrie 4.0 wird aus unserer Sicht evolutionär über einen längeren Zeitraum erfolgen. Der hohe wirtschaftliche Wert von heute schon vorhandenen Produktionseinrichtungen und die technische Fragmentierung der installierten Industriesoftware bremsen den Fortschritt. Die installierte Basis lässt sich deshalb nicht schnell und umfänglich ersetzen. Die Datensicherheit, aber auch die funktionelle Sicherheit im Einsatz stellen weitere Barrieren dar. Für die konkrete technische Umsetzung von Industrie 4.0 sehen wir heute drei relevante Handlungsfelder in den Bereichen Digitalisierung der Produkte, Integration von Produktdesign und Produktion sowie Produktionsnetzwerke. Dabei müssen Anforderungen des Gesetzgebers, wie z.b. bei Produktsicherheit und Umweltanforderungen ebenso wie IT-Sicherheit berücksichtigt werden. Hier gilt es, praxisnahe Standards und Normen firmenübergreifend z.b. in Verbänden zu definieren. IDC: Was sind aus Ihrer Sicht die ersten Schritte, die ein Unternehmen vornehmen sollte, um das Potential der vierten industriellen Revolution für sich zu erschließen? August: Eine entscheidende Voraussetzung für Industrie 4.0 ist die urban august vollständige Integration der Wertschöpfungskette aus Produktentwicklung, Planung der Produktion, dem Produktions-Engineering, der Produktion und dem Service. Die komplette digitale Produkt- und Prozessbeschreibung mittels virtueller Produkt- und Produktionsmodelle ist ein entscheidender Schritt, diese Integration zu realisieren. Durch diesen Ansatz enthält die Produktbeschreibung beispielsweise Informationen zur Funktion, Anforderungen, Geometrie, zugehörige Ausprägungen und Gültigkeiten der Mechanik, Software, Elektrik und Elektronik. Aus unserer Sicht ist es entscheidend, sich bereits heute mit den Möglichkeiten und Themen rund um Industrie 4.0 zu beschäftigen um die eigene Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. Unsere Digital Enterprise Platform bietet hier einen idealen Einstieg in die Digitalisierung der Produktion, der zukunftsfähig ist und damit die nötige Investitionssicherheit für unsere Kunden bietet.

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