Automatisierung + Standardisierung

Werkstückspannen

Rüstzeiten Ade

25.05.2010

Automatisierung: Mit der Investition in eine flexible Fertigungszelle hat Allmatic-Jakob die Weichen in Richtung Zukunft gestellt. Die Auswirkungen sind enorm: Eliminierung der Rüstzeiten, kürzeste Reaktionszeit bei Auftragsschwankungen, zudem niedrigere Durchlaufzeiten und eine deutliche Erhöhung der Kapazitäten.

Unternehmerisch denken heißt unternehmerisches Risiko einzugehen. Als der Spanntechnik-Spezialist Allmatic-Jakob, Unterthingau, vor der Entscheidung stand in neue Bearbeitungszentren zu investieren, ging es nicht nur um Ersatz. Es ging auch um eine Investition in die Zukunft. Für Allmatic-Geschäftsführer Bernhard Rösch wäre es ein Einfaches gewesen, die zwei alten StarragHeckert-Bearbeitungszentren durch zwei neue zu ersetzen. „Aber so eine Sicherheitsentscheidung“, ist er überzeugt, „hätte uns nicht wirklich voran gebracht.“

Jetzt steht in Unterthingau ein flexibles Fertigungssystem, bestehend aus zwei horizontalen StarragHeckert-Zentren „HEC 500“ aus der Athletic-Baureihe sowie einem Palettenhandhabungssystem „PHS 1500-L“ der Firma Liebherr mit 56 Palettenplätzen. Gesteuert wird die Anlage vom Fertigungsleitsystem „Soflex-PCS“ des Softwareanbieters Soflex. Der Anlageninvest belief sich auf 2 Mio. Euro.

Wobei am Anfang der Investitionsüberlegung ein eher vages Bauchgefühl stand. „Wir wollten die Rüstzeiten auf eine Minimum reduzieren und auch mannlos produzieren“, fasst Allmatic-Produktionsleiter Herbert Mayr die Ausgangslage zusammen. Denn vor allem das Thema Rüsten erwies sich in der Vergangenheit als Nadelöhr, wenn es um schnelle Reaktionszeiten und flexible Kapazitätsanpassung ging.

Bernhard Rösch (rechts), Geschäftsführer von Allmatic, und Herbert Mayr, Produktionsleiter: „Die zwei Maschinen mit Palettenhandhabungssystem ersetzen vier konventionelle Maschinen. Sogar unsere Mitarbeiter sind über die enorme Produktivitätserhöhung begeistert.“ Ulrich Seidel (links), Gebietsverkaufsleiter von StarragHeckert, die bei dem Projekt Generalübernehmer waren, ergänzt: „Alle am Prozess Beteiligten sollten so früh als möglich in die gemeinsame Diskussion einsteigen, will man unliebsame Überraschungen vermeiden.“

Hauptprodukte von Allmatic sind Schraubstöcke, die es in Standard-versionen mit verschiedenen Backenbreiten gibt. Diese Produkte sind starken Absatz-schwankungen unterworfen, die kaum konjunkturell bedingt sind. So kann es passieren, dass ein Modell in einem Monat um 40 Prozent mehr nachgefragt wird und in den nächsten beiden Monaten als Ladenhüter auf Halde liegt. Das bedeutet auch, dass die Verantwortlichen bei Allmatic das Lager so klein wie möglich halten wollen. Die Losgrößen in der Fertigung bewegen sich deshalb zwischen 10 und 200 Stück pro Auftrag.

Stark schwankende Produktion
Die Herausforderung für die Fertigungsplaner lautete also: absatzgerechte Bedarfsermittlung. „Wir waren schon froh“, sagt Herbert Mayr, „wenn wir eine einigermaßen stabile Wochenprognose für die Fertigung abgeben konnten.“ Kam dann noch ein Schnellschuss dazwischen, weil überraschenderweise ein Produkt besonders nachgefragt war, ging die Produktion mehr oder weniger in die Knie und die Durchlaufzeiten nach oben.

Kein Wunder, wenn die Maxime bei der Neuinvestition lautete: Flexible Fertigungstrategie bei gleichzeitiger Minimierung der Rüstzeiten. Aber damit nicht genug. Ein Dreischicht-Betrieb war ebenfalls notwendig, da anders die Auftragsflut nicht zu beherrschen war. Die dritte und zukünftig auch geplante Wochenendschicht soll allerdings mannlos laufen, da man mit bemannten Nachtschichten eher schlechte Erfahrungen gemacht hatte: Qualität und auch Ausstoß der Produkte gingen merklich zurück.

Das Feld war also abgesteckt, jetzt ging es an die Aussaat. Maschinenseitig war man sich bei Allmatic schnell einig: Bisher konnten die horizontalen BAZ von StarragHeckert punkten; ein Blick auf andere Hersteller brachte keine nennenswerten besseren Resultate.

Zumal die Fertigungsprofis aus Chemnitz sich für Automatisierungslösungen sehr offen zeigten und mit dem Palettenhandhabungssystem PHS von Liebherr ein bewährtes System ins Spiel brachten. Die Automatisierungssparte der Verzahntechnik GmbH des Liebherr-Konzerns entwickelt seit über 30 Jahren Automatisierungskonzepte für Serienhersteller. Auf Basis dieser Lösungen sind in jüngster Zeit auch Handhabungssysteme für die Einzel- und Kleinserienanwendung entstanden.

Meine Meinung

2 Mio. Euro in eine Maschinenanlage zu stecken ist eine Menge Holz für einen Mittelständler mit 65 Mitarbeitern. Auch deshalb, weil man mit weniger Invest einen einfacheren Weg hätte gehen können. Bei Allmatic wusste man aber ganz genau, dass dieser einfachere Weg nicht der Weg in die Zukunft ist. Mit dem flexiblen Fertigungssystem, das inzwischen installiert ist, hat man sich mehrere Optionen offen gehalten: Die Fertigung kann atmen, da man sehr flexibel auf Absatzschwankungen reagieren kann; der Personalbestand muss kaum mehr angepasst werden, da nun genügend Kapazität vorhanden ist; in schlechten Zeiten können die Mitarbeiter gehalten werden, man fährt nur die Maschinen runter. Das heißt, man ist auch unabhängiger geworden von zukünftigen demographischen Entwicklungen. Und last but not least: Die Fertigungstiefe kann erhöht und Kernstücke wieder ins Haus zurückgeholt werden.
Wolfgang Pittrich, Redaktion fertigung

Automatisierung ab Losgröße 1
Stefan Jehle, Gebietsverkaufsleiter Materialflusstechnik bei der Liebherr Verzahntechnik GmbH, Kempten, weiß sehr genau, was die Kunden bewegt: „Der Begriff Automatisierung schreckt viele Anwender immer noch ab, weil er mit hohen Stückzahlen und Serienfertigung in Verbindung gebracht wird. Im Endeffekt bieten wir eine Unterstützungshilfe, um zu einem wirtschaftlichen Prozess zu kommen.“

Stefan Jehle, Gebietsverkaufsleiter Liebherr-Verzahntechnik: „Es ist nicht nur schön so eine Anlage zu haben; sie rechnet sich auch in Cent und Euro.“

Was hier ein wenig abstrakt klingt, wird beim Blick auf die Installation klarer: Das Paletten-handhabungs-system (PHB) tut eigentlich nichts anderes als die beiden Maschinen mit Futter zu versorgen. Das alleine bringt schon einen Vorteil, da der Bediener von den Handlingsaufgaben entlastet wird und zudem eine potenziell hohe Maschinenauslastung möglich ist. Wirtschaftlich richtig interessant wird die Anlage allerdings durch den Clou, die Rüstzeiten zu eliminieren. Dazu sind die 54 Palettenplätze mit flexiblen Spannmitteln bestückt, so dass jedes Teil darauf gespannt werden kann. Das Ein- und Umrüsten entfällt komplett. Der Bediener muss nur noch die fertigen Teile entnehmen und neue Teile aufspannen.

Grundlage dafür sind die Allmatic-eigenen Monoblock-Spanntürme in Kombination mit Schraubstöcken und Gripp-Hochdruckspannern, ebenfalls von Allmatic. Bis zu acht Aufspannungen pro Spannturm sind möglich.

Doch wie weiß der Bediener, wie er was wo und wann aufspannen muss? Auch hier haben sich die Verantwortlichen bei Allmatic tiefere Gedanken gemacht. „Wir sind der Meinung“, sagt Geschäftsführer Rösch, „dass so eine Anlage nur dann wirtschafltich betrieben werden kann, wenn das Umfeld dafür geschaffen wird.“ Im Klartext: Nur Meister und Techniker arbeiten an der Anlage. Bei einem Mitarbeiter/Schicht halten sich die Personalkosten trotzdem in Grenzen. Für Ulrich Seidel, Gebietsverkaufsleiter bei StarragHeckert, hat diese Vorgehensweise auch direkte Auswirkung auf die Reaktionszeit eines automatisierten Systems: „Eine höhere Qualifikation der Mitarbeiter bedeutet weniger Schnittstellen. Das wiederum heißt: Die Flexibilität nimmt zu.“

Die hohe Mitarbeiterqualifikation hat auch damit zu tun, dass die Bediener für die gesamte Infrastruktur zuständig sind: Sie legen am Anfang der Woche fest, welche Teile wann genau bearbeitet werden; sie sorgen für die Werkzeugaufbereitung und -bereitstellung; sie sind für die Rohmaterialbeschaffung zuständig und sie übernehmen die Qualitätskontrolle.

Hirn und Herz der Anlage
Sind die Bediener das Herz der Anlage, sitzt das Hirn im Leitrechner von Soflex. Dort sind alle Fertigungsprogramme für die beiden BAZ abgespeichert. Wenn der Bediener ein Teil aufspannt, aktiviert er per Knopfdruck den Leitrechner. Der weiß dann ganz genau, welches Teil an welcher Stelle sitzt und welches NC-Programm dazu gehört.

Das Leitsystem erkennt auch, welche Werkzeuge im Magazin aktiv sind und ob alle für die Bearbeitung notwendigen Werkzeuge über die entsprechende Standzeit verfügen. Sollte sich im mannlosen Betrieb eine Störung ergeben, beispielsweise durch Werkzeugbruch, wird dieses Teil ausgeschleust. Die Bearbeitung wird dann mit der Palette fortgesetzt, für die auch die entsprechende Anzahl von Werkzeugen zur Verfügung steht.

Franz Klaiber, Geschäftsführer Soflex: „Ein Hauptproblem bei solchen Anlagen ist immer noch die Schnittstelle zu über- oder beigeordneten Systemen. Sowohl die Funktionalität als auch die Technik müssen sauber abgestimmt sein, um später keine Überraschungen bei den Kosten zu erleben.“

Für Franz Klaiber, Geschäftsführer von Soflex, lag die Herausforderung darin, aus den zur Verfügung stehenden Standardmodulen eine individuelle, genau auf Allmatic abgestimmte Lösung zu kreieren. Und da muss er den Beteiligten ein großes Kompliment machen: „Die Offenheit, mit der hier neue Ideen aufgenommen und auch versucht wurden umzusetzen, war beeindruckend.“

Umgekehrt war auch Allmatic von der Professionalität von Soflex angetan. Nicht umsonst: „Wir haben anfänglich die Bedeutung des Leitsystems unterschätzt“, gibt Bernhard Rösch freimütig zu. Erst in der engen Abstimmung mit allen am Prozess Beteiligten wurde ersichtlich, wie wichtig das Leitsystem für eine funktionierende Installation ist. Auch deshalb, weil Soflex mit seinen Modulen und den standardisierten Schnittstellen zu übergeordneten Systemen wie CAM oder PPS einen sanften Einstieg in die Materie ermöglicht.

Die Frage bleibt, welche wirtschaftlichen Effekte Allmatic vom Invest in ein flexibles Fertigungssystem hat. Bei näherem Hinsehen ist es eine lange Liste:

  • Deutliche Reduzierung der Durchlaufzeiten
  • Hohe Maschinenauslastung
  • Mannlose dritte Schicht
  • Erhöhung der Kapazitäten, dadurch Insourcing von rund 50 Prozent der Teile möglich
  • Erhöhung der Fertigungstiefe
  • Höhere Flexibilität
  • Reduzierung des Lagerbestandes.

Produktionsleiter Herbert Mayr fasst es folgendermaßen zusammen: „Wenn wir heute wissen, welche Teile wir morgen fertigen müssen, drücken wir einfach um 16 Uhr auf den Knopf und am nächsten Morgen sind die Teile fertig. Es spielt dann auch keine Rolle, ob wir morgen 50 Teile und übermorgen 150 Teile brauchen. Das haben wir jetzt alles im Griff.“ Unternehmerisches Risiko kann sich durchaus auch lohnen.