Das Ziel war klar definiert. In der Kurbelgehäuse-Fertigung von Verbrennungsmotoren sollten bei einem namhaften Pkw OEM unterschiedliche Werkstückvarianten auf einer flexiblen Fertigungsstraße produziert werden. Damit verbunden war unter anderem eine signifikante Reduzierung unproduktiver Zeiten und gleichzeitig die Erreichung höchster Produktivität. Neben der hohen Produktivität beabsichtigte man mit diesem neuen Konzept aber auch schnell und flexibel auf veränderte Kundenanforderungen reagieren können. Ab 2013 realisierte Heller so vier Fertigungsanlagen und nahm sie anschließend für ein deutsches Werk in Betrieb. Die damit erzielte hohe Qualität führte 2017 zu einer erneuten Ausschreibung. Konkret umfasste diese Ausschreibung eine Fertigungsanlage für Kurbelgehäuse von 4- und 6-Zylinderreihenmotoren im selben Werk und drei weitere für 4-Zylindermotoren (Benzin und Diesel) für ein neues Motorenwerk in Osteuropa.
Zunächst gingen die Verantwortlichen hier wegen der größtenteils identischen Werkstücktypen von ähnlichen Bearbeitungsprozessen aus. Nun spricht man bei diesem Unternehmen im Zusammenhang mit dem Produktionsgedanken allerdings von „Referenzfabriken“, in welchen Randbedingungen detailliert definiert wurden und unbedingt einzuhalten sind. Eine Vorgabe war so zum Beispiel, dass künftig nur noch vier Bearbeitungszentren pro Portallader zu installieren sind, um mit diesen redundanten Systemen bei Stillstand eines Portalladers mit reduzierter Ausbringung weiter produzieren zu können.
Im Gegensatz dazu wurden die vier Fertigungsanlagen am deutschen Standort noch mit bis zu acht Heller Bearbeitungszentren unter je einem Portallader ausgelegt. Für eine direkte Beladung der Maschine bzw. die Entkopplung von Automation und Bearbeitungszentrum sollte deshalb vor jeder Maschine ein Adapterwechsler stationiert werden. Das heißt, für eine höhere Anlageneffizienz vollzieht der Adapterwechsler, unabhängig vom Portallader, den Werkstückwechsel.
Knowhow für periphere Applikation
Im Gegensatz zu den Fertigungsanlagen am inländischen Standort waren für das neue Motorenwerk allerdings noch zahlreiche Komplementärtechniken vorgesehen. So waren neben den Bearbeitungszentren auch Maschinen für Montageaufgaben, für Operationen wie Honen, Waschen, Bürsten oder Mess- und Prüftechnik sowie insbesondere die Beschichtung der Kurbelgehäuse mit der neuen Prozesstechnologie Cylinder Bore Coating (CBC) als Turnkey-Lösung ausgeschrieben. In beiden Werken setzt das Unternehmen daher auf die Beschichtungsmaschinen CBC 200 von Heller. Mit Heller als Generalunternehmen konnten diese zahlreichen Disziplinen problemlos bewältigt werden. Insgesamt beinhaltet diese Anlage 163 Bearbeitungszentren MC 20, 13 vertikale Bearbeitungszentren MC 20 V sowie 17 Beschichtungsmaschinen CBC 200 von Heller.
Gezielte Maßnahmen für eine störungsfreie Produktion
Erfahrungen mit zustandsorientierter Instandhaltung hat man bei einem Heavy Duty OEM in Deutschland seit Jahren. So wurden unter anderem mit Kreisformtestgeräten und Schwingungssensoren in regelmäßigen Intervallen die aktuellen Zustände der Bearbeitungszentren ermittelt. Die Möglichkeit, dadurch die voraussichtliche Lebensdauer einzelner Maschinenkomponenten abzuleiten, wurde genutzt, um vorbeugende Instandhaltungsmaßnahmen durchzuführen.
Mit Remote Diagnostic Services (RDS) und Condition Dependent Services (CDS) stellt Heller nun allerdings seit geraumer Zeit digitale Dienstleistungen zur Verfügung. Damit lassen sich in den Fertigungs- und Instandhaltungsprozessen Verschleißzustände noch transparenter gestalten bzw. präventive Maßnahmen einleiten. Bei der Entwicklung dieser digitalen Dienstleistung wurde zwischen dem Unternehmen und Heller ein Pilotprojekt gestartet. Konkret geht es darum, im Turnus von vier Wochen immer vor Produktionsbeginn, die Vorschubachsen in beide Richtungen mit konstanter Geschwindigkeit abzufahren, um Informationen über das Drehmoment und die Gesamtsteifigkeit zu erhalten.
Außerdem beschleunigt man im Rahmen dieser Testläufe die Hauptspindel unterschiedlich und ermittelt die Werte mit einem zusätzlich integrierten Schwingungssensor (CDSplus). Die Daten dieser Testläufe werden im Anschluss über eine Netzwerkanbindung auf ein Web-Portal übertragen und von Heller ausgewertet. So lassen sich die Instandhaltungsmaßnahmen von insgesamt 22 Bearbeitungszentren von Heller innerhalb eines Zeitpuffers planen, ohne dass sie einen gravierenden Einfluss auf die Produktionsprozesse haben.
Neben diesen regelmäßigen Testläufen greift das System außerdem permanent während der Prozesse Schwingungen und Temperaturen ab. Einmal täglich werden Verfahrwege im Vorschub und Eilgang oder die Anzahl der Positionierungen der einzelnen Achsen festgehalten. Diese Daten bewertet Heller und erstellt alle drei Monate Reports. Bei Grenzwertüberschreitungen werden mit dem OEM gezielte Maßnahmen abgestimmt.
Transparenz auch bei erfassten Daten
Für Anwender ist es meist nur schwer möglich, diese Fülle an Daten richtig und übersichtlich zu bewerten. Deshalb hat Heller ein Ampelsystem entwickelt, das bei Erreichen der Grenzwerte notwendige Maßnahmen signalisiert. Diese Grenzwerte werden aufgrund des „Fingerprints“ der Maschine (Zustand bei Auslieferung) definiert. Neu an diesem System ist, dass bisher Auswertungen und Statistiken ausschließlich Heller vorbehalten waren.
Mit dem Heller Services Interface als Modul zur Visualisierung von Instandhaltungs- und Fertigungsprozessen soll es künftig auch für den Anwender möglich sein, die erfassten Daten einzusehen. Das Unternehmen hat sich wegen der eigenen Instandhaltung auf die Analyse über das Ampelsystem entschieden, denn für die Verantwortlichen macht das Sinn. Demnach macht zu den bisher angebotenen Fernwartungen die aktuelle Zustandsanalyse den entscheidenden Unterschied. Nur damit lassen sich eventuelle Schäden an Maschinenkomponenten vorbeugen, bevor sie sich am Werkstück bemerkbar machen. Außerdem hat dieses Konzept mit dem Online-Zugriff auf das System den Vorteil, dass man angehende Störungen über die eigene Instandhaltung in Ordnung bringen kann.
Gebr. Heller Maschinenfabrik GmbH
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