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Tornos-Software Tisis als Instrument zur Produktivitätssteigerung bei Heraeus

Digitale Präzisionsfertigung
Heraeus: Produktivitätssteigerung durch Tornos-Software

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Ein Besuch bei Heraeus Medical Components löst bei gestandenen Drehern wahrscheinlich Gänsehaut aus. Die Dimensionen der Werkstücke, ihre Komplexität, das Material und die extreme Präzision stellen absolutes High Level dar. Getoppt wird diese Exzellenz in der Mikrobearbeitung und Mikrofertigung allerdings noch durch eine umfassende Digitalisierungsstrategie, die weltweit einzigartig sein dürfte. Speerspitze dieses Prozesses sind die knapp 40 Tornos Drehmaschinen.

Der Technologiekonzern Heraeus mit Sitz in Hanau ist ein weltweit führendes Portfoliounternehmen in Familienbesitz. Die Wurzeln des Unternehmens reichen zurück auf eine seit 1660 von der Familie betriebene Apotheke. 1851 übernimmt Wilhelm Carl Heraeus die Einhorn-Apotheke und entwickelt sie zu einem der bedeutendsten Familienunternehmen weltweit.

Dem Apotheker und Chemiker gelingt es 1856 erstmals, zwei Kilogramm Platin in einem eigenentwickelten Knallgasgebläse zu schmelzen. Die „Erste Deutsche Platinschmelze“ ist geboren und ein Stein ins Rollen gebracht.

Heute bündelt Heraeus eine Vielzahl von Geschäften in den Bereichen Umwelt, Elektronik, Gesundheit und industrielle Anwendungen. Kunden profitieren von innovativen Technologien und Lösungen, die auf einer breit aufgestellten Materialexpertise basieren und Technologieführerschaft. Der Heraeus Konzern stellt sich unter dem Dach der Heraeus Holding in so genannten Global Business Units auf. Diese sind marktorientiert und funktional aufgestellt. Eine dieser Global Business Units ist die Heraeus Medical Components. Als Spezialist für metallurgische Lösungen im Design anspruchsvoller medizinischer Komponenten verbindet der Bereich Heraeus Medical Components seine langjährige Erfahrung in den Bereichen Edelmetalle und Legierungen mit führender Fertigungsexpertise.

Die Geschäftseinheit fertigt vorwiegend Komponenten für das Herzrhythmusmanagement, die Neuromodulation sowie Elektrophysiologie. Um diese Bereiche im menschlichen Körper zu erreichen, müssen die Komponenten und Geräte immer weiter miniaturisiert werden. In der Mikrobearbeitung sieht Heraeus Medical Components mehr als nur die Herstellung kleinerer Teile und Komponenten. Es geht dem Unternehmen darum, Fähigkeiten und Leistung zu steigern. Mit dieser Einstellung hat es sich weltweit einen Namen gemacht für sein Know-how und seine Exzellenz in der Mikrobearbeitung und Mikrofertigung. In Verbindung mit der einzigartigen Kompetenz in der Edelmetall- und Materialwissenschaft bietet Heraeus Medical Components seinen Kunden unübertroffene Innovationen in der Mikrobearbeitung.

Drehen auf Exzellenz-Niveau

Ausgangspunkt für nahezu alle Komponenten ist die Dreherei. Hier werden die Grundlagen für die geforderte absolute Qualität geschaffen. Kein Wunder also, dass sich Heraeus Medical Components für Tornos entschieden hat und beim Drehen ausschließlich Maschinen dieses Herstellers einsetzt. Der Maschinenpark umfasst knapp 40 Tornos Einspindel-Drehmaschinen. Darauf werden rund 250 unterschiedliche Werkstücke in Losgrößen bis zu 4.500 Teilen gefertigt. Das Besondere an diesen Teilen ist, dass viele davon mit bloßem Auge kaum sichtbar sind.

Viele Maschinen verfügen deshalb über spezielle Abführeinrichtungen mit Unterdruck, die die Werkstücke auf einem Vlies ablegen. Hochsensible Komponenten haben manchmal nur einen Durchmesser von 1 mm und sind 2 mm lang. In diese Werkstücke aus einer Platin-/Iridium-Legierung werden Bohrungen mit 0,01 mm eingebracht sowie Nuten und Schlitze gefräst. Hier kommen nicht nur die Programmierer und Maschinenbediener sondern auch die SwissNanos an ihre Grenzen. Da diese Komponenten in der Medizintechnik zum Einsatz kommen, ist absolute Qualität, Gratfreiheit, Oberflächengüte und Nachverfolgbarkeit Pflicht.

Die Spezialisten von Heraeus Medical Components wissen, dass sie sich auf ihre Tornos Maschinen verlassen können. Sie loben insbesondere die hohe Genauigkeit, die Langlebigkeit und die Flexibilität, die sich durch die Gegenspindel eröffnet. Wichtige Kriterien sind für sie auch die leichte Zugänglichkeit und die Bedienerfreundlichkeit. Diese sind bei den eingesetzten Werkstoffen unendlich wichtig. Bei Heraeus wird ein konsequentes Edelmetalltracking verfolgt. Jeder Auftrag wird grammgenau abgerechnet und muss sich innerhalb bestimmter Toleranzschwellen bewegen. Nach jedem Auftrag werden die Maschinen deshalb akribisch sauber gemacht und vollkommen rein für den nächsten übergeben.

Prozessoptimierung durch Digitalisierung

Heraeus wäre nicht so erfolgreich, wenn es sich nicht ständig weiterentwickeln würde. Innovationen sind und bleiben nach wie vor ein Schlüssel für den Geschäftserfolg. Unter dieser Prämisse wurde in der Global Business Unit Mitte 2019 Lars Schubert als „Lean Manager for digital Projects“ mit der Aufgabe betraut, bis dahin analoge Maschinen digital sichtbar zu machen. Ziel war es, Fertigungsprozesse zu analysieren, Produktivitätsreserven herauszufinden, Abläufe zu verkürzen, das Qualitätsmanagement und die Dokumentation in die Fertigung zu integrieren, um damit bessere Entscheidungsgrundlagen zu schaffen.

Auf den ersten Blick ein nahezu unbezwingbarer Berg. Doch Lars Schubert ging mit Unterstützung durch die Spezialisten des Heraeus Digital Hub ganz pragmatisch und in kleinen Schritten vor. Zuerst stellten sie sich folgende Fragen: Welche Informationen benötigen wir, von wem bekommen wir diese Informationen und was nützen uns diese Informationen? Das Team hatte zwar von Anfang an das große Ganze vor Augen, näherte sich der Lösung allerdings schrittweise an. Gemeinsam mit den Experten aus Moutier rüstete der Heraeus Digital Hub erst einmal vier Pilotmaschinen mit dem Tisis Connectivity Paket nach.

Tisis, der Schlüssel zur digitalen Welt

Mit der Programmiersoftware Tisis ermöglicht Tornos den Anwendern den Einstieg in eine bisher noch nicht dagewesene Welt. Sie ist das ideale Instrument für die Maschinenprogrammierung und -kommunikation. Für die passende Werkzeugauswahl verfügt die Software für jede Maschine über eine Datenbank mit allen Werkzeugträgersystemen – von den einfachsten Drehstahlhalterplatten über Fräs- und Mehrkantdrehapparate bis hin zum Gewindewirbelapparat. Jeder dieser Apparate hat eigene spezifische Eigenschaften, die in Tisis integriert sind.

Bei der Auswahl eines Apparats werden lediglich die Positionen, an denen er auf der Maschine montiert werden kann, aktiviert. Tisis erkennt auch Inkompatibilitäten zwischen den verschiedenen Apparaten. Der Maschinenanwender wird intuitiv geführt. Jedes Werkzeugträgersystem ist zudem mit einem Bild versehen, das dessen Identifizierung erleichtert. Hervorzuheben ist auch, dass die Standardgeometrien automatisch angezeigt werden, sobald ein Werkzeug ausgewählt wird. Zusätzlich zur eigentlichen Programmierung besteht auch die Möglichkeit einer elektronischen Übertragung der Programme auf den Maschinenpark. Und damit nicht genug: Die Programme können sogar direkt auf der Maschine abgeändert und wieder zurück auf den eigenen PC übertragen werden, wobei eine perfekte Rückverfolgbarkeit gewährleistet ist.

Eine Funktion, die Heraeus Medical Components beim Start in das Projekt besonders schätzte, ist das Monitoring. Mit Tisis kann der Maschinenpark im Detail überwacht werden. Das Monitoring beinhaltet aber nicht nur den Zustand der Maschinen in der Werkstatt, sondern auch die laufende Produktion, d. h. Werkstückzähler, verbleibende Produktionszeit, Werkstückname und -zeichnung sind jederzeit abrufbar.

Schritt für Schritt zu mehr Transparenz

Die von Lars Schubert und seinem Team definierten „Tornos-Pilotmaschinen“ lieferten in einem ersten Schritt alle Informationen über Verfügbarkeit, Produktions- und Stillstandzeiten. Heraeus Medical Components erstellte ein eigenes Visualisierungsprogramm und beschaffte für alle relevanten Abteilungen Dashboards, auf denen die Ergebnisse für alle sichtbar dargestellt wurden. Nachdem dieser Pilotversuch stabil lief, wurde er auf nahezu alle Tornos Maschinen ausgeweitet. Allein dieser Schritt brachte schon eine bemerkenswerte Effizienzsteigerung.

Lars Schubert betont, dass es den Verantwortlichen extrem wichtig war, alle Beteiligten rechtzeitig und intensiv mit ins Boot zu holen. „Ein solches Projekt kann nur mit entsprechendem Leadership funktionieren“, so Lars Schubert im Rückblick. „Wir haben unsere Kolleginnen und Kollegen frühzeitig einbezogen und ihnen vermittelt, dass wir sie nicht kontrollieren, sondern sie unterstützen wollen“. Die Akzeptanz war deshalb sehr hoch, so dass in einem zweiten Schritt die Gründe für die Stillstandzeiten analysiert werden konnten.

Dazu wurde mit den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ein entsprechender Katalog mit acht Kriterien erstellt. Diese wurden mit entsprechenden QR-Codes versehen, die an den Maschinen oder im Maschinenumfeld angebracht wurden. Im Falle eines Maschinenstillstandes scannt die verantwortliche Mitarbeiterin oder der verantwortliche Mitarbeiter einfach den QR-Code und in Echtzeit wissen alle über den Stillstand, den Grund und die Dauer Bescheid. Auf dieser Basis können anschließend die weiteren Analysetools implementiert werden. Diese Informationen werden aggregiert und transparent gemacht.

In jeder Abteilung stehen große Monitore und die Ergebnisse werden regelmäßig im „Team-Dialog“ besprochen. So lassen sich Probleme bei Maschinenkomponenten, bei Werkzeugen etc. relativ rasch eruieren und gemeinsam lösen. All diese Maßnahmen führten zu einer signifikanten Produktivitätssteigerung und haben für das gesamte Unternehmen Beispielcharakter. So wurde das Projekt letztes Jahr für den internen, globalen Heraeus Award nominiert und schaffte es bis in die Finalrunde. Solche Erfolge motivieren Lars Schubert und sein Team, so dass bereits die nächsten Projektschritte geplant sind.

Demnächst sollen alle Erodiermaschinen in das System eingebunden werden. Parallel dazu werden Schritt für Schritt Qualitätsparameter integriert und die Dokumentation der Prozesse wird in das System verlagert. Mit dieser Strategie beweist Heraeus einmal mehr, dass sich permanente Innovationen im Hochlohnland Deutschland auszahlen und das Wachstum der Unternehmensgruppe sichern. Tornos ist stolz darauf, mit den passenden Maschinen und innovativer Software einen Beitrag dazu zu leisten.

Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG
Global Business Unit Heraeus Medical Components
www.HeraeusMedicalComponents.com
Heraeusstrasse 12–14
63450 Hanau
Deutschland

Tornos SA
www.tornos.co
Rue Industrielle 111
2740 Moutier
Schweiz


Heraeus Digital Hub: Treiber digitaler Transformation

Der Heraeus Digital Hub unterstützt die Heraeus Unternehmensgruppe und ihre Global Business Units als Partner in der digitalen Transformation. Dafür bietet der Heraeus Digital Hub insbesondere in den drei folgenden Schwerpunktbereichen Beratung, Service und Lösungen.

  • Machine Learning and Data Science
  • IOT, Robotics and Automation
  • Digital Customer Experience

Das Team aus dem Heraeus Digital Hub begleitet dabei die Business Units von der strategischen Entwicklung über die Konzeption bis hin zur Implementierung und Skalierung von Lösungen, um so nachhaltigen Mehrwert für das Unternehmen zu schaffen.

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