Automatisierung im Metallbau
von Hubert Hunscheidt
Gerade mittelständische Serienfertiger ähneln oft noch einem Manufakturbetrieb. Bei geringen und mittelgroßen Stückzahlen wundert es auch nicht, dass der Automatisierungsgrad eher gering ist. Doch in Zeiten von Industrie 4.0 gilt gerade für Zulieferer von Bauteilen ein effektives Produktionsmanagement als Voraussetzung, um im internationalen Wettbewerb bestehen zu können. Kurze Reaktionszeiten, schnelle Bearbeitungsprozesse und optimale Qualität: bei der Metallbau Nick GmbH aus Lampertheim dank Fertigungsautomatisierung kein Problem.
Im Laufe der Jahre haben sich die Vorgaben für die Produktion immer wieder verändert: Galt vor einigen Jahren noch die Serienproduktion von großen Stückzahlen als Maß aller Dinge, so ging es in den letzten Jahren zunehmend darum, die Stückzahl 1 wirtschaftlich zu fertigen. Geschuldet ist dies den immer kürzer werdenden Produktlebenszyklen sowie der stetig wachsenden Vielfalt an möglichen Produktvarianten. Das Produktionsumfeld, das sich in der Regel zwischen diesen beiden Extremen befindet, wird allerdings häufig noch zu wenig betrachtet. Dabei liegt hier für sehr viele Produktionsunternehmen eine interessante Marktposition, und zwar jenseits der großen Serienhersteller und Spezialisten für Losgröße 1.
Schnelligkeit zählt bei mittelgroßen Serien
Gemeint ist damit bspw., wenn über Stückzahlen zwischen 50 bis 1000 Stück nachgedacht wird. Diese können weder in einer Fertigung, die auf Großserien >10.000 optimiert ist, noch in Unternehmen, die auf Losgröße 1 spezialisiert sind, wirtschaftlich hergestellt werden. Allerdings ergeben sich auch in diesen Bereichen kontinuierliche Veränderungen und gerade die Anforderungen an Flexibilität und Geschwindigkeit werden immer höher. Dabei bedeutet Flexibilität nicht einmal, dass sich das Produktspektrum sehr häufig ändert, sondern es geht hauptsächlich um stark schwankende Losgrößen, die sich weder mit detaillierten Vorhersagen, noch einer normalen Produktionsplanung erfassen lassen. Hier zeigt sich dann die Meisterklasse der Produktion: mittelgroße Serien flexibel innerhalb von wenigen Wochen komplett herzustellen.
Lokale Hersteller leben von ihrer Schnelligkeit
Gerade dieses Können führt zu der Chance sich von dem heutzutage globalen Wettbewerb abzusetzen, da ein wirtschaftlicher Transport über mehrere Kontinente immer auch Zeit kostet. Der lokale Hersteller kann hingegen durch seine Schnelligkeit und die Fähigkeit flexibel zu reagieren, viele Vorteile generieren, um so am Ende den Zuschlag für den Auftrag erhalten.
Die Metallbau Nick GmbH arbeitet seit Jahren erfolgreich nach dieser Maxime und hat seine Strategien dazu kontinuierlich verbessert. Ob laserbearbeitete Metallteile, Schweißbaugruppen oder Pulverbeschichtung – im Laufe unserer Entwicklung haben wir eine fast lückenlose Fertigungstiefe erreicht. Kunden aus unterschiedlichsten Branchen erhalten bei uns alles kompetent und zeitnah aus einer Hand.
Durchgängige Prozesskette ermöglicht Effizienzvorteile
Um diese Flexibilität und Geschwindigkeit zu erreichen, muss die komplette Prozesskette optimiert werden und durchgängig sein. Dies beginnt bei einem leistungsfähigen ERP-System (Enterprise-Resource-Planning) und geht bspw. über ein damit verbundenes geeignetes CAD/CAM-System, das den Prozessdatenverlauf im Unternehmen unterstützt. Diese Daten werden dann über das firmeninterne Netzwerk an die Maschinen verteilt.
Gleichzeitig kann die Auslastung und Verfügbarkeit der Maschinen überwacht und optimiert werden. Wichtig dabei ist, die Verfügbarkeit der Maschinen auch mit Hilfe vorbeugender Wartung (predictive maintenance) möglichst hoch zu halten und ungeplante Maschinenstillstände zu reduzieren oder sie im besten Fall komplett zu vermeiden. So lässt sich festhalten: Jeder Schritt in der Prozesskette, der optimiert oder vielleicht sogar eliminiert werden kann, hilft am Ende, Bauteile noch schneller und flexibler herzustellen.
Auf neue Bearbeitungstechnologien setzen
Um die optimale Wirtschaftlichkeit zu erreichen, ist der Einsatz moderner Technologien besonders wichtig. Betrachtet man bspw. die Entwicklungen in der Laserbearbeitung, haben sich besonders in den letzten Jahren neue Lösungen hervor getan, welche die Flexibilität und die Geschwindigkeit innerhalb des jeweiligen Prozesses stark verbessern. So bringt z.B. der Einsatz von Faserlasern anstelle von CO2-Lasern gerade bei dünneren Blechstärken eine Verdoppelung der Schnittgeschwindigkeiten mit sich.
Weiterhin ist diese neue Generation von Lasern auch wesentlich energieeffizienter und hat dadurch einen wesentlich höheren Wirkungsgrad. Gerade diese Voraussetzungen machen diese Laserschneidmaschinen für moderne Produktionen so wichtig. Sie führen zu wesentlich höheren Kapazitäten und kürzeren Schneidzeiten, was wiederum die „Time-to-Market“, also die Produktionszeit, stark verbessert.
Hoher Automatisierungsgrad mithilfe von Robotik
Neben dem Einsatz moderner Technologien ist bei den mittleren Stückzahlen auch die Auswahl der richtigen Automatisierung entscheidend. Gerade hier kann das falsche Konzept die Flexibilität und Produktivität nachhaltig behindern, wenn bspw. die Umrüstzeiten zu hoch sind. Andererseits wiederrum ist eine Automatisierung zwingend notwendig, um in diesem Stückzahlbereich die maximale Produktivität zu erzielen. Erreicht werden kann dieses durch den Einsatz moderner, hochflexibler Robotersysteme, die auf der einen Seite eine sehr große Flexibilität bei der Programmierung und Teilevielfalt zulassen, auf der anderen Seite allerdings auch eine sehr hohe Produktivität, insbesondere für mannarme oder mannlose Fertigungen gewährleisten. Hierbei unterscheiden sich die Anlagen deutlich von denen für eine große Serienproduktion. In der Verknüpfung dieser Anlagen mit den anderen Produktionsmaschinen können Flexibilität und Produktivität für mittlere Stückzahlen deutlich gesteigert werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Flexibilität und Produktivität sich nicht ausschließen, sondern durch geeignete Prozesse „versöhnt“ werden können, um auf diese Weise nachhaltigen Erfolg sicherzustellen.
Quelle und Foto: Metallbau Nick GmbH
