Alte Maschinen Industrie 4.0-fähig machen

571
views

…das kann die Neuentwicklung von Georg Maschinentechnik

Als Geschäftsführer Jan Viesel vor etlichen Jahren erstmals Fachbeiträge zum Thema Industrie 4.0 las, sah er sofort eine Chance für sein mittelständisches Maschinenbauunternehmen. Georg Maschinentechnik GmbH & Co. KG in Neitersen, im Zentrum des Westerwalds unweit von der Kreisstadt Altenkirchen beheimatet, ist ein global agierendes Maschinenbauunternehmen. Das Unternehmen hat einen hohen Qualitätsanspruch und ist spezialisiert auf mechanische und hydraulische Pressen sowie auf davon abgeleitete Sondermaschinen für Nischenmärkte. Immer bedeutender wurde in der jüngeren Vergangenheit die dazugehörige Prozessautomation. Auf allen diesen Feldern versteht und beherrscht Georg Maschinentechnik auch die Prozesse der Kunden, zum Beispiel bei der Bauteilentwicklung und im Werkzeugbau. Erst das befähigt den Maschinenbauer dazu, den Kunden individuelle und passgenaue Lösungen anzubieten.

Die von Georg Maschinentechnik produzierten Pressen haben (meistens) eine lange Lebensdauer. Mit ihnen werden beispielsweise Schmiedeteile oder auch Strukturteile von Automobilen gepresst. Das Fachwort hierfür lautet Umformtechnik. »


Normalerweise arbeiten in einem industriellen Presswerk immer auch Maschinen mit Steuerungen, die entweder vom Hersteller nicht mehr unterstützt werden oder aber deren Hersteller nicht mehr existieren. Die analogen Signale dieser Maschinensteuerungen lassen sich nur schwer in moderne Netzsysteme integrieren. Georg Maschinentechnik ist auch ein so genannter Retrofit-Spezialist, d. h., das Unternehmen arbeitet für Kunden ältere Maschinen wieder so auf, dass sie ohne Weiteres wieder einsatzfähig sind. Ausgehend von diesem Gedanken überlegte Jan Viesel, wie denn gerade bei nicht mehr unterstützten Maschinensteuerungen die Vernetzung solcher Pressen in einer Industrie 4.0-Umgebung machbar ist. Sein Ziel war es, ein System zu entwickeln, um mit einer integrierten autarken Datenanalyse an der Maschine bereits erste betriebswirtschaftlich relevante Nutzen abzubilden.

Georg Maschinentechnik ist auch ein so genannter Retrofit-Spezialist, d. h., das Unternehmen arbeitet für Kunden ältere Maschinen wieder so auf, dass sie ohne Weiteres wieder einsatzfähig sind.

Die meisten Qualifikationen waren im eigenen Haus vorhanden. Die fehlenden ließen sich durch Weiterbildung rasch erwerben.

Für einen solchen Entwicklungsprozess braucht es aber Fachleute. Solche IT-Fachleute sind einerseits am Markt sehr rar und andererseits waren die Anforderungen anfangs nicht ganz klar. Jan Viesel machte sich also auf die Suche nach dem sogenannten „App-man“. Er fragte Schulen und andere Bildungseinrichtungen und Hochschulen ab. Die stellten die Gegenfrage: „Was soll dieser Mensch können?“ Die dann folgende Analyse der benötigten Qualifikationen ergab ein überraschendes Ergebnis: Die meisten Qualifikationen waren im eigenen Haus vorhanden. Nur nicht an der richtigen Stelle und in der richtigen Zusammensetzung der Personen. Die fehlenden Qualifikationen – so erkannte Jan Viesel sofort – ließen sich durch Weiterbildung rasch erwerben.

Völlig ohne externe Hilfe entwickelte man den Edge Data Analyser (EDA) und hatte auf dem Weg viele Schwierigkeiten zu überwinden.

Er stellte also ein Team von drei Personen zusammen, die gemeinsam mit ihm diese anspruchsvolle Aufgabe angingen. André Danner, stellvertretender IT-Leiter, Pascal Linscheid aus der Elektrokonstruktion und der Auszubildende im ersten Lehrjahr zum IT-Kaufmann, Daniel Bichner, machten sich an die Arbeit. Pascal Linscheid war zu dem Zeitpunkt dualer Student der Fachrichtung Elektrotechnik bei Georg Maschinentechnik. Er schrieb seine Bachelorarbeit genau zu einem passenden Thema. Heute vor zwei Jahren hatte keiner von den Vieren eine Vorstellung davon, was da auf sie zukam.


Mit dem EDA können die Kunden den Energiebedarf der Maschinen deutlich reduzieren

Völlig ohne externe Hilfe entwickelte man den Edge Data Analyser (EDA) und hatte auf dem Weg viele Schwierigkeiten zu überwinden. Beispielsweise war es nicht – wie ursprünglich überlegt – möglich, mittels 3-D-Druck das nicht ganz unkomplizierte Gehäuse des Gerätes zu fertigen. Derzeit wird es in Lasersintertechnik gefertigt, aber Georg Maschinentechnik beobachtet aufmerksam den Markt und die Entwicklung im 3-D-Druckbereich bzw. das Spritzgießen. Mit dem Edge Data Analyser können die Kunden in ihren Presswerken durch eine laufende Prozesskraftanalyse jetzt den Energiebedarf der Maschinen deutlich reduzieren. Betriebswirtschaftlich noch sinnvoller sind die Erhöhung der zeitlichen Verfügbarkeit der Maschinen infolge reduzierter Stillstandszeiten sowie die Reduzierung von Minderqualität/Ausschuss durch frühzeitige Erkennung von Normabweichungen.

Der EDA liefert all diese und weitere Daten, die sich problemlos in bestehende übergeordnete Netze einspeisen lassen. Zusätzlich hat er einen eigenen kleinen Bildschirm direkt am Gerät – passenderweise wegen der geringen Größe direkt im Schaltschrank der Maschinensteuerung eingebaut – auf dem die Werte abgelesen und kontrolliert werden können. Das modulare System baut auf Open-Source-Bausteine und gängige Soft- und Hardware. »

Man kann mit dem EDA insgesamt acht digitale sowie zwei analoge Signale verarbeiten bzw. aus SPSen neuerer Bauart beliebig viele Daten verarbeiten.  Dabei werden die zueinander in Relation gesetzten Verläufe mittels Algorithmen aufbereitet und dann auf dem fünfeinhalb Zoll Touch Screen dargestellt bzw. an die angeschlossenen Netzwerke übertragen. Weil das Gerät so kompakt ist, kann es unmittelbar in den Schaltschrank eingebaut werden und ermöglicht so kurze Verdrahtungswege der Signale. Weil Georg Maschinentechnik pressenspezifische Kenntnisse aus dem eigenen Haus sowie aus den Kundenprozessen hat, werden genau die Signale individuell aufbereitet, die der Kunde zur sinnvollen Nutzung von Industrie 4.0-Anwendungen benötigt.

Besonders wertvoll für Kunden mit über die Jahre gewachsenen Presswerken ist es, dass mit dem EDA Daten jeder Presse (gleich welchen Fabrikats und Alters) mit einem originären Pressenbauer programmierten spezifischem Wissen aufbereitet werden. Schon an der Maschine werden Prognosen über den künftigen Verlauf angezeigt und erlauben dadurch rasche Eingriffe.

Der EDA fußt auf drei Säulen:

1. Zustandsüberwachung und Prognose des Zustands durch conditon monotoring
2. Nutzung als Planungstool mittels Rezepturverwaltung
3. Kommunikation/Datenübermittlung im Sinne von Workflow Management. Bei diesem Prozess kann die Maschine selbstständig z. B. ein Instandhaltungsproblem erkennen und die geeigneten Personen (Instandhaltung) informieren.

Ebenfalls nicht ganz unbedeutend für Kunden ist die Tatsache, dass die Daten des EDA nicht unmittelbar in Cloud-Umgebungen eingespeist werden, sondern erst einmal ausschließlich im firmen-eigenen Netz verbleiben. Erste EDA Geräte sind bereits verkauft und gehen derzeit gerade in die Produktion. Künftig wird jede Presse aus dem Hause Georg Maschinentechnik mit einem integrierten EDA ausgestattet.

Insgesamt hat Georg Maschinentechnik zwei Jahre Arbeit in das EDA-System investiert. Zum Gelingen beigetragen hat der hervorragende Ausbildungsstand der Georg-Mannschaft. Das Unternehmen hat beispielsweise eine extrem hohe Ausbildungsquote von 15 Prozent. Das Risiko beim EDA war für Geschäftsführer Jan Viesel so deutlich kleiner als die Chancen groß. Außerdem, so Viesel: „Lieber versenke ich auch mal etwas Geld, als mich dem Fortschritt entgegenzustellen“.

Kontakt zu Georg Maschinentechnik können Sie hier aufnehmen:

GEORG Maschinentechnik GmbH & Co. KG

Rheinstraße 18
57638 Neitersen

Tel.: +49 2681 804-188

jan.viesel@georg-maschinentechnik.de
www.georg-maschinentechnik.de