Maschinen- und Anlagenbau Datenplattform für mehr Prozesstransparenz

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Bei der SMS group hat sich eine Unternehmenskultur der Digitalisierung etabliert. In ihr fügen sich digitale End-to-End-Prozesse im Shopfloor nahtlos ein, realisiert mit dem ECO-System von Coscom. Der Beitrag zeigt, wie technische Integration, organisatorischer Wandel und der Mensch erfolgreich zusammenwirken.

Die SMS group setzt ein deutliches Zeichen für weiteres Wachstum: Als Weltmarktführer im Maschinen- und Anlagenbau für die Stahl- und Nichteisenmetallindustrie bezog das Unternehmen zum Jahresanfang 2023 ihren neuen Campus am Firmensitz in Mönchengladbach. Das Campus-Design wirkt wie ein Zahnrad und symbolisiert das präzise Zusammenspiel von Maschinenelementen in einem Getriebe. Der SMS-Campus vereint nun rund 2.800 Mitarbeiter, die zuvor auf fünf Standorte in der direkten Umgebung verteilt waren. Insgesamt stehen ca. 14.300 Mitarbeitende an mehr als 100 Standorten weltweit im Einsatz, um Kunden in allen wichtigen Märkten der Stahl-, Aluminium- und Kupferindustrie zu bedienen.

Wechselvolle Firmengeschichte seit 1871

Die Anfänge der SMS group reichen bis ins Jahr 1871 zurück, die wechselvolle Firmengeschichte bietet zahlreiche Ereignisse. Doch ein besonders bedeutendes Jahr ist 2006, als die Eigentümerfamilie Heinrich Weiss 60 Millionen Euro investierte, um den Standort Mönchengladbach auf den Stand der Fertigungstechnik zu bringen. So wurde die kombinierte Fertigungs- und Montagehalle zur Fertigungshalle umgebaut und moderne Bearbeitungszentren eingerichtet. Im Jahr 2016 wurde eine Servicewerkstatt von stattlicher Größe hinzugefügt, um das Servicegeschäft neben dem OEM-Neuanlagengeschäft zu stärken. Wachstum verlangt nach Agilität, weshalb in der Servicewerkstatt etwa die Hälfte der Maschinen in Echtzeit über das ECO-System mit Daten versorgt wird.

Installation von InfoPoint-Terminals für die Digitalisierung

Derzeit führt SMS group ein umfangreiches Digitalisierungsprojekt durch, mit dem Ziel, alle digitalisierbaren Prozesse, medienbruchfrei zu unterstützen. „Im Rahmen dieses Transformationsprojekts wurden in den letzten vier Jahren alle Prozesse in Hinsicht auf eine Standardisierung der Schnittstellen analysiert – auch die im Shopfloor. Diese Initiative haben wir uns zunutze gemacht, um InfoPoint-Terminals von Coscom zu implementieren“, erklärt Filipe Martins Ferreira, Head of Service Workshop bei SMS group.

Info-Point: Transparente Abläufe ohne Zettelwirtschaft

Alle fertigungstechnischen Informationen, die für den operativen Arbeitsgang benötigt werden, lassen sich im Umfeld der CNC-Werkzeugmaschine an einem InfoPoint (SMED-Terminal) visualisieren. Dieses „Cockpit“ gewährleistet, dass die geprüften Ergebnisse aus der Arbeitsvorbereitung ohne Zettelwirtschaft getreu den Vorgaben umgesetzt werden. Ferreira betont, dass dadurch der Papierverbrauch erheblich gesenkt wurde: „Unser Ziel ist es, mehr Transparenz in den Abläufen zu schaffen, was jedoch Zeit erfordert, da Skepsis in der Belegschaft überwunden werden muss. Wichtig ist, dass die Mitarbeiter die neuen Möglichkeiten proaktiv nutzen wollen, was durch die intuitive Benutzerführung der SMED-Terminals von Coscom erleichtert wird.“

Deutlicher Rückgang der Werkzeugsuchzeiten

Die InfoPoint-Terminals sind seit April 2024 in Betrieb und stehen in den neu eingerichteten Fertigungsinseln im Shopfloor. An bestimmten „Hotspots“ sind zwei Bearbeitungszentren zusammengefasst, sodass verschiedene Arbeitsgänge an einem Ort durchgeführt werden können. Hierbei können die Vorrichtungen mit fertig eingespannten Werkstücken an den einzelnen Maschinen ausgetauscht werden, wobei der Wechsel zwischen Drehen und 3D- und 5D-Fräsen problemlos möglich ist. Ferreira zeigt sich zufrieden mit dem Layout und der installierten Infrastruktur von Coscom, denn bereits nach einem halben Jahr ist feststellbar, dass die Werkzeugsuchzeiten deutlich zurückgegangen sind.

Finden statt suchen

Die neue Devise lautet: „Finden anstatt suchen“. Die Visualisierungslösung InfoPoint ist Teil der Plattform von Coscom. Die offene Plattform umfasst ToolDirector VM fürs Werkzeugdatenmanagement und damit verknüpft FactoryDirector VM, unter anderem für die Steuerung, Verwaltung und Verteilung der CAM-Programme, Postprozessor-Daten (als Bindeglied zwischen CAM und Maschinensteuerung). Tobias Pütz, seit zwölf Jahren als Key-User in der CAM-Programmierung bei der SMS group tätig, begleitet engagiert das Digitalisierungsprojekt.

Im Vordergrund steht für ihn dabei, Missverständnisse in der Kommunikation zwischen den Abteilungen zu eliminieren. „Bisher war die Aggregation und Pflege der Coscom-Daten fokussiert auf die Programmierung. Mit dieser Vorgabe haben wir viel erreicht. Denn die vollständige Datendurchgängigkeit zwischen Programmierung, Fertigungsplanung bis hin zur Maschinensteuerung gehört nun zum Tagesgeschäft. Einige Informationen dazu sind nun an vielen Stellen abrufbar. Aber wir müssen die nächsten Schritte machen“, betont Tobias Pütz. „Immerhin, durch die Digitalisierung können die Mitarbeiter jetzt auf Basis von 3D-Modellen faktenbasiert Entscheidungen treffen. Das ist gerade für jüngere Mitarbeiter wichtig, die mit den umfangreichen DIN-A0-Zeichnungen gelegentlich Schwierigkeiten haben.“

Schnellere und fehlerfreie Programmierung

Es sind agile Methoden mit Sprints, wie sie aus der Softwareentwicklung bekannt sind, die direkt an Bearbeitungszentren bei der SMS group umgesetzt werden. Denn nicht nur Tobias Pütz und seine Kollegen in der Arbeitsvorbereitung programmieren, sondern auch die Bediener an den Maschinen. „Natürlich handelt es sich dabei nicht um Teile mit 150 verschiedenen Werkzeugen. Diese werden nach wie vor im Vorfeld mit ProfiCAM VM programmiert und durch Simulationen sichergestellt, dass es zu keinen Kollisionen kommt. Aber einfach zu bearbeitende Teile können direkt an der Maschine programmiert werden, zumal wir sehr schnell auf Kundenwünsche reagieren müssen. Diese Art von Autonomie reduziert die Vorlaufzeiten. Die Bereitstellung der dafür notwendigen Daten erfolgt über die InfoPoint-Terminals“, betont der Key-User. Filipe Ferreira ergänzt: „Ganz gleich, wer programmiert hat, wir können stets genau nachvollziehen, mit welchen Werkzeugen, Spannmitteln und sonstigen Betriebsmitteln ein Arbeitsgang durchgeführt wurde.“

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 Programmierer wird zum Prozessgestalter

Die Digitalisierung und die Möglichkeiten der fehlerfreien Entscheidungsfindung haben aber noch eine andere Konsequenz, ist Dirk Boothe überzeugt, Area-Manager bei der Coscom Computer GmbH mit Sitz in Ebersberg bei München. „Der Programmierer wird durch unsere Technologien immer mehr zum Prozessgestalter. Er ist vermehrt für die Überwachung und Optimierung der Prozesse verantwortlich“, so Boothe. Der Maschinenbediener ist also nicht mehr derjenige, „der lediglich Knöpfe drückt“, sondern dieser gestaltet die Reihenfolge der Abläufe und den Einsatz von Ressourcen. Dies wird durch das Konzept von Werkzeugmaschinen, angeordnet in Bearbeitungsinseln, nachhaltig unterstützt. Hinzu kommen „Leitplanken“ bei der Entscheidungsfindung, die das ECO-System vorgibt.

Optimaler Service verlangt nach kurzen Wegen

Im Servicegeschäft von SMS group wird eine Auslastungsstrategie von sechs bis acht Wochen umgesetzt, wobei ein Nutzungsgrad von 80 Prozent sichergestellt werden muss. Die restlichen 20 Prozent der Kapazität werden bewusst für ungeplante Auftragseingänge freigehalten, unterstützt durch flexible Arbeitsschichtmodelle. Die durchschnittliche Auftragsbearbeitungszeit im Service beträgt drei Wochen, wobei es auch Aufträge gibt, bei denen Teile an einem Tag angeliefert werden und der Kunde im Taxi wartet, bis es wieder repariert ist. Geschwindigkeit ist also das, was zählt. Daher werden alle Standardwerkzeuge ganz bewusst doppelt vorgehalten. Ist das Ende der Laufzeit eines Werkzeugs erreicht, wird es automatisiert durch ein Schwesterwerkzeug ausgewechselt.

Deutlich weniger Ausfallzeiten

Dank des ECO-Systems sind die Neben- und Ausfallzeiten bereits nach sechs Monaten deutlich zurückgegangen. „Das konnte nur erreicht werden, indem das jeweilige Werkzeug-Komplettsystem vollständig digital in ToolDirector VM abgebildet ist und Bedienerfreundlich über die Lagerverwaltung zu finden ist“, betont Filipe Ferreira. Zeitnahe wird jetzt bei SMS group ein neues physisches Komplett-Werkzeugkreislaufsystem in Betrieb genommen, das rund 450 verschiedene Werkzeuge umfasst. Der Mitarbeiter kann dann direkt an der Maschine die Werkzeuge bestellen, die ihm geliefert werden. Im Zuge dessen wurden bei der Migration zu ToolDirector VM viele Daten bereinigt. Dadurch sind nun 2.000 Werkzeug-Datensätze, also 2.000 digitale Werkzeugzwillinge, mit 3D-Informationen im Zugriff.

Anbindung des ERP-Systems an FactoryDirector

Im nächsten Schritt ist dann die Vernetzung mit der zentralen Datendrehscheibe für den Shopfloor geplant, also FactoryDirector VM mit dem ERP-System. „Im Mai 2024 sind wir von SAP R/3 auf die Cloud-fähige Version S/4HANA umgestiegen, was alle Geschäftsprozesse grundlegend verändert hat. Alle unsere Gesellschaften werden in dem neuen System arbeiten. Wenn wir uns hier in ruhigeren Gewässern befinden, werden wir uns der Anbindung von ERP an FactoryDirector annehmen“, erläutert Ferreira.

Das dürfte zu einem großen Mehrwert führen, denn in FactoryDirector VM sind mehr als 60.000 Artikel Datensätze hinterlegt, die alle mit konkreten Arbeitsplänen verknüpft werden. Eine weitere Anforderung ist die Schnittstelle von ToolDirector VM zur Werkzeugvoreinstellung mit dem Zoller-Voreinstellgerät. Ziel ist es, die Werkzeugdaten, Einrichteblätter und damit den kompletten Werkzeugkreislauf mit Einbindung des Zoller-Einstellgerät zu schließen und verwalten zu können. Dann werden die dort vermessenen Daten für die jeweiligen Maschinen an den InfoPoint bereitgestellt, was durch FactoryDirector VM gesteuert wird.

Perfekter Reisebegleiter für die Digitalisierung

Die digitale Transformation ist eine Reise – in eine vielversprechende Zukunft, bei der ein professioneller Guide für die Erreichung der gesteckten Ziele unerlässlich ist. Ob Coscom diese Rolle erfüllen kann, beantwortet Filipe Ferreira „Wir blicken auf eine erfolgreiche Zusammenarbeit mit Coscom zurück. Bereits bei der Maschinenanbindung mit DNC wurde uns sehr schnell und zuverlässig geholfen. Alle Herausforderungen konnten bisher gelöst werden.“ Dirk Boothe kennt auch einen Grund dafür: „ProfiCAM VM und die Coscom-Plattform basieren auf einer offenen Systemarchitektur, die die Einbindung von anderen Tools flexibel zulässt. Das erleichtert die Integration anderer Tools ungemein.“ Filipe Ferreira stimmt dem zu: „SMS group hat sich damals ganz bewusst für die standardisierte Coscom-Plattform entschieden, obwohl wir noch ein CAM-System eines anderen Anbieters im Einsatz haben. Wir wollten die damit verbundene Flexibilität nicht aufgeben.“

Der Mensch steht weiterhin im Mittelpunkt

Bei allen Bemühungen, Ende-zu-Ende konzipierte Prozesse auf dem Shopfloor bei SMS einzuführen, soll der Mensch weiterhin im Mittelpunkt stehen. Er soll bei alledem unterstützt werden, was er selbst nicht ausführen kann oder muss. Und beim Thema künstliche Intelligenz ist die SMS group im Gespräch mit dem Automatisierungsausrüster Siemens. Gerade bei der neuen Steuerungstechnik Sinumerik One setzt man große Hoffnungen in das Konzept eines digital nativen Shopfloors. Auf Basis des 3D-Modells und seiner Flächen werden dann selbsttätig Bearbeitungsstrategien vorgeschlagen, sofern die Algorithmen entsprechend trainiert wurden. Bestimmte Features wie „Tasche Fräsen“ werden automatisch angewählt und Vorschläge unterbreitet. Die Coscom-Plattform unterstützt diesen Ansatz.

„Trotz unseres Strebens nach vollständiger Digitalisierung wird der Mensch immer eine zentrale Rolle spielen. Schon allein deswegen, weil wir Bauteile betreuen, die mit Zeichnungen von 1947 beschrieben wurden. Diese Dokumente können nur von Menschen gelesen werden“, sagt Tobias Pütz.  Das ECO-System soll dazu dienen, die Bestandsführung der Werkzeuge genau zu analysieren und damit den Werkzeugkreislauf weiter zu optimieren. Die demnächst implementierte Schnittstelle zu SAP wird helfen, die doppelte Datenhaltung zu vermeiden. 

Dr. Bernhard Valnion ist freier Fachjournalist.