Ludger Martinschledde im Interview Profilbearbeitung: Per Baukastensystem zu maßgeschneiderten Lösungen

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Schirmer Maschinen ist Spezialist für die Profilbearbeitung und entwickelt auf Basis eines modularen Technologiebaukastens individuelle Anlagen mit flexiblem Automatisierungsgrad. Welche Herausforderungen den Maschinenbauer beschäftigen und wie sich durch Maschinen von Schirmer die Produktivität und Effizienz steigern lässt, erläutert Geschäftsführer Ludger Martinschledde im Interview.

Digital Manufacturing (DM): Herr Martinschledde, bitte stellen Sie unseren Leserinnen und Lesern Schirmer Maschinen kurz vor und erläutern Sie uns, was die Kompetenzen des Unternehmens sind.

Ludger Martinschledde: Schirmer ist Spezialist für Profilbearbeitungstechnologie. Wir sind Lösungsanbieter und betreiben einen modularen Maschinenbau, das heißt, wir konfigurieren aus weitestgehend standardisierten Prozessmodulen individuelle Maschinen und Anlagen. Wir haben keine Serien- und Katalogmaschinen, sondern konfigurieren für den Kunden entsprechend seiner Anforderungen die optimale Lösung. Der Kunde profitiert insofern, dass wir nicht wie bei einem Sondermaschinenbauer für jede maßgeschneiderte Lösung eine Neuentwicklung anstoßen müssen.  

Schirmer hat sich am Markt als Technologieführer positioniert und fokussiert sich auf das Premiumsegment. Unsere Maschinen sind insbesondere dann wettbewerbsfähig, wenn die Kunden hohe Anforderungen haben in Bezug auf Qualität und Geschwindigkeit – sprich Ausbringleistung – bei gleichzeitig hoher Flexibilität hinsichtlich unterschiedlicher Profilgeometrien. Wir haben Kunden, die weit über 1.000 Profilgeometrien über unsere Maschinen fahren. Der Wechsel erfolgt dabei vollautomatisch. Manuelles Umrüsten ist bei Schirmer tabu.  

DM: Mit welchen Herausforderungen hat Schirmer aktuell zu kämpfen und wie bewältigen Sie diese?

Ludger Martinschledde: Unsere Kernbranche, der Fenster- und Fassadenbau, ist stark von der heimischen Baukonjunktur abhängig. Aktuell verspüren wir hier ein vorsichtiges Investitionsverhalten. Aufgrund unserer Technologieführerschaft in diesem Bereich können wir uns aber auch in Zeiten eines schwächeren Markts gut behaupten. Außerdem streben wir eine weitere Internationalisierung an – auch außerhalb Europas. In den USA erschweren aber die hohen Einfuhrzölle den Export. Darüber hinaus verspüren wir einen zunehmenden globalen Wettbewerb in unserem Segment, zum Beispiel von Anbietern aus China. Aber mit unseren kundenindividuellen Produktionslösungen, gepaart mit unserer Technologieführerschaft, sehen wir uns gut gewappnet.    

DM: Welche Rolle spielt Ihr Unternehmen innerhalb der Beckhoff-Gruppe?

Ludger Martinschledde: Schirmer Maschinen ist seit 2016 Teil der Beckhoff-Automation-Gruppe, aber es gibt eine viel längere Vorgeschichte. Schirmer und Beckhoff wurden annähernd zur gleichen Zeit gegründet (1979 und 1980). Wir waren der erste Automatisierungskunde von Hans Beckhoff. Beckhoff liefert heute die komplette Steuerungstechnik an Schirmen Maschinen. Als einziger Maschinenbauer innerhalb der Gruppe haben wir zusätzliche Aufgaben, zum Beispiel zeigen wir Beckhoff Bedarfe aus dem Maschinenbau auf. Beckhoff entwickelt dann entsprechende Automatisierungslösungen für diese Branche. Zudem fungieren wir als Showroom für Beckhoff-Kunden. Es kommen viele Maschinenbauer zu uns und sehen sich an, wie wir Beckhoff-Produkte nutzbringend in unseren Anlagen einsetzen. 

DM: Wie sehen typische kundenspezifische Lösungen bei Schirmer aus?

Ludger Martinschledde: Grundsätzlich arbeiten unsere Maschinenkonzepte immer im Durchlaufverfahren, das heißt, es sind Transfermaschinen. Ganz vereinfacht gesagt, kann der Kunde vorne Rohstäbe unterschiedlichster Profile auflegen – in der Regel handelt es sich um Rohlängen von sechs bis sieben Metern. Diese werden dann vollautomatisch durch die Maschine gefahren und in unterschiedlichsten Prozessstationen je nach Konfiguration bearbeitet. Am Ende kommen dann die Fertigteile auf Länge geschnitten und bearbeitet heraus und werden je nach gewünschtem Automationsgrad gegebenenfalls auch automatisch in Transportwagen sortiert. Typische Bearbeitungsprozesse sind Bohren, Fräsen und Sägen. Weitere Prozesse können Markieren, Stanzen und Montieren von Anbauteilen sein.  

Wir verstehen uns als Spezialist für die Profilbearbeitung. Auf Kundenanfrage entwickeln wir auch exklusive Lösungen und nehmen diese – wenn es sinnvoll erscheint – in unseren modularen Baukasten auf.  Viele unserer Kunden fahren Produktionssequenzen, das heißt, sie produzieren unterschiedliche Teilelängen im Mix. Unsere Maschinen arbeiten deshalb immer zuschnittsoptimiert, mit dem Ziel, möglichst wenig Verschnitt zu erzeugen. 

DM: Kommen wir zur Digitalisierung. Inwiefern unterstützt Schirmer seine Kunden bei der Umsetzung von Industrie-4.0-Strategien?

Ludger Martinschledde: Beim Betrieb der Maschinen fallen viele Daten an – sowohl Maschinen- als auch Betriebsdaten –, die wir erheben und systematisch erfassen. Die Ergebnisse stellen wir auf Dashboards dar. Im Falle von Maschinendaten können wir beispielsweise Schwachstellen einer Maschine erkennen und unsere Produkte so kontinuierlich weiterentwickeln. Der Kunde bekommt eine hohe Maschinenverfügbarkeit, aber auch wichtige Informationen für die vorausschauende Wartung – sprich Predictive Maintenance. Mit den gewonnenen Daten lassen sich auch Engpässe der Maschine im Durchlauf erfassen und durch Sequenzoptimierung auflösen. Dies führt zu einer höheren Ausbringleistung. 

DM: Wie lassen sich diese Betriebsdaten nutzen? 

Ludger Martinschledde: Bei den Betriebsdaten handelt es sich in der Regel um auftragsspezifische Daten, zum Beispiel Produktionszeiten, Materialverbrauch, Restmaterial oder Restlängen. All diese Daten können an übergeordnete Systeme weitergeleitet werden. Wir gehen hier auf Kundenforderungen ein. Unsere Kunden haben meist unterschiedliche übergeordnete Systeme mit verschiedenen Schnittstellen im Einsatz, mit denen unsere Maschinen kommunizieren müssen. Wir sind dahingehend sehr flexibel. Ein Beispiel dafür ist die Kommunikation mit einem vorgelagerten Materiallager, zum Beispiel für die Kommissionierung von Rohstäben.  

Im Bereich Maschinen- und Betriebsdatenerfassung setzen wir die Beckhoff-Lösung ‚TwinCAT Analytics‘ ein. Das Tool bietet viele Auswertungs- und Anpassungsmöglichkeiten, zum Beispiel die Darstellung von Energieflüssen und -verbräuchen. Mit den gewonnenen Erkenntnissen können wir dann unsere Maschinen zielgerichtet optimieren.

DM: Wie tragen die Maschinen von Schirmer zur Steigerung der Produktivität und Effizienz bei?

Ludger Martinschledde: Wir haben hochautomatisierte Maschinen für die Stab- und Profilbearbeitung. Alle Bearbeitungs- und Montageschritte lassen sich ohne manuelle Handlingprozesse abwickeln. Das reduziert Arbeits- und Qualitätskosten. Beispielsweise entfällt so das manuelle Teilehandling und damit auch die Gefahr, dass Teile beschädigt werden oder durch Bedienereinfluss Qualitätsmängel auftreten. Wir können aber auch den Automationsgrad anpassen, denn manchmal ist es wirtschaftlicher, manuelle Prozesse zuzulassen.  Unsere Maschinen sind außerdem sehr flexibel, Produkt- und Profilwechsel erfolgen vollautomatisch – ohne jegliches manuelles Umrüsten. Dadurch entfallen potenzielle Fehlerquellen, die zu Qualitätsmängeln oder Fehlproduktionen führen können. Das Umrüsten von einem Profil auf das andere erfolgt on the fly, also im laufenden Betrieb. Auch das Programmieren und Laden der Kundenlose erfolgt vollautomatisch.    

DM: Setzen Sie bereits KI-basierte Technologien in Ihren Lösungen ein – wenn ja, mit welchem Mehrwert für die Kunden?

Ludger Martinschledde: Wir arbeiten bereits an verschiedenen KI-basierten Lösungen. Auch hier werden wir gut von Beckhoff unterstützt, die eine eigene Abteilung für den Bereich KI und Machine Learning haben.  

Eine Beispielanwendung sind modellbasierte Algorithmen für die thermische Achskompensation. Hier geht es um eine Temperaturkompensation innerhalb der Maschine, um den Bearbeitungsprozess gegenüber äußeren und inneren Temperatureinflüssen zu stabilisieren. Damit lassen sich eine höhere Bearbeitungsgenauigkeit und eine bessere Bauteilqualität erzielen. 

Ein anderes Beispiel ist Machine Learning für das bedienergeführte Einlernen von Bildverarbeitungssystemen. Hier wird kein Expertenwissen mehr benötigt. Der Bediener oder die Bedienerin müssen die erkannten Werkstücke lediglich in Gut- oder Schlechtteile klassifizieren. Der Algorithmus wird dann über eine KI-gestützte Logik entwickelt und kann dann zum Beispiel Oberflächenfehler eines Profils erkennen. Die Machine Learning-Modelle entstehen direkt in der Steuerung, integriert in ‚TwinCAT 3‘ von Beckhoff Automation.   

Maschinenbauer investiert in Verl

Schirmer wächst gegen den Trend

DM: Wie sieht es bei Schirmer Maschinen im Bereich IoT-Anwendungen aus?

Ludger Martinschledde: Hier geht es im Wesentlichen um eine Maschinendatenerfassung auf Basis von ‚TwinCAT Analytics‘ an. Das Ziel ist die Erfassung von strukturierten Daten von einer Vielzahl an Maschinen, um sie über ‚TwinCAT IoT‘ in der Cloud zu speichern. Daran arbeiten wir derzeit. Wir wollen über die Cloud eine KI-basierte Auswertung und Optimierung vornehmen, zum Beispiel im Bereich Predictive Maintenance. Der Kunde muss das natürlich zulassen, wir müssen schließlich auf seine Maschinen zugreifen dürfen.  

DM: In der Fertigungsindustrie wird eine nachhaltige Produktion immer wichtiger. Wie positioniert sich Schirmer beim Thema Green Production?

Ludger Martinschledde: Wir legen seit jeher Wert auf Ressourcenschonung. Beispielsweise setzen wir auf grünen Strom aus erneuerbaren Energien und produzieren einen Großteil unseres Strombedarfs mit der eigenen Photovoltaikanlage. Im Rahmen eines geplanten Standort-Neubaus am Hauptsitz in Verl wollen wir unseren CO₂-Fußabdruck noch weiter reduzieren.  

Bei unseren Maschinen haben wir in den letzten Jahren den Anteil pneumatischer und hydraulischer Antriebe aufgrund schlechter Wirkungsgrade und hoher Energieverbräuche reduziert. Wir setzen jetzt vermehrt auf Antriebe mit Servomotoren, die deutlich energieeffizienter sind und eine Energierückeinspeisung ermöglichen, zum Beispiel bei Bremsvorgängen. Das Schöne daran: Mit dieser Art von Antriebstechnik nimmt auch die Funktionalität zu, und die Ausbringleistung der Maschinen steigt. Darüber hinaus ist die Materialeinsparung beim Kunden ein wichtiger Punkt für uns, zum Beispiel durch eine Verschnittoptimierung. Im Fensterbau lässt sich so 20 bis 30 Prozent Material einsparen.

DM: Wie kann Schirmer seine Kunden bei der Bewältigung aktueller Herausforderungen unterstützen?

Ludger Martinschledde: Eine große Herausforderung für unsere Kunden ist der Fachkräftemangel. Da hilft es, dass unsere Maschinen hochautomatisiert arbeiten und wenig Personal benötigen. Außerdem können wir unsere Maschinen so konfigurieren, dass sie einen hohen Autonomiegrad haben. Die Maschinen können damit zeitweise ohne Maschinenbedienung laufen.  

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Möglichkeit der Mehrmaschinenbedienung, beispielsweise, indem die Maschine zum Schichtende noch vollgeladen wird. Dieses Material wird dann mannlos in einer ‚Geisterschicht‘ abgearbeitet, sodass am nächsten Morgen die fertigen Teile nur noch entnommen werden müssen.

Darüber hinaus müssen unsere Kunden flexibel auf Marktveränderungen reagieren und ihre Produkte entsprechend schnell anpassen können. Dies ermöglichen wir, indem unsere Maschinen universell einsetzbar sind, denn sie können nahezu jede Profilgeometrie verarbeiten.  

DM: Wo sehen Sie außerhalb Ihrer Kernbranche Potenziale für die automatisierte Profilbearbeitung und wie geht Schirmer bei der Erschließung neuer Branchen vor?

Ludger Martinschledde: Wir wollen unsere Kundenbasis in Branchen, die Aluminiumprofile verarbeiten, ausbauen. Beispiele dafür sind Automotive, Aerospace und Railway. Aber auch Branchen, die Stahlprofile verarbeiten, stehen in unserem Fokus. Bei der Erschließung dieser Branchen hilft uns unser umfangreiches, branchenübergreifendes Wissen in der Profilverarbeitung. Die in den letzten 40 Jahren gesammelten Erfahrungen können wir so in neue Branchen transferieren – sowohl technologisch als auch im Vertrieb.  

DM: Herr Martinschledde, vielen Dank für das Gespräch.

Das Interview führte Rainer Trummer.