Düsseldorf, 02. August 2017

Die Digitalisierung vorantreiben

Marc Hübbers (links) und Philipp Stüer, beide SMS group, suchen im Rahmen von EMuDig 4.0 nach neuen Lösungen.

Die SMS group arbeitet mit zahlreichen Partnern an Methoden, um die Wertschöpfung in der Massivumformung effizienter zu gestalten. Schwerpunkt ist die Optimierung der Anlagenwartung durch Einsatz neuester Messtechnik. Das Bundeswirtschaftsministerium unterstützt das Vorhaben.

Mit dem Förderprogramm „PAiCE“ im Rahmen der „DigitalenAgenda“ der Bundesregierung will das Ministerium die Digitalisierung der deutschen Wirtschaft vorantreiben. Ziel ist es, Deutschland als Leitmarkt für Industrie 4.0 und als Anbieter von Premiumprodukten an die internationale Spitze zu bringen. Wissenschaftliche Einrichtungen sollen mit exzellenten Unternehmen vernetzt werden, um kreative Ideen und Forschungsergebnisse in die Praxis zu überführen. Experten erwarten mittelfristig Produktivitätssteige-rungen von bis zu 30 Prozent durch die Digitalisierung. Zur Auswahl der Fördervorhaben fand ein Technologiewettbewerb für Kooperationen zwischen Unternehmen und Forschungseinrichtungen statt. Von 79 Bewerbungen erhielten das Konsortium um die SMS group sowie zwölf weitere Konsortien die Zusage für die Förderung durch die Bundesregierung. Das seit Oktober 2016 geförderte Forschungsprojekt mit dem Akronym „EMuDig 4.0“ (Effizienzschub in der Massivumformung durch Entwicklung und Integration digitaler Technologien im Engineering der gesamten Wertschöpfungskette) ist auf drei Jahre ausgelegt. Die Aktivitäten im Rahmen des Forschungsprojektes sind in folgende Teilvorhaben mit ihren federführenden Institutionen unterteilt:

  • Teilvorhaben 1: Rohmaterialerzeugung (Otto Fuchs/Hirschvogel)
  • Teilvorhaben 2: Umformprozess (Uni Stuttgart - IFU)
  • Teilvorhaben 3: Produktionsanlagen (SMS group)
  • Teilvorhaben 4: Produktionswerkzeuge (FH Südwestfalen - LFM)
  • Teilvorhaben 5: Logistikprozess (Uni Stuttgart - IAS)
  • Teilvorhaben 6: Factory Cloud & Data Analytics (TU Dresden - ZIH)

Die prototypische Umsetzung der Teilvorhaben soll praxisnah im Umfeld der Projektpartner Otto Fuchs und Hirschvogel und modellhaft an den beteiligten Forschungsinstituten erfolgen. Die gesamte Prozesskette der Massivumformung für Stahl und Aluminium, beginnend bei der Rohstofferzeugung bis zum fertigen Umformteil, einschließlich der Übergabeschnittstelle zur Zerspanung, wird dabei eingebunden.Die aus Sensorik und IT-Systemen gewonnene Smart Data dient dazu, die Fertigungsprozesse möglichst in Echtzeit anzupassen und resultierende Produkteigenschaften vorherzusagen. „Dadurch, dass wir die einzelnen Prozessschritte digital vernetzen, möchten wir eine Effizienzsteigerung der gesamten Wertschöpfungskette erreichen. Für die Massivumformung als bedeutende Branche der deutschen Industrie stellt das eine große Chance dar, sich auch in Zukunft als Innovationstreiber aufzustellen“, ist sich Rainer Herbertz, Professor an der Fachhochschule Südwestfalen und dort Leiter des Labors für Massivumformung sicher.

Bereichsübergreifende Zusammenarbeit

An dem EMuDig 4.0-Teilvorhaben „Produktionsanlagen“ arbeiten mehrere SMS-Bereiche gemeinsam: Technischer Service, Research und Development sowie Schmiedetechnik. Mit den Anlagenbetreibern suchen die SMS-Experten nach neuen Lösungen, mit denen sich die Gesamtanlageneffektivität einer gesamten Prozesskette durch Vermeidung ungeplanter Anlagenstillstände signifikant erhöhen lässt. Der Fokus liegt dabei auf den relevantesten Ursachen für Verfügbarkeitsverluste. Angestrebt wird, ein Prognosemodell zur Unterstützung der Predictive Maintenance zu schaffen. Dazu nutzen die Beteiligten neueste Möglichkeiten der Erfassung von Zustandsdaten, der Datenanalyse sowie Schnittstellen zur Unternehmens-IT. „Wir freuen uns darüber, im Rahmen von EMuDig 4.0 gemeinsam mit unseren Kunden und den Partnern aus der Wissenschaft an den Herausforderungen der Industrie 4.0 auf Anlagenhersteller- und Anlagenbetreiberseite zu arbeiten.“ sagt Marc Hübbers, Head of Forging/Ring Rolling Europe im Technischen Service der SMS group.

Nächste Produktgeneration im Blick

Die SMS group ist mit ihrem Produktbereich Schmiedetechnik ein bedeutender Player in der Massivumformung. Sie beschäftigt sich schon lange mit der anlagentechnischen Seite der gesamten Prozesskette, die von der Rohstofferzeugung über den Werkzeugbau bis zur Rohteilfertigung durch den Umformprozess mit nachfolgender Wärmebehandlung und einer mechanischen Bearbeitung und Weiterveredelung zum einbaufertigen Bauteil reicht. Die von SMS gelieferten Maschinen und Anlagen zur Herstellung von Massivumformteilen sind bereits in hohem Maße automatisiert – dennoch liegt hier der Schlüssel zur weiteren Verbesserung von Produktivität und Qualitätssicherung.

Eine besondere Rolle spielt dabei Predictive Maintenance. In der Praxis muss das Engineering viele Herausforderungen meistern, zum Beispiel die Parameter der hergestellten Produkte oder die zeitliche Verzögerung, mit derInformationen aus dem Umform- und Wärmebehandlungsprozess in Prognosen einfließen können. Das komplexe Zusammenwirken vieler Einflussgrößen erschwert es, Wirkzusammenhänge in der Prozesskette oder Ursachen für Produktionsausfälle anhand von Zustandsdaten zu prognostizieren. „Von den Arbeiten im Rahmen des Forschungsprojektes erwarten wir Erkenntnisse zur Entwicklung neuartiger Predictive Maintenance-Serviceprodukte für die Maschinen unserer Kunden in der Branche Massivumformung“ erklärt Philipp Stüer aus dem Technischen Service. Enormes Potenzial liegt in der Vermeidung von ungeplanten Stillständen, Ausschuss und erforderlichen Nacharbeiten.