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Die Zukunft der Fertigung Ein Siemens-Modell für die ganzheitliche Fertigung

| Redakteur: Benjamin Kirchbeck

Zehn Prozent höhere Auslastung der Werkzeugmaschinen und eine um drei Wochen verkürzte Fertigungszeit: Diesen Erfolg kann Siemens bei der Herstellung von Bauteilen für Gasturbinenbrenner dank neuer, digitaler Prozesse in der Fertigung erzielen. In Zukunft könnten diese auch in der Antriebstechnik, bei Windkraft, additiver Fertigung oder bei Elektromotoren zum Einsatz kommen.

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Virtueller Anfang: Vor der ersten Fertigung eines Bauteils simulieren die Siemens-Programmierer alle Bearbeitungsschritte, um eine problemlose Fertigung ohne Kollisionen mit Bauteil, Maschine oder Vorrichtung sicher zu stellen.
Virtueller Anfang: Vor der ersten Fertigung eines Bauteils simulieren die Siemens-Programmierer alle Bearbeitungsschritte, um eine problemlose Fertigung ohne Kollisionen mit Bauteil, Maschine oder Vorrichtung sicher zu stellen.
(Bild: Siemens AG)

Ob es nun um Elektronik, Autos oder Gasturbinen geht – ihre Durchlaufzeit soll immer kürzer und die Fertigung effizienter werden, und das bei gesteigertem Qualitätsanspruch. Dazu bietet die digitale Fertigung neue Möglichkeiten: In der Massenproduktion, wie beispielsweise der Elektronikfertigung, fallen ungeheure Datenmengen an.

Hier leuchtet der Nutzen der Datenanalyse zur Optimierung sofort ein. Aber auch Branchen, die kleine Stückzahlen produzieren, profitieren von der Umstellung auf eine digitale Fertigung – und zwar mittels einer kürzeren Zeit bis zum Markteintritt, bei gleichzeitiger Verbesserung der Qualität.

EIN Modell für alle Prozessschritte

Laut Peter Robl, Experte für die digitale Fertigung bei der zentralen Siemens-Forschung Corporate Technology (CT), ist die durchgängige 3D-CAD-Modellkette dafür ein entscheidender Ansatzpunkt: „Darin werden alle relevanten Informationen zu einem Bauteil gebündelt, wie die gewünschten Maße und Toleranzen aus dem Design, das Know-how der Konstrukteure, Materialdaten oder mechanische Eigenschaften der Bauteile, die beispielsweise vom Zulieferer beigesteuert werden.“

Auch Prozessdaten aus der Fertigung, Oberflächengüten und eventuelle Abweichungen aus der Inspektion sowie Verschleißdaten aus dem Service können laut Robl einfließen. Anhand dieser geballten Ladung an Informationen entstehe schließlich ein digitaler Zwilling – das virtuelle Abbild eines Produkts bis in das kleinste technische Detail.

Verwaltungsmethoden – der Kitt zwischen den 3D-Modellen

Doch damit bei einem solchen virtuellen Abbild alle Möglichkeiten und somit die Vorteile der Digitalisierung ausgeschöpft werden können, müssen die Experten noch einige Entwicklungsarbeit leisten. Obwohl laut Robl alle eingesetzten Siemens-Softwarepakete von CAD über CAM bis CMM mit 3D-CAD-Modellen arbeiten, werden noch die zur Verknüpfung nötigen, standardisierten Verwaltungsmethoden benötigt.

Bisher müssen 3D-Modelle in der Prozesskette zwischendurch in zweidimensionale Modelle umgewandelt oder sogar Werkzeugmaschinen manuell programmiert werden. Robl erklärt: „Nur wenn jeder am Fertigungsprozess Beteiligte – ob Mensch, Maschine oder Programm – Zugriff auf alle Daten hat und Änderungen synchron auf allen Datenpaketen stattfinden, wird ein wirklich durchgängiges 3D-Datenmodell beim virtuellen Zwilling Realität.“

Daher entwickelt Robl mit seinem Team eine Systematik für Modellierungs- und Verwaltungsmethoden, die sämtliche 2D- und 3D-Modelle sowie Daten der Werkzeugmaschinen oder Informationen von Zulieferern und Service-Mitarbeitern miteinander verknüpfen.

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