Nebst Wirtschaftlichkeit und Präzision stehen Industrieunternehmen vor der Herausforderung, neue Technologien für ihre Zwecke zu nutzen. So müssen Feinschneidebetriebe den Vorsprung gegenüber alternativen Technologien ausbauen, um aktuelle Trends wie höherfeste Blechwerkstoffe, geometrisch hochkomplexe Umform-Schneid-Komponenten, umweltfreundliche Schmierstoffe sowie Digitalisierung der Wertschöpfungskette im Kontext der Thematik Industrie 4.0 zu bedienen.
Der Arbeitskreis Feinschneiden – organisiert durch die WZL Aachen GMBH in Kooperation mit dem Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen University – begegnet diesen aktuellen Herausforderungen.
Das Bestreben des Arbeitskreises Feinschneiden ist die Generierung eines technologischen Vorsprungs durch die gezielte Bearbeitung von relevanten Forschungsprojekten, um den Mitgliedern einen nachhaltigen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen. Der Arbeitskreis ist zusätzlich eine aktive Wissensdrehscheibe für den regen Erfahrungsaustausch zwischen Anwendern, Feinschneidproduzenten, Werkzeug- sowie Werkstoffherstellern und Schmierstoffherstellern.
Arbeitskreis Feinschneiden – Die Feinschneid-Community
36 Mitglieder aus Deutschland, Italien, Kanada, den Niederlanden, Österreich, Schweiz und Spanien bilden zusammen mit dem Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen University die erste Forschungs-Community zum Thema Feinschneiden. „Wir freuen uns über die große und positive Resonanz aus der Feinschneidindustrie, um künftig gemeinsam an den relevanten Themen der Branche zu forschen. Gerade der Zusammenschluss von Experten aus den verschiedenen Bereichen der Feinschneidtechnologie verspricht eine exzellente Basis für die Forschung.“ so Dr.-Ing. Daniel Trauth, Leiter des Arbeitskreises und Oberingenieur am Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren am WZL.
Herausforderungen begegnen – Potenziale nutzen
Um im Markt wettbewerbsfähig zu bleiben, stellen sich die Mitglieder des Arbeitskreises Feinschneiden aktuellen Herausforderungen. Jährlich wird ein Forschungsprogramm für den Arbeitskreis Feinschneiden definiert. Potenzielle Themenfelder sind: alternative Werkstoffe, das Feinschneiden von Edelstahl, die numerische Modellierung, Prozessdesign, Tribologie und Oberflächengestaltung sowie dem Feinschneiden der Zukunft – Feinschneiden 4.0 im Rahmen des Internet of Production.
Feinschneiden der Zukunft – Internet of Production
Das Internet of Production beschreibt die Aachener Perspektive auf die Herausforderungen der Industrie 4.0. Oberstes Ziel: eine echtzeitfähige, sichere Informationsverfügbarkeit zu jeder Zeit an jedem Ort. Informationen werden damit zu einem mächtigen und vielseitig nutzbaren digitalen Schatten der Produktion verdichtet. Präzise und kontinuierliche Datenanalysen ermöglichen es, innerhalb der Produktion Muster zu erkennen und daraus Prognosen zur Entscheidungsunterstützung abzuleiten.
Systematisches Lernen aus den Daten, die im Internet of Production gewonnen werden, können Feinschneider und Partnern einen erheblichen Zusatznutzen bieten. Denn eine agile, hochiterative Produktentwicklung soll daraus genauso möglich werden, wie eine schnelle, fehlerfreie Umsetzung von Change Requests in der Serienproduktion. Der Wettbewerbsvorteil durch aggregierten Informationen, die nahezu in Echtzeit gewonnen werden, unterstützt Anwender dabei, neue Formen der Adaption und Agilität zu erzielen. Der Arbeitskreis Feinschneiden stellt sich den Herausforderungen des Internet of Production und beleuchtet gegenwärtig die Potenziale von neuen Technologien zur Einzelbauteilrückverfolgung entlang der vollständigen Wertschöpfungskette.
Assistenzsysteme für das Feinschneiden 4.0
Der Kern der vierten industriellen Revolution ist das Internet der Dinge und die neuen Möglichkeiten, Ressourcen, Dienste und Menschen in der Produktion auf Basis von cyber-physischen Systemen in Echtzeit zu vernetzen. Trotz der fortschreitenden Möglichkeiten zur Automatisierung durch cyber-physische Produktionssysteme sind vollautomatische Lösungen in der Feinschneidtechnik nicht in jedem Fall erstrebenswert. Um hohe Anforderungen, wie zum Beispiel bei Sicherheitsbauteilen, erfüllen zu können, ist die menschliche Flexibilität nach wie vor unverzichtbar. Um den Menschen bei seinen Aufgaben zu unterstützen, können jedoch heute zahlreiche Assistenzsysteme eingesetzt werden. Am WZL der RWTH Aachen fokussieren wir uns in der Entwicklung von Assistenzsystemen auf das Feinschneiden 4.0 und wollen zusammen mit den Arbeitskreismitgliedern u.a. Methoden zur Einzelbauteilrückverfolgung in Assistenzsysteme integrieren und im Sinne des Internet of Production nutzbar machen.
Mittels eines Sensornetzwerks an der vorhandenen Feinschneidanlage Feintool XFT 2500 speed werden Prozesszustandsgrößen erfasst und mittels Big Data Analysen verarbeitet. Damit Feinschneider fundiert Entscheidung treffen können, muss implizites Wissen transparent und objektiv durch datengetriebenes Prozesswissen ersetzt werden. Die app-basierte Informationsbereitstellung auf einem Endgerät befähigt zur Analyse von Echtzeitdaten, unabhängig von Ort und Zeit. Innerhalb des Arbeitskreises wird angestrebt, dieses Assistenzsystem stetig weiterzuentwickeln, um den Bedürfnissen von Feinschneidern und Partnern gleichermaßen gerecht zu werden.
Feinschneiden der Zukunft – Schwarmdaten
Ein wichtiger Schritt in Richtung Internet of Production für agile Unternehmen ist die Nutzung von Schwarmdaten. Mittels des Ansatzes von Schwarmdaten verfügen Feinschneidanlagen dann nicht mehr nur über die Informationen, die sie selbst mittels Sensoren erkennen und verarbeiten, sondern sie teilen diese Informationen u.a. über Cloudlösungen mit anderen Feinschneidanlagen. So können z.B. Servicedienstleistungen wie das FEINmonitoring, durch übergreifendes Smart Maintenance die jeweilige Produktion robuster und zuverlässiger gestalten. Auf lange Sicht sind Schwarmdaten in Verbindung mit Machine Learning Komponenten, eine unabdingbare Voraussetzung für die vollständige Realisierung der smarten Fabrik. Der Arbeitskreis Feinschneiden möchte dabei gemeinsam mit den Mitgliedern das Potenzial von Schwarmdaten beim Feinschneiden ausschöpfen und somit den Mitgliedern einen Wettbewerbsvorteil verschaffen.
Gemeinsam die Zukunft gestalten
Durch die Zusammenführung von verschiedenen Fachexpertisen von 36 Unternehmen können die technologisch komplexen Wechselwirkungen beim Feinschneiden auf höchstem Niveau erforscht und diskutiert werden. Dies ermöglicht eine fundierte wissenschaftliche Forschung unter industriellen Randbedingungen. Insbesondere die Erforschung des Internet of Production mit dem Fokus auf das Feinschneiden 4.0 ermöglicht es uns, aktiv gemeinsam im Arbeitskreis die Zukunft zu gestalten.
Es ist sehr erfreulich zu sehen, wie die Unternehmen aus dem Bereich Feinschneiden und die Universität in Aachen sich zusammengeschlossen haben, um den Weg zur smarten Fabrik gemeinsam zu gehen. Ein einzelner Betrieb wäre damit sicher überfordert. Allen Teilnehmern des Arbeitskreises Feinschneiden wünsch ich viel Erfolg.