Die Maschinen rüsten sich selbst bei Günther Spelsberg

Industrie 4.0 in der Praxis

Die Vision einer smarten Produktion nimmt bei vielen mittelständischen Unternehmen konkrete Züge an. Wie der Einstieg in die smarte Produktion gelingt, zeigt das Unternehmen Spelsberg, das pro Tag 150.000 Kunststoffgehäuse für die Elektrotechnik und Industrie herstellt.

  • Günther Spelsberg GmbH & Co. KG

    Ziel bei Spelsberg ist es die Automatisierung in der Fertigung für alle Bereiche voranzutreiben.

  • Produktionsanlage bei Günther Spelsberg GmbH & Co.KG

    Diese neue Montagelinie, Gehäuse für Sicherungsautomaten, wurde zum Pilotprojekt für Industrie 4.0.

  • Kunststoffgehäuse für die Elektrotechnik und Industrie

    Das mittelständische Unternehmen stellt pro Tag 150.00 Kunststoffgehäuse für die Elektrotechnik und Industrie her.

  • Firmengelände Günther Spelsberg GmbH & Co. KG

    Rund 450 Mitarbeiter an den Standorten Schalksmühle, Buttstädt sowie bei den Tochtergesellschaften in England, Tschechien, Spanien, Niederlande und Dänemark.

Um die Produktions- und vor allem die Rüstzeiten auch bei kleinen Losgrößen zu minimieren, setzte sich Spelsberg zum Ziel, die Automatisierung in der Fertigung für alle Bereiche voranzutreiben. Im ersten Schritt wollten die Verantwortlichen das ERP-System so mit den Anlagen kommunizieren lassen, dass sich die Maschinen auftragsspezifisch selbst rüsten, sobald die Bediener den Auftrag gestartet haben.

Neue Montagelinie wird zum Industrie-4.0-Piloten

Den konkreten Anlass gab der anstehende Relaunch eines der wichtigsten Produkte: Gehäuse für Sicherungsautomaten. Diese neue Montagelinie wurde zum Pilotprojekt für Industrie 4.0.

Sobald die Automatengehäuse die Endmontage erreichen, übermittelt die ERP-Software Proalpha die Auftragsdaten direkt an die Maschine. Für die Qualitätssicherung prüft eine integrierte Kamera zunächst die Größe des eingelegten Kastens. Die Maschine meldet einen Fehler, wenn sie nicht dem aktuellen Auftrag entspricht. Stimmt alles, wird eine Rückmeldenummer eingedruckt, um die lückenlose Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten. Je nach Kastentyp erfolgen dann der Einbau von Doppelmembranstutzen und die Montage eines Belüftungselements an den Handarbeitsplätzen sowie kurz vor dem Verpacken die Ergänzung des Zubehörbeutels. Die zugehörigen Gehäusedeckel durchlaufen die entsprechenden Arbeitsschritte.

Kleiner Rahmen für große Pläne

Im Pilotprojekt lief der Informationsaustausch über RFID-Chips, die auf Gehäusen und Deckeln angebracht wurden. Per RFID-Reader nahmen die Maschinen die Auftragsdaten entgegen. So „wusste“ die Maschine für die Deckelmontage beispielsweise, wie viele Schrauben sie in welcher Position am Deckel anbringen muss, und justierte sich automatisch.

Allerdings gelang dies nicht ohne Hürden. Die RFID-Reader hatten eine zu große Reichweite, sodass sie anfangs auch Daten erfassten, die nicht für sie bestimmt waren. Als sich per RFID-Signal etwa die Etikettiermaschine in Gang setzen sollte, rüstete sich stattdessen die Maschine gegenüber um. Erst als Spelsberg den RFID-Reader entsprechend feinjustierte, kamen die Signale dort an, wo sie sollten.

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Die Einbindung der Maschinen ins Netz

Der Effekt der Automatisierung zeigte sich schon im Pilotprojekt: Die Rüstzeiten pro Auftrag konnten auf ein Sechstel reduziert werden – eine Ersparnis von fünf Minuten pro Rüstvorgang bzw. durchschnittlich einer Stunde pro Maschine auf den Tag gerechnet.

Was im Pilotprojekt noch auf den RFID-Tag geschrieben wurde, wird jetzt über LAN direkt an die Maschine gegeben, wobei die Zeitersparnis bereits bei kleinen Serien zu Buche schlägt. Noch werden nur die Auftragsdaten über Open Database Connectivity (ODBC) aus dem ERP-System eingespeist. In konkreter Planung ist aber ein Ausbau dieser Kommunikation: Bald wird die Maschine dem ERP Rückmeldung geben, was mit welcher Taktzeit erledigt wurde.

Zusätzliche Effizienz soll in Kürze der Proalpha-Produktkonfigurator auch in die Erfassung der kundenindividuellen Fertigungsaufträge durch den Vertrieb oder –
per Webportal – den Kunden selbst bringen. Daraus ergeben sich wiederum neue Möglichkeiten für künftige Ausbaustufen der Industrie-4.0-Projekte: So könnten die CNC-Fräsen, die kundenindividuelle Teile mit speziellen Bohrungen oder Beschriftungen versehen, mittelfristig direkt anhand der Daten gesteuert werden, die der Produktkonfigurator über die CAD-Anbindung erstellt hat.

Darüber hinaus ist geplant, das Webportal des ERP-Systems als Oberfläche für die manuelle Steuerung des Montageprozesses per Touch-Funktion zu benutzen. Das war bisher nur über ein Fremdprodukt möglich.

Bildquelle: Günther Spelsberg GmbH & Co.KG

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