Die Bilanz des Projekts
mehr Anlagenauslastung durch parallele Auftragsausführung
täglich weniger Aufwand in der Auftragsvorbereitung – dank automatisch generierter Rüstlisten
tägliche Einsparung beim Reinigungsaufwand für Werkzeuge
weniger Reinigungsaufwand pro Werkzeugdurchgang – von durchschnittlich 30 auf 10 bis 15 Minuten
tägliche Einsparung durch automatische Erkennung verschmutzter Produktionsformen
Autonomer Betrieb – Materialwechsel ohne Maschinenstillstand
Werkzeugwechsel ohne Anlagenstopp: der Folgeauftrag startet, bevor die Vorgängerformen die Anlage verlassen haben
Werkzeuge und Vormaterial jederzeit im Überblick, Fehlmengen und Stillstände sind frühzeitig erkennbar
ATR Software hat für einen Kunststoffverarbeiter ein maßgeschneidertes Leitsystem entwickelt, das als digitale Schaltzentrale einer vollautomatisierten Fertigungsanlage dient. Wo zuvor Rüstlisten von Hand erstellt, Werkzeuge pauschal gereinigt und Aufträge sequenziell abgearbeitet wurden, steuert heute eine durchgängig digitalisierte Infrastruktur diesen Bereich der Produktion. Das Ergebnis: messbar höhere Anlagenauslastung, deutlich kürzere Rüstzeiten und erheblich gesunkener manueller Aufwand.
Für den Aufbau einer vollautomatisierten Fertigungsanlage bei einem Hersteller von Kunststoffteilen entwickelte ATR Software ein anlagenspezifisches Leitsystem als digitales Herzstück der Steuerung. Es übernimmt die Verwaltung von Aufträgen, Rezepten, Werkzeugen, Werkstückträgern, Produktionsformen und Vormaterial sowie die Überwachung des Reinigungsprozesses. Außerdem rufen die Werker wichtige Informationen zur Anlage mithilfe des Moduls Werkerassistenz der SmartFactory direkt über ein Tablet ab.
Hintergrundwissen
Was ist ein Leitsystem?
Abgrenzung zu der ATR.SmartFactory.Plattform
Während das Leitsystem maschinen- und anlagenzentriert arbeitet, agieren die Funktionen der ATR.SmartFactory.Plattform auf einer übergeordneten Ebene: Die SmartFactory übernimmt beispielsweise Fertigungsaufträge aus dem ERP-System, organisiert Ressourcen, Betriebsmittel und Qualitätsdaten und verbindet die Produktion direkt mit der Unternehmensplanung. In diesem Projekt entwickelte ATR Software ein anlagenspezifisches Leitsystem. Die Werkerassistenz der SmartFactory stellt die Tablet-Oberfläche für die Werker bereit. Darüber hinaus tauscht das Leitsystem kontinuierlich Daten mit der ATR.SmartFactory.Plattform aus und bezieht von dort die Informationen für die Steuerung der Anlage.
Die Industrie 4.0 wird in immer mehr verarbeitenden Unternehmen zur Realität. Das damit verbundene Potenzial in Hinblick auf Leistung und Produktivität sollte bei der nächsten Anlage des Unternehmens voll ausgeschöpft werden. Für den langjährigen Bestandskunden stand von Beginn an fest, mit dieser Anlage neue Wege im Bereich der Digitalisierung und Automatisierung zu gehen.
Dieser Kunde ist ein Unternehmen aus der Kunststoffindustrie, das kleine Teile aus verschiedenen Materialien und Farben fertigt. Die unterschiedlichen Vormaterialien werden hierfür in Formen gegossen und danach verpresst. Dabei muss die Oberfläche der Teile höchsten Qualitätsanforderungen entsprechen.
Früher mussten Aufträge einzeln nacheinander abgearbeitet, Rüstlisten von Hand berechnet und nahezu alle Werkzeuge unabhängig vom tatsächlichen Nutzungsstatus täglich mehrfach gereinigt werden. Fehleranfälligkeit und begrenzte Transparenz waren die Folge, die durch das Projekt in Zukunft ausgeschlossen werden sollen.
Für die Planung und Realisierung der Anlage einschließlich der kompletten Steuerung wurde neben dem Team von ATR Software die Firma fischer Sondermaschinenbau GmbH beauftragt. Das Unternehmen aus Horb am Neckar verantwortete die gesamte Hardware inklusive Mechanik und Elektronik sowie die SPS-Programmierung und die Vorbereitung der Schnittstelle zum Leitsystem von ATR Software. Die Konzeption der 8 × 2 m großen Fertigungsanlage und das dafür entwickelte Layout ermöglichen eine vollständig flexible Nutzung. Die Programmierung der sechs eingesetzten KUKA-Roboter lag ebenfalls im Verantwortungsbereich von fischer Sondermaschinenbau.
Die Steuerung der Gesamtanlage realisierte ATR Software mit einem maßgeschneiderten Leitsystem. Es fungiert als Bindeglied zwischen dem ERP-System und den SPS-Steuerungen der Maschinen und koordiniert alle produktionsrelevanten Abläufe in Echtzeit. Um diese Aufgabe zu erfüllen, benötigt das Leitsystem Informationen aus der ATR.SmartFactory.Plattform. Dafür arbeitet es mit den Modulen Auftragsmanagement, Rezeptmanagement, Betriebsmittelmanagement, Maschinenüberwachung, Qualitätsmanagement und ERP-Schnittstelle zusammen.
Das Leitsystem umfasst unter anderem:
Die Rüstlisten werden nun automatisch aus den Auftragsdaten berechnet und durch die SmartFactory auf einem Tablet visualisiert. Gleichzeitig ermöglicht das Leitsystem die parallele Abarbeitung von zwei Aufträgen – eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem früheren sequenziellen Betrieb. Für Werkzeugwechsel muss die Anlage nicht mehr vollständig leergefahren werden; der Folgeauftrag kann gestartet werden, während sich noch die letzten Produktionsformen des Vorgängerauftrags in der Anlage befinden.
Ein integriertes Kamerasystem erkennt verschmutzte Produktionsformen automatisch und schleust diese gezielt zur Reinigung aus – ohne Zutun eines Werkers. Darüber hinaus werden die erfassten Verschmutzungsdaten über die Data-Analytics-Komponenten des Leitsystems ausgewertet: Produktionsformen mit wiederkehrenden Verunreinigungen werden systematisch identifiziert und gezielt aufbereitet.
Bei der Werkzeugreinigung ersetzt softwaregestützte Erkennung die bisherige Pauschalreinigung: Das Leitsystem erfasst dafür, welche Werkzeuge der fünf Bearbeitungsstationen tatsächlich genutzt wurden, und visualisiert diese Informationen auf einem Tablet. Die Reinigung beschränkt sich damit auf die tatsächlich beanspruchten Werkzeuge.
Funktionen
Automatische Erstellung und Visualisierung von Rüstlisten auf dem Tablet
Parallele Ausführung von zwei Aufträgen
Werkzeugwechsel ohne Anlagenstopp
Erkennung verschmutzter Produktionsformen mit Computer Vision
Auswertung von Verschmutzungsdaten mithilfe von Data Analytics
Gezielte Reinigung der Werkzeuge auf Basis der Nutzungsdaten
Automatische Rezeptzuweisung und Übergabe an die SPS
Überwachung von Betriebsmitteln und Werkzeugen
Bidirektionale Anbindung an das ERP-System
Verbesserungen und Vorteile
01
Deutlich reduzierte Rüstzeiten durch automatisierte Auftragssteuerung.
Rüstlisten werden automatisch aus den Auftragsdaten berechnet und auf einem Tablet bereitgestellt. Der zuvor manuelle Berechnungs- und Dokumentationsaufwand entfällt vollständig. Darüber hinaus kann der Folgeauftrag gestartet werden, während sich noch die letzten Produktionsformen des Vorgängerauftrags in der Anlage befinden – ein Werkzeugwechsel erfordert keinen vollständigen Anlagenstopp mehr.
02
20 % höhere Anlagenauslastung durch parallele Auftragsabarbeitung.
Das Leitsystem ermöglicht die gleichzeitige Bearbeitung von zwei Aufträgen. Besonders bei kleinen Losgrößen, bei denen sequenzielle Abläufe zu erhöhten Rüst- und Wartezeiten führen, wirkt sich diese Fähigkeit direkt auf die Auslastung aus.
03
Reinigungsaufwand für Werkzeuge um mehr als 50 % gesunken.
Bisher wurden alle Werkzeuge der fünf Bearbeitungsstationen zweimal täglich gereinigt. Durchschnittlich 20 Werkzeuge pro Station erforderten dabei jeweils einen Reinigungsdurchgang von rund 30 Minuten. Das Leitsystem erkennt nun, welche Werkzeuge tatsächlich im Einsatz waren, und visualisiert diese Information auf einem Tablet. Die Reinigung beschränkt sich damit auf 5 bis 10 Werkzeuge mit einem Gesamtaufwand von 10 bis 15 Minuten pro Durchgang – eine Einsparung von mehr als 50 %.
04
Automatisierte Formenerkennung eliminiert manuelle Sichtkontrollen.
Ein in die Anlage integriertes Kamerasystem erkennt verschmutzte Produktionsformen auf Basis von Computer Vision und schleust diese selbstständig zur Reinigung aus. Der Werker muss keine visuelle Kontrolle mehr durchführen. Die eingesparte Zeit beträgt täglich rund 60 Minuten.
05
Kontinuierliche Prozessoptimierung durch datengestützte Formenverwaltung.
Die Verschmutzungsdaten der Produktionsformen werden über die Data-Analytics-Komponenten des Leitsystems ausgewertet. Formen mit wiederkehrenden Verunreinigungen an bestimmten Stellen werden systematisch identifiziert und gezielt aufbereitet. Das reduziert ungeplante Ausfälle und erhöht die Prozessstabilität langfristig.
06
Übersichtliche Verwaltung von Werkzeugen und Vormaterial schafft Planungssicherheit.
Das Leitsystem erfasst Status und Verbrauch aller Werkzeuge und Vormaterialien zentral und in Echtzeit. Produktionsleiter sehen jederzeit, welche Werkzeuge verfügbar, im Einsatz oder verschlissen sind und welches Vormaterial noch vorrätig ist. Fehlmengen und ungeplante Stillstände durch fehlende Betriebsmittel lassen sich damit frühzeitig erkennen und vermeiden.
07
Vollständige Transparenz über Aufträge und Anlagenzustand in Echtzeit.
Die durchgängige Vernetzung von Maschinensteuerung, Leitsystem und ERP-System schafft jederzeit Klarheit über den Stand laufender Aufträge, den Zustand der Betriebsmittel und die Materialverfügbarkeit. Entscheidungen auf Basis von Excel-Listen oder manuellen Aufzeichnungen sind nicht mehr erforderlich.
08
Weitere Betriebsvorteile durch vorausschauende Anlagenkonzeption.
Die Kombination aus durchdachtem Anlagenlayout und dem maßgeschneiderten Leitsystem ermöglicht weniger Materialtransport, einen optimalen Prozessablauf, vollständige Autonomie im Betrieb sowie Materialwechsel ohne Maschinenstillstand. Die Flexibilität in der Gestaltung der Fertigungsprozesse wurde damit wesentlich erweitert.
09
Sehr hohe Verfügbarkeit der Gesamtanlage.
Die Auswertung der von der Anlage gelieferten Daten schafft umfassende Transparenz über alle Auftrags- und Fertigungsschritte. Diese durchgängige Datengrundlage gewährleistet eine hohe Prozessstabilität und bildet die Basis für eine zuverlässig hohe Verfügbarkeit der Gesamtanlage.
ATR.SMARTFACTORY.PLATTFORM
Entdecken Sie, wie die ATR.SmartFactory.Plattform Produktionsprozesse einfacher, effizienter und transparenter gestaltet.
In diesem Projekt eingesetzt
Alle Arbeitsanweisungen und Prozessschritte direkt am Terminal – genau dort, wo sie gebraucht werden. Strukturierte Anleitungen, automatische Statusmeldungen und Echtzeit-Updates minimieren Fehler und entlasten die Werker spürbar.
Von der Auftragserteilung bis zum fertigen Produkt – lückenlos digital. Flexible Workflows, intelligente Batchbildung und automatisches Auftragstracking machen Produktionsprozesse transparenter und effizienter.
Immer wissen, wo welches Werkzeug steht – und ob es einsatzbereit ist. Standort, Status und Verfügbarkeit aller Betriebsmittel sind jederzeit einsehbar, Ausfallzeiten und Suchzeiten gehören der Vergangenheit an.
Schluss mit manuellen Übertragungen zwischen Produktion und ERP. Automatisierter Datenaustausch ohne Medienbruch sorgt für eine präzisere Planung, weniger Fehler und mehr Zeit für wertschöpfende Tätigkeiten.
Behalten Sie Ihre Maschinen jederzeit im Blick: Störungen werden frühzeitig erkannt, bevor sie zur Ausfallzeit werden. Mit IoT-Retrofit-Funktionalität lässt sich auch ältere Technik nachträglich in die digitale Überwachung einbinden.
Prüfprozesse digitalisieren, Fehlerquellen systematisch eliminieren. Anpassbare Prüfpläne, automatisierte Auslösungen und eine direkte Verknüpfung von Ausschuss mit Maschinen und Aufträgen sorgen für nachhaltig höhere Produktqualität.
Alle Rezepturen werden zentral und digital verwaltet: stets aktuell, jederzeit abrufbar und vollständig dokumentiert. Rezepte lassen sich effizient erstellen, bearbeiten und dynamisch an wechselnde Anforderungen anpassen. Das erhöht die Produktionssicherheit und reduziert Fehler.
Sie sehen gerade einen Platzhalterinhalt von Vimeo. Um auf den eigentlichen Inhalt zuzugreifen, klicken Sie auf die Schaltfläche unten. Bitte beachten Sie, dass dabei Daten an Drittanbieter weitergegeben werden.
Mehr InformationenSie sehen gerade einen Platzhalterinhalt von YouTube. Um auf den eigentlichen Inhalt zuzugreifen, klicken Sie auf die Schaltfläche unten. Bitte beachten Sie, dass dabei Daten an Drittanbieter weitergegeben werden.
Mehr InformationenSie müssen den Inhalt von reCAPTCHA laden, um das Formular abzuschicken. Bitte beachten Sie, dass dabei Daten mit Drittanbietern ausgetauscht werden.
Mehr InformationenSie müssen den Inhalt von hCaptcha laden, um das Formular abzuschicken. Bitte beachten Sie, dass dabei Daten mit Drittanbietern ausgetauscht werden.
Mehr InformationenSie müssen den Inhalt von reCAPTCHA laden, um das Formular abzuschicken. Bitte beachten Sie, dass dabei Daten mit Drittanbietern ausgetauscht werden.
Mehr InformationenSie müssen den Inhalt von reCAPTCHA laden, um das Formular abzuschicken. Bitte beachten Sie, dass dabei Daten mit Drittanbietern ausgetauscht werden.
Mehr InformationenSie müssen den Inhalt von reCAPTCHA laden, um das Formular abzuschicken. Bitte beachten Sie, dass dabei Daten mit Drittanbietern ausgetauscht werden.
Mehr InformationenSie müssen den Inhalt von Turnstile laden, um das Formular abzuschicken. Bitte beachten Sie, dass dabei Daten mit Drittanbietern ausgetauscht werden.
Mehr Informationen