Wo befinden Sie sich auf Ihrem Weg zur Automatisierung der additiven Fertigung?

Etwas ironischerweise bleiben viele Prozesse in der additiven Fertigung – die oft als digitale Fertigungstechnologie definiert wird – manuell und isoliert.

Automatisierung ist in der additiven Fertigung noch nicht weit verbreitet. Die überwiegende Mehrheit der Unternehmen, die den 3D-Druck einführen, ist nach wie vor von menschlicher Arbeit und dem Zugang zu physischen Beständen abhängig.

Im Folgenden untersuchen wir die Reifegrade der IT-Automatisierung für die additive Fertigung. Bereiche, in denen Unternehmen Automatisierung und Softwarelösungen in Betracht ziehen sollten, die Ihnen bei der Digitalisierung und Rationalisierung Ihrer additiven Fertigungsabläufe helfen.

5 Reifestufen in der Softwareautomatisierung für die additive Fertigung 

In unserem 5-Stufen-Modell umfasst Automatisierung als Spektrum verschiedene Stufen der Wertsteigerung und Komplexität. Nachfolgend sehen wir uns die einzelnen Phasen genauer an: 

Manuelle Operationen

Bei manuellen Vorgängen verbringen die Mitarbeiter von Unternehmen viel Zeit mit sich wiederholenden, arbeitsintensiven Aufgaben, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: 

• Daten in Systeme eingeben
• Auf Kundenanfragen antworten
• Berechnen und Erstellen von Kostenvoranschlägen
• USB-Sticks zu AM-Systemen bringen, um Dateien 3D-drucken zu lassen
• Überprüfen des AM-Systemstatus durch einen Blick auf jede Maschine

Native Automatisierung 

Die meisten AM-Unternehmen arbeiten auf der Stufe der nativen Automatisierung in Kombination mit manuellen Prozessen. Sie verwenden einfache Tools wie Excel, um Daten zu analysieren, oder Apps wie Zapier, um Daten von einem System zum anderen weiterzuleiten.

Native Automatisierungen sind jedoch nicht vollständig mit anderen Systemen kompatibel und erfordern menschliche Interaktion, um einen Mehrwert zu schaffen.

Diese Automatisierungsstufe ist zwar gut für einfache Aufgaben, kann jedoch nicht einfach skaliert werden und führt oft zu Datensilos und mangelnder Transparenz, wodurch ein unzusammenhängendes, nicht optimiertes Geschäftsökosystem entsteht.

Wenn Sie bei der Verarbeitung weiterer Informationen vor Herausforderungen stehen (z. B. 3D-Druckanforderungen, Dateikonvertierungen/Reparaturen, Projektstatus-Update-Kommunikation) oder Ihre AM-Operationen skalieren möchten, sollten Sie in Betracht ziehen, zur nächsten Stufe der effizienteren Prozessautomatisierung zu springen.

Umstieg auf einfache Automatisierung

Unter Basisautomatisierung versteht man Lösungen der Automatisierungstechnik, die einfache manuelle und sich wiederholende Aufgaben lösen.

In AM kann Basisautomatisierung eine Softwarelösung bedeuten, der ein Workflow mit mehreren Schritten und Anwendungen beigebracht wird.

Hier ist ein Beispiel aus einem 3D-Drucklabor bei L’Oréal:Vor dem Einsatz der Automatisierung schickten Ingenieure E-Mails mit Produktionsanforderungen und 3D-Designdateien, während ein Laborassistent Daten zur Berechnung des Preises eingab. Dann schickte der Assistent dem Techniker, der die Bestellung aufgegeben hatte, eine E-Mail über den Status und das Lieferdatum usw. 

Um diese manuelle Tätigkeit mit geringem Mehrwert zu reduzieren, hat L’Oréal eine 3D-Druck-Workflow-Software eingeführt, die es dem Unternehmen ermöglicht, jeden Schritt im Bestellprozess zu automatisieren. Anstelle von E-Mails verwenden Ingenieure also ein Portal, um Anfragen zu senden, und das Backend-System berechnet automatisch die Projektkosten und benachrichtigt die Ingenieure über ihren Projektstatus.

Weiterlesen:Wie L’Oréal die Markteinführungszeit mit der Workflow-Software von AMFG beschleunigt

Die grundlegende Automatisierung mit Workflow-Software für die additive Fertigung kann über Bestellung und Kundenkommunikation hinausgehen. Einige Lösungen bieten eine regelbasierte Automatisierung für die Produktionsplanung, sodass Dateien nach der Genehmigung bestimmten Maschinen zugewiesen und automatisch zur Produktion gesendet werden können.

Workflow-Automatisierungssoftware wurde entwickelt, um die Belastung der Mitarbeiter durch die Erledigung sich wiederholender, zeitaufwändiger Aufgaben zu reduzieren. Als zusätzlicher Vorteil hilft es, einen wiederholbaren Arbeitsablauf durchzusetzen, der für die AM-Standardisierung entscheidend ist.

Obwohl die Basisautomatisierung bereits viele Vorteile bietet, sollte dies nicht das Ende Ihrer Reise zur additiven Fertigungsautomatisierung sein.

Intelligente Automatisierung

Wenn Sie eine Lösung benötigen, mit der Sie durchgängige Geschäftsprozesse automatisieren können, sind Sie möglicherweise bereit, Ihren AM-Betrieb um intelligente Automatisierung hinzuzufügen.

Bei der intelligenten Automatisierung geht es darum, einen nahtlosen digitalen Faden zu schaffen, um die Transparenz und die Entscheidungsfindung zu verbessern.

Bei AMFG befähigen wir Unternehmen, auf intelligente Automatisierung umzusteigen, indem wir eine Reihe von Lösungen für die Steuerung, Ausführung und Integration von AM-Workflows verwenden. Wir können uns zum Beispiel in Ihre AM-Systeme zur Echtzeit-Maschinenüberwachung integrieren oder Sie mit Ihren Fertigungspartnern für die direkte Weiterleitung von Arbeitsaufträgen verbinden.

Diese Konnektivität ermöglicht es Ihnen, eine zentralisierte und vereinheitlichte Umgebung für AM (auch bekannt als digitaler Thread) zu schaffen, die zu einer verbesserten Produktionsplanung, Rückverfolgbarkeit und Standardisierung beiträgt.

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Hyperautomatisierung

Hyperautomation ist die ausgereifteste Stufe der Automatisierungstechnologie, die grundlegende und intelligente Automatisierung mit künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen (ML) kombiniert.

KI und ML ermöglichen es Software, selbstständig zu lernen, indem sie riesige Datenmengen verarbeitet.

Während Automatisierung die einfache Optimierung von Aufgaben sein kann, verfügt Hyperautomation über eine zusätzliche "Intelligenzebene", die die Prozesse noch intelligenter macht.

Hyperautomation kann als „Endstufe“ betrachtet werden, ist jedoch hochgradig individualisiert und strategisch ausgerichtet, basierend auf den Bedürfnissen jedes Unternehmens.

Hyperautomation ist der richtige Schritt für große Unternehmen, die ihre Fertigung durch Digitalisierung transformieren und intelligente, autonome Fabriken aufbauen möchten.

Obwohl immer noch ambitioniert, arbeiten einige Unternehmen derzeit an Hyperautomatisierung.

NextGenAM-Projekt

Ein Beispiel, das zeigt, wie Automatisierung den AM-Betrieb in eine Smart Factory verwandeln kann, ist das NextGenAM-Pilotprojekt.

EOS, Daimler und Premium AEROTEC haben 2017 gemeinsam ihre NextGenAM-Initiative gestartet, die zu einer digitalen, vollautomatisierten Produktionslinie für den seriellen 3D-Druck geführt hat.

Wie haben die Unternehmen das erreicht?

Die Partner haben eine AM-Fertigungslinie mit einem EOS M 400-4 Quad-Laser-Metallsystem, fahrerlosem Transport, Robotern und Software als Herzstück aufgebaut. Alle Komponenten wurden für maximale Automatisierung vernetzt.

So können beispielsweise vor der Produktion Bauauftragsdaten an die Leitstelle gesendet werden, die die verschiedenen Bauaufträge automatisch priorisiert und einem AM-System zuordnet. Das Material wird automatisch zum AM-System transportiert, das Teile 3D druckt und deren Qualität durch Sensordaten kontinuierlich überwacht.

Nach der Fertigstellung wird der Build automatisch in die nächste Phase verschoben, in der Roboter und Bearbeitungszentren Nachbearbeitungsschritte wie Teileentnahme und Qualitätssicherung übernehmen.

Das Ergebnis? Ohne manuelle Eingaben reduziert die automatisierte Produktionslinie die Herstellungskosten um bis zu 50 Prozent im Vergleich zu derzeit verfügbaren Metall-AM-Systemen.

Hyperautomatisierung erreichen:das Streben nach Interoperabilität

Da Hyperautomatisierung per Definition einen Technologiemix beinhaltet, ist es für Unternehmen, die in sie investieren, entscheidend, die richtigen Lösungen auszuwählen. Mit „richtig“ meinen wir Software, die Konnektivität und Interoperabilität unterstützt.

Wenn Sie nach einem Tool oder einer Plattform suchen, die Ihre intelligente AM-Fabrik mit Strom versorgt, ist ein guter Ausgangspunkt die Suche nach einem Tool oder einer Plattform, die einfach zu verwenden, skalierbar ist und plattform- und systemübergreifend funktioniert.

Insbesondere letzteres ist ein Muss, da die Anschaffung eines Systems, das nicht mit der bestehenden Umgebung Ihres Unternehmens kompatibel ist, ein Rückschritt ist, Ihren Fortschritt verlangsamt und die Produktivität behindert.

Herausforderungen in der additiven Fertigungsautomatisierung

Trotz der klaren Vorteile der Softwareautomatisierung haben viele Unternehmen, die AM betreiben, Schwierigkeiten, die digitale Transformation einzuleiten.

Viele werden von den Investitionskosten gestoppt, weil sie sie für unerschwinglich halten. Tatsächlich zahlt sich die anfänglich hohe Investition jedoch schneller als erwartet aus und Unternehmen können die Vorteile der Automatisierung fast sofort spüren.

Was die Einführung der Automatisierung komplizierter macht, sind weniger die Kosten als das Fehlen einer Automatisierungsstrategie.

AM-Unternehmen müssen sich darüber im Klaren sein, welche digitalen Fähigkeiten sie anstreben müssen – zum Beispiel was sie kaufen und was sie aufbauen müssen. Eine durchdachte, strukturierte Strategie hilft dabei sicherzustellen, dass innovative Ideen nicht aufgegeben oder übersehen werden.

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Es ist auch wichtig zu verstehen, dass Unternehmen den richtigen Automatisierungsgrad finden müssen, um die kurz- und langfristigen Anforderungen ihrer Organisation zu erfüllen. Dies bedeutet beispielsweise, dass Hyperautomatisierung möglicherweise nicht für jeden geeignet ist – einige Unternehmen könnten ihren Betrieb durch die Kombination einfacher und intelligenter Automatisierungslösungen transformieren.

Die letzte Herausforderung für Unternehmen bei der Implementierung von Automatisierung ist das geschlossene AM-Ökosystem. Die AM-Branche wird immer noch weitgehend von proprietären Systemen dominiert, die nicht unbedingt gut aufeinander abgestimmt sind.

Die gute Nachricht ist, dass die Branche erkennt, wie wichtig es ist, offener für die Entwicklung integrierter, interoperabler 3D-Druck-Workflows zu werden.

Immer mehr AM-Hardware- und -Softwareunternehmen bieten offene APIs – einen Software-Vermittler, der es einer Softwareanwendung ermöglicht, mit einer anderen zu kommunizieren – um einen nahtlosen Datenfluss und eine nahtlose Integration zu ermöglichen.

Ein Beispiel ist unsere jüngste Zusammenarbeit mit HP, wobei HP eine offene API zur Integration mit unserem additiven MES-System bereitgestellt hat. Diese Integration ermöglicht es Benutzern von HP Multi Jet Fusion, ihre Maschinen mit unserer Software zu verbinden, um ihre AM-Systeme zu überwachen und Daten zu sammeln.

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Skalierung über jede Automatisierungsstufe mit fortschrittlicher Workflow-Automatisierungssoftware 

Wenn Sie sich auf den Weg der digitalen Transformation begeben, ist es unerlässlich, in Lösungen zu investieren, die es Ihnen ermöglichen, schnelle Erfolge mit größeren langfristigen Vorteilen zu kombinieren. Im Kern sollten solche Lösungen modular, flexibel und skalierbar sein.

Bei AMFG entwickeln wir eine modulare Plattform zur Workflow-Automatisierung und Fertigungsausführung, um AM-Unternehmen dabei zu unterstützen, ihre Investitionen in die additive Fertigung zu maximieren. Unsere Lösungen wurden im Hinblick auf Vernetzung und Sicherheit entwickelt und lassen sich problemlos in Ihre IT-Umgebung und AM-Systeme integrieren.

Egal, ob Sie gerade erst mit der additiven Fertigungsautomatisierung beginnen oder bereits auf dem Weg sind, jetzt ist der beste Zeitpunkt, um über neue Softwarefunktionen nachzudenken und die Voraussetzungen für beschleunigte Leistungssteigerungen und nachhaltiges Wachstum zu schaffen.

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