Ungeplante Stillstandszeiten verhindern: 3 bewährte Tech-Lösungen für Hersteller

Da ungeplante Stillstandszeiten industrielle Hersteller jährlich Milliarden kosten, ist die Technologie, die hilft, Maschinenausfälle zu vermeiden oder zu managen, ein Muss.

Ungeplante Stillstandszeit ist ein signifikantes Geschäftsrisiko.

Studien der Beratungsfirma Deloitte deuten darauf hin, dass ungeplante Fabrikstillstände industrielle Hersteller jährlich mehr als 50 Milliarden Dollar kosten.

Deshalb ist es nur logisch, dass Betriebe alles tun würden, um Überraschungen wie festgefressene Spindellager, defekte Steuerungen und Servomotoren, die sich nicht mehr drehen, zu vermeiden. Die gute Nachricht: Solche Unannehmlichkeiten zu vermeiden, ist nicht allzu schwierig.

Sie wissen wahrscheinlich bereits, dass größere Spindellebensdauer in Bearbeitungszentren durch den Einsatz hochwertiger, gut gewarteter Werkzeuge und ausgewuchteter Werkzeughalterbaugruppen erreicht wird. Extreme Werkzeuglängen vermeiden, um Radialkräfte auf Spindellager zu minimieren, Zugstangenkraft regelmäßig mit einem kommerziell verfügbaren Messgerät prüfen, und Aufspannflächen beim Werkzeugwechsel abwischen.

Ähnliche Empfehlungen gibt es für CNC-Drehmaschinen und indeed jedes Werkzeugmaschine, die alle durch die Implementierung eines robusten vorbeugenden Wartungsprogramms längere Lebensdauer genießen – eines, das grundlegende Hausmeister-Aufgaben wie regelmäßige Maschinenreinigung und -schmierung, Überwachung von Kühlschmierstoffen und routinemäßige Inspektion der Axialbewegung über ein Ballbar-Gerät oder Äquivalent umfasst, um potenzielle Probleme anzugehen, bevor sie beginnen können. Das gesagt, bietet moderne Technologie Werkzeugmaschinenbesitzern und -bedienern einige wertvolle Waffen im Krieg gegen ungeplante Maschinenstillstände, beginnend mit Überwachung.

Die Kraft nutzen

Graham Immerman, Vice President of Marketing bei MachineMetrics, wird Ihnen sagen, dass praktisch alle CNC-Geräte heute mit Sensoren ausgestattet sind, die wertvolle Informationen über Maschinenstatus, Betriebstemperaturen, Spindel- und Servo-Leistungsaufnahme, Alarmcodes usw. erzeugen, die alle von Smartphone, Tablet, PC oder Desktop-Computer einsehbar sind. Es ist der Job seines Teams, Betrieben die Software-Tools zu geben, die nötig sind, um diese Informationen zu sammeln und sie dann für a) größere Produktivität und b) die Eliminierung des Fokus dieses Artikels zu nutzen: ungeplante Stillstandszeiten.

„Es gibt buchstäblich hunderte Wege, Maschinenstillstand zu reduzieren, und der erste Schritt dabei ist, die Daten zu haben, die für bessere Entscheidungen nötig sind“, sagt Immerman. „Mit diesem Gedanken im Hinterkopf ist eine der ersten Fragen, die jeder Betrieb stellen sollte: ‚Welche Art von Stillstand versuchen Sie zu vermeiden?‘ Wir haben Kunden, die ständig zu uns kommen, um Hilfe bei der Vorhersage von Maschinenausfällen zu bekommen, und obwohl dies sicherlich etwas ist, worin wir ihnen assistieren können, bietet es vielleicht nicht den größten Return on Investment.“

In einem Beispiel merkt Immerman an, dass die Produktion von schlechter Qualität letztendlich zu Nacharbeit führt, was improvisierte Planänderungen erfordert. Das fällt vielleicht nicht sauber in den „ungeplanten Stillstand“-Eimer, ist aber genauso disruptiv und kostspielig. Genauso wie das Über- oder Unterschätzen von Zykluszeiten bei der Angebotskalkulation. Das erste führt zu Überkapazitäten oder Lücken im Produktionsplan, die vielleicht nicht gefüllt werden, während das letztere dasselbe Problem wie das Nacharbeit-Szenario verursacht (nämlich zu viel Arbeit und nicht genug Stunden, um sie zu erledigen); obwohl die Ursache des Stillstands in jedem Fall anders ist als eine kaputte Werkzeugmaschine, sind die Ergebnisse nicht weniger schädlich.

„Zu oft kommen die Daten, die für die Angebotskalkulation nötig sind, aus dem ERP-System, einer Tabellenkalkulation oder sogar einer geschätzten Vermutung, von denen keine genau sein könnte“, sagt Immerman. „Deshalb müssen Betriebe so viele Informationen wie möglich von ihren Produktionsanlagen sammeln. Nicht nur hilft dies, potenzielle Probleme zu identifizieren, die direkt zu Maschinenstillstand führen, sondern genauso wichtig: Es hilft, versteckte Kapazitäten aufzudecken. Oft ist der beste Weg, Stillstand zu reduzieren, durch Prozessoptimierung und Entwicklung präziser Arbeitsstandards. Ich kenne einen Kunden, der seine jährlichen Stillstandskosten um 4,5 Millionen Dollar reduzierte, nur indem er verstand, wie lange es tatsächlich dauert, eine Maschine einzurichten.“

Den Crash vermeiden

Es ist schmerzhaft, darüber nachzudenken, aber die unangenehmste Ursache für ungeplante Stillstandszeiten ist ein abgestürztes Werkzeugmaschine. Das sagt Gene Granata, Vericut-Produktspezialist bei CGTech, der hinzufügt, dass Crashes leicht mit Werkzeugbahn-Simulations- und Optimierungssoftware vermeidbar sind. Da diese Systeme die gesamte Werkzeugmaschinenumgebung replizieren können – vom größten Blechpanel bis zur kleinsten Schraube und allem dazwischen –, geben sie Nutzern die Möglichkeit, CNC-Programme außerhalb der Maschine in einer virtuellen Welt zu testen, wo Crashes nichts weiter sind als leuchtend rote Farben und einige schimpfende Texte, und somit die nägelkauende, Not-Aus-Reit-Methode des Programm-Abstimmens eliminieren, die in viel zu vielen Betrieben vorherrscht. Und da Werkzeugbahn-Simulationssoftware den tatsächlichen G-Code liest, der von der CNC-Werkzeugmaschine verwendet wird, ist es auch möglich, zeitverschwendende Fehler im Postprozessor zu identifizieren, wieder in einer sicheren und virtuellen Umgebung.

Abgesehen von seinem Wunsch, den Schmerz und Stillstand von Maschinenabstürzen zu eliminieren, ist Granata an Bord mit dem, was Zimmermann früher über Maschinenoptimierung sagte. Dazu verweist er auf die Force-Software des Unternehmens, die, so sagt er, Werkzeugbahnen basierend darauf optimiert, was jedes Schneidwerkzeug und die Werkzeugmaschine leisten können, gegeben das Werkstückmaterial und die verwendeten Schneidwerkzeuge.

„Jeder Schneidzeughersteller da draußen wird Ihnen sagen, dass ihre Werkzeuge härter gefahren werden können, wenn die Bearbeitungsbedingungen für das Werkzeug korrekt sind, und Optimierung ist der beste Weg, das zu erreichen“, sagt er. „Force berechnet ideale Vorschübe für jedes Schneidwerkzeug, die echte konstante Spandicke für die Zerspanung fördern, während gleichzeitig übermäßige Zerspanungskräfte begrenzt und die Spindelleistung auf sicheren Niveaus gehalten werden. Dies resultiert in signifikant kürzeren Zykluszeiten, höherwertigen bearbeiteten Teilen, substanziell größerer Werkzeug- und CNC-Maschinenlebensdauer und weit weniger Überraschungen, die unerwartete Stillstandszeiten verursachen.“

Papier abschaffen

Am Ende des Tages geht es beim Lernen, wie man unerwarteten Stillstand reduziert, weitgehend darum, Fertigungsoperationen vorhersehbarer und effizienter zu machen. Ryan Zimmermann, Director of Business Development für Visual Knowledge Share (VKS) Ltd., schlägt vor, dass einer der besten Wege, dies zu erreichen, digitale Arbeitsanweisungen sind. Ursprünglich entwickelt von einem 50 Jahre alten Blechfertigungsbetrieb in Montreal, gibt VKS Herstellern die Fähigkeit, Text, Fotos, Videos, Audioaufnahmen und alle anderen Medien, die nötig sind, um sinnvolle Anweisungen an den Shopfloor zu übermitteln, einfach zu pushen.

Es geht aber einen Schritt weiter, indem es auch Bediereingaben und KPI-bezogene Daten in Echtzeit sammelt, die Sichtbarkeit von Verschwendung erhöht und Möglichkeiten für kontinuierliche Verbesserung bietet.

„Der alltägliche Hersteller steht vor einer Vielzahl von Herausforderungen, aber einige der konsistenteren drehen sich um den Mangel an qualifizierten Arbeitskräften, den Verlust von Stammwissen (tribal knowledge) und einen wettbewerbsintensiven Markt“, sagt Zimmermann. „Wenn ein Unternehmen zu stark auf seine erfahrenen Bediener vertraut, öffnet es sich unweigerlich einem hohen Risiko von Produktivitätsverlust und Prozessversagen. Durch die Standardisierung von Best Practices in einem digitalen, papierfreien Format können Unternehmen sicherstellen, dass ihr ‚Wissenskapital‘ erfolgreich erhalten bleibt, was das Onboarding und die Integration neuer Mitarbeiter in ihren Betrieb erleichtert. Wie bei den anderen hier diskutierten Lösungen können klare Standards und Richtlinien helfen, Einrichtungsprozesse und Wartungsaktivitäten zu optimieren, was hilft, die Werkzeugmaschinenverfügbarkeit zu erhöhen und Stillstandszeiten zu verringern.“

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