SMART FOUNDRY - Kunde in der Fertigung
Die Integration des Kunden in die Fertigung
Die SMART FOUNDRY ist die erste Industrie 4.0-Gießerei der Welt. Seit ihrer offiziellen Eröffnung im März 2015 wird sie als automatisierte Handformeisengießerei betrieben. Automation einerseits, manuelles Formen und Gießen andererseits – wie bringt man bei maximal acht Tonnen Stückgewicht einen „Takt“ in den Fertigungsablauf? Und was bringt das dem Kunden? Antworten am Beispiel …
Ein Kunde bestellt ein Gussteil bei der SMART FOUNDRY, Werkstoff EN-GJS-400-15, Gusseisen mit Kugelgraphit. Der Auftrag wird direkt an die Fertigungssteuerung weitergeleitet, die den Vorgang mit SAP plant und ins CRM-System einpflegt. Dabei sind folgende „Stationen“ zu berücksichtigen: Modellbau, Kernmacherei, Formerei, Zurichterei, Schmelzbetrieb, Abkühlhalle, Auspackhalle, Putzerei/Lackiererei, Qualitätssicherung und Versand. Verbunden werden die Stationen via SAP und über ein spezielles Logistiksystem – das Herzstück der Industrie 4.0-Gießerei.
SAP-System gibt Takt vor
Die Fertigungssteuerung beginnt mit der Planung des Fertigungsablaufs: mit dem zu erstellenden Werkstoff und Gussstückgewicht. Sie weiß, welche Formkästen einplanbar sind und wie viel Formsand benötigt wird. Nachdem alle Daten im System sind, gibt dieses wiederum den „Takt“ an die Stationen in der Fertigung und das Logistiksystem weiter. So weiß jede Station, was wann zu tun ist. Zum festgelegten Zeitpunkt beginnt die Formerei etwa mit der Herstellung der Form für das spätere Gussteil. Dort stehen das Modell und die Formkästen bereits zur Verfügung – ebenso die Info, wie viel Formsand zur Herstellung benötigt wird. Hier tritt das Logistiksystem, vier mannlose Flurförderfahrzeuge mit den Abmaßen 3 x 6 m bei 80 t Nutzlast, erstmals in Erscheinung. Die Fahrzeuge werden durch einen Systemverbund aus SAP und einer weiteren Software gesteuert, die den Fertigungsablauf koordinieren. Mannlos bedeutet: keine Fernsteuerung durch Menschenhand, kein manueller Eingriff. Die Navigation erfolgt über im Hallenboden eingelassene Magneten, der Antrieb der Fahrzeuge ist rein elektrisch.
Nachdem die Herstellung der Form quittiert ist, fährt eines der Fahrzeuge zum vordefinierten Abholplatz. Dort ist die fertige Form auf einem Gießtisch bereitgestellt. Tisch und Form werden vom Fahrzeug aufgenommen und in die Zurichterei gebracht – dort ist man schon unterrichtet, dass „zugestellt“ wird. Auch Informationen über die zu verwendende Gießtechnik liegen der Station bereits vor.
SMART FOUNDRY: Kern der Industrie 4.0 Gießerei
SAP weiß nun, dass die Form in der Zurichterei fertiggestellt wird, informiert den Schmelzbetrieb darüber, dass diese zum Zeitpunkt X durch ein Fahrzeug in die Gießerei gebracht wird, und nennt die benötigte Legierung. Im Beispiel beginnt der Schmelzbetrieb mit der Herstellung eines EN-GJS-400-15 und stellt Schmelze in ausreichender Menge zur Verfügung. Kommt die fertige Form in die Gießerei, steht die Schmelze bereit, der Abguss kann erfolgen. Nachdem auch dieser quittiert wurde, weiß das System, dass die Form mit dem noch schmelzflüssigen Metall im Innern eine gewisse Zeit an Ort und Stelle verweilen muss, bevor es wiederum abgeholt werden kann.
Wenn es so weit ist, werden Gießtisch und Form in die Abkühlhalle gebracht – im Prinzip ein großes Parkhaus mit chaotischer Lagerung. Das Transportfahrzeug stellt den Gießtisch auf einem freien „Parkplatz“ ab, nächste Aufgabe. Das System weiß, dass das Gussteil eine bestimmte Zeit zum Abkühlen bzw. Erstarren benötigt. Ist dies erledigt, schickt das System erneut ein Fahrzeug, um das Gussteil in die Auspackhalle zu bringen. Mit Hilfe von Kränen und einer großen „Rüttelplatte“ wird es aus seiner Form befreit. Nun muss es von der überschüssigen Gießtechnik befreit, geprüft und oberflächenbehandelt werden, bevor es in den Versand und schließlich zum Kunden geschickt wird.
Auch bei diesen letzten Abläufen in der SMART FOUNDRY weiß das System immer genau, wo sich das Bauteil befindet. Die Koordination der einzelnen Fertigungsschritte mit Hilfe des Systems, die Rückmeldung ans System und die praktische Steuerung der Abläufe über ein mannloses Transportsystem bilden den Kern bei der Herstellung von Gussteilen. Der Kunde ist gänzlich in den Vorgang integriert und kann jederzeit Informationen über den Fertigungsstand seines Bauteils erhalten.
Kennzahlen SMART FOUNDRY
| 3.000 x 5.000 mm | ||
| 150 kg bis 8.000 kg | ||
| EN-GJL-150 bis -300 | ||
| EN-GJS-400 bis -800 | |||
| Mischkristallverfestigtes GJS (hoch Si-legiert) | |||
| ADI-Werkstoffe nach DIN EN 1564 | |||
| 20.000 Tonnen pro Jahr |