Stark forschungsgetrieben, entwickeln und produzieren die über 300 Mitarbeitenden von Hofmann neben ausgeklügelten Werkzeugen für alle Spritzgießverfahren auch innovative Technologien für den Maschinenbau. Ein Beispiel dafür ist die ressourcensparende Partikelschaumverarbeitung mit Bead.Machine, dank neuartiger Lösungen im 3D-Metalldruck. Nicht zuletzt entstehen in der Lohnfertigung Einzelbauteile, Baugruppen und Maschinen in Serie.
Dieses außergewöhnliche Portfolio bedient nicht nur vielfältige Branchen wie etwa Automotive oder Medizin und Verpackung. Es fordert auch eine hocheffiziente sowie intelligente Planung und Steuerung der Produktion. Schon früh wandte sich Hofmann deshalb der umfassenden Digitalisierung zu, anfangs mit einer Datenverarbeitungssoftware zum Betrieb der unterschiedlichen Automationsanlagen. Diese monolithische Lösung ermöglichte eine durchgängige Datenkommunikation, schränkte aber durch ihr einheitliches Zellenmanagementsystem die Anlagennutzung ein. Sie half zudem weder bei der Fertigungsplanung noch -steuerung: Und auch dafür wurde eine Lösung gesucht, denn bisher befand sich das kostbare Know-how dazu einzig in den Köpfen der Fertigungsleitung.
Antworten auf solche Fragen, die viele Betriebe im Werkzeug- und Maschinenbau sowie in der Einzelteil- und Kleinserienfertigung stellen, sollte das Hummingbird MES liefern. Eine erste Version wurde bei Hofmann 2017 im Zuge der Anschaffung einer neuen Fräslinie aus vier Hermle C42 Bearbeitungszentren implementiert.
Mit MES auf hohem Niveau planen und steuern
Sogleich zeigten sich überzeugende Vorteile: „Hummingbird visualisierte erstmals unser gesamtes Fertigungsgeschehen und schuf sofort Transparenz. Wir konnten darüber Termine getaktet planen, Zuständigkeiten und Aufgaben an Mitarbeiter und Gewerke zuweisen. Die komplette Feinplanung war nun papierlos und digital abgebildet. Prozesse ließen sich ressourcenbezogen planen und in Echtzeit steuern. Die richtigen Informationen standen zur richtigen Zeit zur Verfügung. Dies senkte das Fehlerrisiko deutlich und optimierte Produktivität und Liefertreue“, fasst Markus Striegel, Prozessingenieur bei Hofmann, zuständig für die Prozessoptimierung bei der MES-Einführung, die ersten Erfolge zusammen. Bald bündelte das Unternehmen mit Hilfe von Hummingbird die zuvor getrennten Kapazitäten von Werkzeug- und Maschinenbau samt Ressourcen im MES. Seither können beide Bereiche Personal und Material übergreifend und damit effizienter nutzen. Warum Unternehmen mit Connected Engineering schneller, sicherer und wettbewerbsfähiger werden ‣ weiterlesen
Von Insellösungen zum vernetzten Engineering-Ökosystem
Auch das Problem der Systemintegration hat sich erledigt. Hummingbird bietet nicht wie ein monolithisches System eigene Anwendungssoftware für viele Systeme. Stattdessen integriert das MES beliebige Maschinen- und Automationssysteme sowie alle gängigen Betriebssysteme bis hin zu Lösungen wie ERP, PPS, CAD/CAM oder PDM/PLM. Bei Hofmann ist Hummingbird heute mit dem übergreifenden ERP-System verbunden und steuert über 60 Maschinen, darunter Fertigungszentren zum Fräsen, Drehen, Erodieren, Drahtschneiden, Schleifen, Bohren sowie Messmaschinen. Über eine offene API-Schnittstelle lassen sich selbst Eigenentwicklungen von Firmen anbinden – eine Philosophie ganz im Sinne der Vernetzungsidee von Industrie 4.0.
Striegel nennt weitere Vorzüge in der Prozessabwicklung: „Die Digitalisierung ermöglicht exakt wiederholbare Prozesse, sodass ein Teil beim zweiten Mal auf genau dieselbe Weise gefertigt wird wie beim ersten Mal. Das sorgt für Nachverfolgbarkeit und sichert die Qualität ebenso wie die Ablaufreihenfolge. Bevor ein Arbeitsgang nicht korrekt abgeschlossen ist, lässt sich der nächste nicht beginnen. Zum Beispiel lassen sich Maschinen erst nach vollendeter CAM-Simulation starten. Kommt es trotz Simulation zu prozessbezogenen Problemen, ist es jederzeit möglich, Rückmeldungen an den CAM-Programmierer zu geben.“
Feine Sache für die Metallbearbeitung
Die CAM-Integration erfolgte 2022 bei Hofmann mit dem Einsatz der CAD/CAM-Software Hypermill von Open Mind für Schrupp- und Bohranwendungen. Das Hummingbird MES übernimmt dabei als Schnittstelle zwischen CAM-Programmierung und Werkstatt die NC-Daten und Zeichnungen, visualisiert diese und stellt sie im geplanten Ablauf an den Maschinen bereit. Die Bediener müssen in der Regel nur noch nachprüfen und per Knopfdruck starten.
Hypermill bedient eine komplette, neu angeschaffte Fertigungslinie mit sechs Fräsbearbeitungszentren von Grob. „Diese Maschinen haben eine ganz andere Kinematik als die anderen Bearbeitungszentren, die wir sonst einsetzen. Mit unserem vorhandenen Postprozessor zur Übersetzung der CAM-Daten in CNC-Code hatten wir da keinen Erfolg, etwa wenn wir auf der Maschine messen bzw. Teile antasten wollten. Auch beim Einsatz neuer Technologien wie für den Einsatz von Tonnenfräsern gab es Probleme. Die Flexibilität, die leistungsstarken Strategien und innovativen Technologien von Hypermill haben uns schnell überzeugt. Damit wollten wir neue Wege gehen und die Vorzüge des kompletten CAD/CAM-Pakets nutzen“, beschreibt der Fertigungsleiter von Hofmann, Martin Wegner, die Ausgangslage.
Dabei war schon die Generalprobe von Hypermill im Hause Hofmann eine Erfolgsstory. „Schon beim ersten Mal haben wir relativ schnell ein laufendes Programm auf die Maschine gebracht. Ohne Schnittstelle, das konnten wir kaum glauben“, so Wegner. Mit Hypermill hielt eine eigene Postprozessor-Technologie bei Hofmann Einzug, die sich auf Maschinen und Steuerungen unterschiedlichster Hersteller auslegen lässt. Dadurch erübrigen sich Einzellösungen von Drittanbietern, die zu Informationsverlusten führen können. Im Falle Grob konnte die CAD/CAM-Software den Original-Maschinencode posten.
Außerdem können die Maschinenbediener von Hofmann mit dem Hypermill Shop Viewer nun die fertigen CAM-Daten direkt neben der Maschine sichten und simulieren. Begeistert ist der CAM-Programmierer Carsten Walther von dem Hypermill Virtual Machining Optimizer: „Dieser findet automatisch die technisch beste kollisionsfreie Anstellung sowie optimale Verfahrbewegungen. Bereits während der NC-Code-Generierung analysiert er das NC-Programm und passt dieses an die Kinematik der Maschine an. Dadurch habe ich weniger Programmieraufwand und durch die optimierten Verbindungsbewegungen werden die Nebenzeiten deutlich reduziert.“ Wegner hebt besonders das Modul Hypermill Probing für das prozessinterne Messen und Prüfen an der Maschine hervor: „Hypermill gibt direkt sichere Messprogramme aus, die dann durch Hummingbird MES verteilt werden. All diese nützlichen Tools sorgen für höhere Sicherheit und Qualität sowie kürzere Durchlaufzeiten.“
Tempomacher
Beim 5-Achs-Simultanfräsen, eingesetzt zum Beispiel bei der Restmaterialbearbeitung, profitiert Hofmann von der langjährigen Kompetenz von Open Mind auf diesem Sektor. „Alle Anstellungen berechnet die CAM-Software automatisch. Damit kann man flexibel mit einer begrenzten Auswahl an Standardwerkzeugen arbeiten. Unterm Strich bringt das mehr Genauigkeit, weniger Fehlerrisiko und spart viel Zeit“, äußert sich dazu CAM-Programmierer Walther.
