_ Kurz und knapp gesagt: Industrie 4.0, die sogenannte vierte industrielle Revolution, ist schon längst bei den Glasverarbeitern angekommen. Dabei geht es letztlich um die Digitalisierung der wertschöpfenden Prozesse in der Glasindustrie. Das bedeutet, Daten und Prozesse werden so miteinander verknüpft, dass selbst die „Losgröße 1“ wirtschaftlich gefertigt werden kann. Bei dieser Digitalisierung der Prozesse erfolgt die Kommunikation von der Bestellannahme bis hin zur Auslieferung ausschließlich digital und kommt damit ohne Redundanzen aus.
Interessanterweise ist die digitale Produktion schon seit vielen Jahren in der Glasverarbeitung möglich, bereits Ende der 1990er Jahre gab es das „CIP Verbund-Produktionskonzept“, um durchgängig datengesteuert Isolierglas zu fertigen:
Kann die Glasindustrie sich also zurücklehnen und riskieren, die vierte industrielle Revolution als „Randerscheinung“ abzutun?
Mitnichten, denn der Grad der Vernetzung und die Fähigkeit aus den Daten nützliche Informationen zu generieren sind noch lange nicht ausgeschöpft. Neben dem Optimieren der eigenen Wertschöpfung nimmt die Vernetzung der Logistik mit Lieferanten und Kunden eine immer bedeutendere Stellung ein.
Bystronic glass bietet hier konkrete Unterstützung an und hat mit dem Programm „Bystronic glass 4.0“ die passenden Antworten für den Glasverabeiter auf der glasstec in Düsseldorf vorgestellt.
Die vier Elemente der Fertigung
Bystronic glass 4.0 beinhaltet vier Elemente, die unabhängig voneinander einen Einstieg in die vierte industrielle Revolution bedeuten:
1. Vorausschauende Wartung: Die Maschine meldet die Instandhaltung selbsttätig, bevor ein Stillstand droht.
Wäre es nicht sinnvoll, die Fertigungslinie teilt dem Produktionsverantwortlichen selbsttätig mit, ob eine Wartung oder gar ein Werkzeugwechsel erforderlich ist?
Wir kennen das vom Auto, wo das Serviceintervall sich nach der Beanspruchung des Fahrzeugs richtet. Das ist auch in der Glasverarbeitung möglich: Durch das Aufzeichnen und Auswerten von Maschinenparametern, beispielsweise der Temperatur einer Schleifspindel, kann ein erhöhter Verschleiß sichtbar gemacht werden. Durch das Erreichen des voreingestellten Schwellenwertes wird ein „Alarm“ ausgelöst, der signalisiert, dass ein umgehendes Eingreifen des Instandhaltungspersonals erforderlich wird:
Im vorliegenden Fall wird bereits zwei Tage vor dem Eintreten einer Störung eine Anomalie bei der Temperatur der Schleifspindel festgestellt. Reagiert der Verarbeiter jetzt zeitnahe, kann die Instandhaltung so gesteuert werden, dass in einer Produktionspause der Ersatzteilwechsel vollzogen wird und damit die Stillstandszeit minimiert ist. Auf diese Art und Weise können Maschinenparameter ausgewertet und die Wartungseinsätze koordiniert und Produktionszeiten optimiert werden.
2. Prozessoptimierung: Der Fertigungsprozess überwacht sich selbst und erkennt Schlechtteile. Auch hier werden Maschinenparameter ausgelesen und ausgewertet. So ergibt beim Schleifprozess die Messung der Stromaufnahme ein gleichmäßiges Muster, wenn keine Anomalien im Prozessverlauf vorliegen.
Erkennt die Maschinensteuerung, dass bestimmte Schwellenwerte unter- oder überschritten werden, deutet das auf eine Anomalie des gerade verarbeiteten Glases hin: Ist der Stromverlauf unterbrochen, deutet das auf einen Lunker in der verarbeiteten Glasscheibe hin. Der Bediener bekommt ein Signal und kann auf dem Monitor die Position der Anomalie erkennen. Damit ist eine weitere Qualitätssicherung möglich, Reklamationen werden minimiert.
3. Kapazitätserhöhung: Die Verfügbarkeit der Anlage durch systematische Erfassung von Produktionsdaten erhöhen.
Wie eingangs erwähnt, ist die datengesteuerte Produktion von Isolierglas kein Neuland, sondern erfolgt seit vielen Jahren mit dafür vorbereiteten Fertigungslinien. Dabei werden sehr viele Daten erzeugt, die oft jedoch ungenutzt bleiben.
Solche Daten lassen sich jedoch wiederum nutzen, um eine höhere Anlagenverfügbarkeit und damit auch eine Minimierung von Stillstandszeiten zu erzielen. Zu diesem Zweck werden Produktionsdaten auf einem Datenserver systematisch erfasst und dokumentiert:
Wenn die Anlage den Maschinenstatus protokolliert, wird durch eine Auswertung ausgewiesen, wie lange die Maschine produziert hat und wie lange die Stillstandszeiten waren.
Somit hat der Produktionsleiter eine Information über die Verfügbarkeit seiner Anlage, jedoch nicht über die Gründe der Stillstände:
Dies erfolgt in einem zweiten Schritt. Überschreitet eine Produktionsunterbechung einen voreingestellten Schwellenwert, muss der Bediener den Grund der Unterbrechung protokollieren, indem er diesen im Bedienpult erfasst. Dabei kann er auf voreingestellte Werte zurückgreifen, um die anschließende Auswertung zu erleichtern.
Das Ziel ist es, anhand dieser Auswertungen bestimmte Muster zu erkennen und durch geeignete Maßnahmen die erkannten Unterbrechungsgründe zu reduzieren oder sogar zu vermeiden:
4. Vernetzt fertigen: Die digitale Interaktion zwischen den Fertigungen des Isolierglasherstellers und des Fensterbauers birgt weitere Potenziale.
Wie man über die Optimierung der (Glas-)Fertigung hinaus noch weiter vernetzen kann, zeigt sich am Beispiel der Verknüpfung zweier Produktionsstandorte durch robotergesteuerte Fertigung und Datenkommunikation. Die Logistikprozesse bei der Isolierglasfertigung und der Fensterproduktion lassen sich dabei exakt aufeinander abstimmen, sodass in der Produktion des Fensterbauers das Isolierglas direkt vom Glasgestell in den vorbereiteten Flügel verglast werden kann, ohne Zwischenpuffer, Umsortieren und unnötige Zeitverluste:
Ausgehend von der konventionellen Isolierglasfertigung erfolgt im letzten Produktionsschritt ein robotergesteuerter Abstapelvorgang. Der Roboter kennt die exakten Parameter und setzt die ISO-Einheiten präzise nach der vom Fensterbauer vorgegebenen Position und Reihenfolge ab.
Dies kann nicht durch einen Bediener erfolgen, denn die Maßhaltigkeit der Position ist ausschlaggebend. Dieser Prozess erfolgt in maximal 25 Sekunden, der Linientakt wird nicht beeinträchtigt. Sobald das Glasgestell befüllt ist, wird dieses getauscht und für den Versand vorbereitet.
Nach Anlieferung beim Fensterhersteller erfolgt der robotergesteuerte Verglasungsprozess. Mit dem Glasgestell sind auch die Daten der Glaslieferung übermittelt worden, sodass der Roboter bei der Fensterverglasung auch hier über die vollständigen Parametersätze verfügt, um selbsttätig zu agieren. Aufwendiges Suchen, Glasbruch, Verletzungen und andere beim manuellen Glashandling vorkommenden Probleme lassen sich ausschließen.
Diese wenigen Beispiele sollen verdeutlichen, dass der Weg in die Vernetzung zu Industrie 4.0 bereits beschritten ist und der Glasverarbeiter die vielfältigen Möglichkeiten der Vernetzung und Optimierung bereits heute in seinem Betrieb nutzen kann.—
Visualisierung von Anomalien bei der Temperatur der Schleifspindel