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Der komplette Guide zum Fertigungsleitsystem - Teil I


Immer kürzere Innovationszyklen und die Individualisierung der Produkte führen zu kleineren Losgrößen und somit zu einer hohen Teilevarianz in der Fertigung. Die hierzu notwendigen Maschinenkapazitäten müssen kurzfristig und flexibel zur Verfügung stehen und die zur Fertigung notwendigen Fachkräfte effizient einge-setzt werden. Dies erfordert erhöhte organisatorische Aufwendungen und eine zunehmende Automatisierung um weiterhin wirtschaftlich und wettbewerbsfähig zu bleiben.

Die Lösung für diese Herausforderungen liegt im Einsatz von Fertigungsleitsystemen.

Was ist ein Fertigungsleitsystem ?

Ein Leitsystem für Flexible Fertigungsanlagen ist eine eigenständige Softwareeinheit, die den Werkstückdurchlauf sowie den Betriebsmittelfluss der Fertigungsanlage steuert und organisiert. Die Steuerungen von Bearbeitungsmaschinen, Transportgeräten und Sondermaschinen oder anderen Einrichtungen der Fertigungsanlage werden mit dem Leitsystem verbunden. Es aktiviert die Einzelprozesse der Anlagenkomponenten (NC-Bearbeitung, Transportvorgänge, etc…) und versorgt deren Steuerungen mit den notwendigen Informationen. Neben den steuernden Aufgaben gehören Planungsfunktionen und die Erfassung von Produktions- und Maschinendaten zum Aufgabenumfang eines Leitsystems.

Um es zusammenzufassen: ein Fertigungsleitsystem verwaltet und plant die Fertigungsaufträge, steuert den Auftragsdurchlauf und organisiert die Betriebsmittelbereitstellung. Als Analogie könnten wir behaupten, dass ein Leitsystem das Hirn einer flexiblen Fertigungsanlage ist.

Die Zielvorgaben Flexibler Fertigungssysteme (laut CNC Handbuch 31 Auflage) sind:
  • unterschiedliche Werkstücke
  • mit unterschiedlichen Bearbeitungen
  • in beliebiger Reihenfolge
  • in wechselnden Losgrößen
  • vollautomatisch, ohne manuelle Eingriffe
  • wirtschaftlich fertigen.

In der Praxis hat ein Leitsystem auch eine „Human-Machine-Interface“ (HMI) Komponente. Diese läuft in der Regel auf einem Industrie-PC mit Standard-Betriebssystem (z.B. Windows), bekannt auch unter den Begriff „Zellenrechner“, wobei dieser Begriff in der Fachliteratur umstritten ist.
Themen wie IT-Architektur und IT-Sicherheit sind heutzutage sehr wichtig. Die Leitsysteme müssen dementsprechend auf hoch performanter Hardware betrieben werden, um die beste Verfügbarkeit für eine 24/7-Produktion gewährleisten zu können. Virtuelle Server oder Cloud basierte Lösungen in den Produktionsanlagen sind mehr und mehr verbreitet.
SOFLEX hat hier den Trend vom Konsumerbereich verfolgt und somit eine touch-basierte Bedienoberfläche entwickelt, die dank der intuitiven Anwendung in der Fertigung große Akzeptanz genießt.

Wann wird ein Fertigungsleitsystem eingesetzt? (Einsatzkriterien)

Bei herkömmlichen Anlagen sind die zu produzierenden Teile oder Teilevarianten in der Regel bereits zum Planungszeitpunkt bekannt. Die Steuerung wird exakt auf die zur Fertigung notwendigen Arbeitsschritte innerhalb der Anlage eingestellt. Die Anlagen- / Zellensteuerung konzentriert sich auf die automatisierte Fertigung des vorab geplanten Produktspektrums bei zyklisch wiederkehrenden Abläufen.

Flexible Fertigungsanlagen erfordern mehr. Das zu fertigende Teilespektrum ist nur vage bekannt und aufgrund der mechanischen Rahmenbedingungen (Bearbeitungsraum, Gewichte, …) beschränkt. Die Varianz der Teile, die Losgrößen sowie die auszuführenden Arbeitsschritte haben keinerlei Einschränkungen. Der Anwender hat die Anforderung den Arbeitsablauf eigenständig an die wechselnden Teilevarianten anpassen zu können und bei der Organisation der Betriebsmittel zur Vermeidung unnötiger Stillstände unterstützt zu werden.

Fertigungsmerkmale für den Einsatz eines Fertigungsleitsystems:
  • ungetaktete Fertigung
  • kleine bis mittlere Losgrößen (ab 1 bis maximal 1000)
  • großes und häufig wechselndes Teilespektrum
  • keine oder mehrmalige Wiederholungen / Jahr
  • komplexe Fertigungsprozesse (mehrstufige Bearbeitung, unterschiedliche zahlreiche Arbeitsvorgänge)

In diesen Einsatzfällen kommen die wesentlichen Vorteile eines Leitsystems zum Tragen. SOFLEX Leitsysteme bieten mit ihren flexiblen Arbeitsplanstrukturen und der dynamischen Betriebsmittelbedarfsermittlung die besten Voraussetzungen für ein Maximum an Flexibilität.

Der komplette Guide zum Fertigungsleitsystem - Teil I - Immer kürzere Innovationszyklen und die Individualisierung der Produkte führen zu kleineren Losgrößen und somit zu einer hohen Teilevarianz in der Fertigung. Die hierzu notwendigen Maschinenkapazitäten müssen kurzfristig und flexibel zur Verfügung stehen und die zur Fertigung notwendigen Fachkräfte effizient einge-setzt werden. Dies erfordert erhöhte organisatorische Aufwendungen und eine zunehmende Automatisierung um weiterhin wirtschaftlich und wettbewerbsfähig zu bleiben.

Der komplette Guide zum Fertigungsleitsystem - Teil I

Der komplette Guide zum Fertigungsleitsystem - Teil II - Flexible Fertigungsanlagen bestehen in der Regel aus konventionellen Bearbeitungs- / Sondermaschinen und Ein-/Auslagerstationen sowie Lagerbereichen, die zur Zwischenspeicherung und Überbrückung von unbemannten Schichten dienen. Die automatisierte Bereitstellung der Werkstücke übernehmen Roboter oder Palettentransportgeräte. Die Fertigungsabläufe werden durch ein Leitsystem gesteuert, das eine eigenständige Komponente der Anlage ist.

Der komplette Guide zum Fertigungsleitsystem - Teil II

Digitalisierung der Fertigung – Herausforderungen und Lösungen - Im Zuge der 4. industriellen Revolution gewinnt die Digitalisierung zunehmend an Bedeutung. Die steigende Volatilität am Markt, der Fachkräftemangel, der Wettbewerb um die kostengünstigste Fertigung, die Fülle anfallender Daten sowie deren Schutz und Sicherheit sind nur ein paar der Herausforderungen, denen die Digitalisierung der Fertigung gegenübersteht. In diesem Umfeld sind flexible Fertigungsanlagen und die dazu gehörenden Leitsysteme aktueller denn je.

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