Digitale Lösungen und ganzheitlicher Ansatz steigern Produktivität markant

Die Digitale Zelle von Bühler ist der neue Durchbruch für die Druckgussindustrie.

Heute stellt Bühler Die Casting die Vision der Digitalen Zelle vor. Sie zielt darauf ab, mit 0% Ausschuss, einer 40% kürzeren Zykluszeit und einer 24/7-Verfügbarkeit zu produzieren. Das macht die Druckgussindustrie profitabler und effizienter. Drei Technologien der Digitalen Zelle werden heute vorgestellt.

Die erste ist SmartCMS (Smart Cell Management System), das intelligente digitale Gehirn, das in jede künftige Druckgiesszelle von Bühler eingepflanzt wird. Es kann Informationen von jedem Maschinenteil sowie jedem Peripheriegerät sammeln und verarbeiten.

Damit verbessert es die Prozessleistung und die Gesamtanlageneffizienz (Overall Equipment Effectiveness, OEE) signifikant. Die zweite Technologie ist eine Reihe digitaler Serviceleistungen, darunter Predictive Analytics, also prognostische Analysen. Sie können etwa dank vorausschauender Wartung Stillstandszeiten um das Zehnfache verringern.

Die dritte Neuentwicklung ist Fusion: die neue Druckgiessmaschine von Bühler.

Die Digitale Zelle hat das Potenzial, den Druckguss neu zu definieren. Sie ist die Vision, die Zelle als Ganzes zu überwachen, zu kontrollieren und zu betreiben. „Will man im Druckguss einen Quantensprung schaffen, darf man sich nicht nur auf einzelne Komponenten konzentrieren.

Wenn wir die Produktivität massgeblich steigern wollen, müssen wir das System als Ganzes betrachten“, sagt Jonathan Abbis, Managing Director von Bühler Die Casting. Giessereien wird dieser Ansatz wegweisende Vorteile verschaffen.

Die höhere Produktivität und die 24/7-Verfügbarkeit der Digitalen Zelle werden es Automobilherstellern und -zulieferern ermöglichen, Aluminium- und Magnesiumteile wirtschaftlich zu nutzen, und zwar für den gesamten Automobilbereich.

0% Ausschuss

Durch Echtzeitanalyse der Datenpunkte aller Hauptprozesse wird die Digitale Zelle künftig in der Lage sein, Qualitätsprobleme zu erkennen und sich umgehend selbst zu optimieren, um das Problem zu lösen. Eine ausschussfreie Produktion wäre bahnbrechend für Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit in der Druckgussindustrie.

40% kürzere Zykluszeit

Gegenwärtig beansprucht das Temperaturmanagement etwa einen Drittel der durchschnittlichen Zykluszeit. Durch die geplante Implementierung von Infrarotkameras, Mikrosprüh-Technologie und einer konturnahen Kühlung in die Digitale Zelle wird die Zykluszeit wesentlich verkürzt – um bis zu 40%.

24/7-Verfügbarkeit

Heute kann die Zelle ein Problem im Druckgiessprozess zwar erkennen, sie ist aber nicht fähig, es zu lösen. Sie kann nur den Prozess unterbrechen, bis die Störung behoben wurde. Künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen und andere Technologien werden die Digitale Zelle in die Lage versetzen, selbständig Entscheidungen zu treffen. Eine störungsfreie Produktion rund um die Uhr würde starke Kosteneinsparungen und eine markant höhere Produktivität bedeuten.

SmartCMS ist das Gehirn der Digitalen Zelle

Die Digitale Zelle vereint alle individuellen Druckgiesskomponenten in einem intelligenten digitalen Gehirn, dem Smart CMS (Smart Cell Management System). „Stellen wir uns die Druckgiesszelle als menschlichen Körper vor, in dem viele unterschiedliche Aufgaben von unterschiedlichen Organen übernommen werden. SmartCMS ist dessen Gehirn, das alle Aktivitäten höchst effizient koordiniert“, sagt Jonathan Abbis.

Das ist die Grundlage für das intelligente Management der kompletten Druckgiesszelle. Es hat die Fähigkeit, von jeder Komponente und jedem Peripheriegerät in einem einzigen Kontrollsystem Informationen zu sammeln. Weiter verbessert es die Automatisierung und Bedienung von Zellen, die zentrale Alarmüberwachung, die Datenerfassung sowie die Flexibilität für den Teilefluss und die Verwaltung der Formprogramme. SmartCMS wird derzeit für einzelne Zellen angeboten.

Es verbessert die Prozessleistung und die Gesamtanlageneffizienz signifikant.

Digitale Serviceleistungen für minime Stillstandszeiten

Die Digitale Zelle mit ihrer Industrie-4.0- und IoT-Techologie bietet zahlreiche digitale Serviceleistungen, die auf die Verbesserung der Druckgiessleistung abzielen. Das Die Casting Dashboard ist die visuelle Plattform für Maschinenüberwachung, Alarme, Fernunterstützung und Betriebshistorie. Das Die Casting Dashboard bietet Führungskräften und Eigentümern von Giessereien Echtzeitinformationen und strategische Einblicke.

Predictive Analytics bzw. prognostische Vorhersagen nutzen maschinelles Lernen und greifen auf Sensordaten in der Zelle zu. An Stelle eines unerwarteten Ausfalls, der eine Giesserei für rund 30 Stunden stilllegen kann, reduziert Predictive Analytics diese 30 Stunden auf 3.

Das System berechnet die technischen Parameter von Schlüsselteilen und schlägt Zeitpunkte für Reparaturen und Services vor. Teure und zeitraubende Stillstandszeiten werden bis zu zehnmal kürzer. Die validierte Prognosegenauigkeit beträgt 95%. Predictive Analytics soll bald erweitert werden, um jene Komponenten zu erfassen, die bei einer Druckgiessmaschine typischerweise rund 80% der unerwarteten Stillstandszeiten ausmachen.

Jede Stunde Betriebsunterbruch bei einer einzigen Zelle kostet einen Kunden rasch einige tausend Euro und setzt Liefertermine unter Druck. Ein fundiertes Verständnis für die Gründe von Stillstandszeiten und deren proaktive Verhinderung führt zu beträchtlichen Kosteneinsparungen.

Downtime Analysis ist ein umfassendes, cloud-basiertes Fehleranalysewerkzeug, das Berichte zu Fehlergründen bei Druckgiessmaschinen liefert. Eine solche Analyse kann auf einer Einzelmaschine dazu beitragen, Betriebsunterbrüche zu reduzieren. Sie kann dann auch Informationen für nötige Anpassungen an anderen Maschinen in der Giesserei übermitteln.

Derzeit werden Daten zu mehreren Druckgiessmaschinenparametern geliefert. Die Erweiterung auf die gesamte Zelle ist bereits geplant. Alle Daten werden in der auf Microsoft Azure basierten IoT-Plattform Bühler Insights sicher gespeichert.

Fusion: bessere Kontrolle, höhere Geschwindigkeit und mehr Effizienz dank flexibler, modularer Lösung

Fusion ist die neue Druckgiessmaschine von Bühler mit einer Dreiplatten-Druckgiessplattform. Sie liefert eine aussergewöhnlich hohe Gesamtanlageneffektivität. Sie kann die künftigen Fähigkeiten von Smart CMS, also maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz, voll nutzen.

Mit geschlossenem Regelkreis, dem modularen Energierahmen und neuen Möglichkeiten im Bereich Industrie 4.0, ist Fusion die flexible Lösung für hochwertige Aluminium- und Magnesiumdruckgussteile. Eine präzisere servogesteuerte Hydraulik verkürzt die Zykluszeit und senkt den Energieverbrauch um bis zu 40%.

Mit dem Einsatz digitaler Technologien und dem Prozesswissen von Experten ist der Zeitpunkt für die Druckgiessbranche gekommen, die volle Leistungsfähigkeit der digitalen Möglichkeiten auszuschöpfen. Die Vision der Digitalen Zelle beinhaltet auch kommende wegweisende Entwicklungen. Die ersten Schritte bei diesem Durchbruch sind jetzt gemacht.

www.buhlergroup.com

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