Ein Leitfaden für den industriellen Werkzeugbau

Das Fraunhofer IPT untersuchte gemeinsam mit der Aachener Werkzeugbau Akademie in einer Studie den Automatisierungsgrad der Fertigung des deutschen Werkzeugbaus.

Anhand einer Auswahl von Werkzeugbaubetrieben bietet die Studie "Erfolgreich Automatisieren im Werkzeugbau" einen Einblick in ihre Fertigungsstrukturen und vermittelt eine unternehmensinterne Sicht auf den Einsatz von Automatisierungslösungen. In der Studie analysierten die Wissenschaftler die Potenziale, den Nutzen und die Hindernisse der Automatisierung für die Branche. Die Autoren zeigen, dass für die Automatisierung des Werkzeugbaus in vielen Fällen noch Handlungsbedarf besteht und geben auf der Grundlage ihrer Ergebnisse konkrete Handlungsempfehlungen für zukünftige Automatisierungsprojekte.

Der Trend zeigt, dass der deutsche Werkzeugbau die Automation seiner Prozesse bereits in Angriff genommen hat. Die Hälfte der befragten Unternehmen setzt seit mehr als fünf Jahren auf die Automatisierung in der Fertigung. Gleichzeitig verfolgen sieben von zehn befragten Unternehmen Automatisierungsprojekte. Allerdings macht die Studie deutlich, dass in vielen Bereichen noch Handlungsbedarf besteht: Um im internationalen Wettbewerb bestehen zu können, muss sich der Werkzeugbau aus seiner Tradition als meist handwerklich orientiertes Gewerbe hin zu einer industriellen Produktion weiterentwickeln.

Individuell angepasste Automatisierungskonzepte können dem Werkzeugbau hier sehr helfen. Darüber, welche Vorteile eine Automation mit sich bringt, sind sich die Betriebe einig: Sie erhöht die Produktivität und verkürzt die Durchlaufzeiten. Die erforderlichen hohen Investitionskosten offenbaren hingegen für alle Befragten den größten Nachteil.

Anhand eines Fragebogens befragte das Fraunhofer IPT zehn ausgewählte Betriebe sowohl des internen als auch externen Werkzeugbaus, die im Zulieferergeschäft wie der Automobil- oder Kunststoffindustrie tätig sind. Von den befragten Betrieben beschäftigen 80 % mehr als 100 Mitarbeiter. Eine weitere Datenquelle der Studie bildet die gemeinsame Werkzeugbaudatenbank des Fraunhofer IPT und des Werkzeugmaschinenlabors der RWTH Aachen mit mehr als 1.000 Benchmarking-Datensätzen, die nicht älter als fünf Jahre sind. Hierdurch konnte die Branche ganzheitlich abgebildet werden.

Um die Voraussetzungen für den erfolgreichen Einsatz von Automatisierungslösungen zu schaffen, benennt die Studie sechs aufeinander aufbauende Handlungsfelder:

• Die Befragten wissen, dass eine sichere Beherrschung der eigenen Fertigungsprozesse für jedes Automatisierungsvorhaben zwingend erforderlich ist, um die entstehenden Effizienzvorteile nutzen zu können.
• Der Werkzeugbau weist aufgrund der Vielzahl an Einzelteilen und des breiten Geometrie- und Größenspektrums der Werkstücke eine geringe Gleichteilquote auf. Die notwendige Bauteil- und Prozessstandardisierung für den Einsatz von Automatisierungslösungen fehlt teilweise noch in Werkzeugbaubetrieben.
• Um Prozesse zu automatisieren, sollten beispielsweise Werkstück, Werkzeug- und Fertigungsdaten entlang der Prozesskette durchgängig verfügbar sein. Die befragten Unternehmen haben in Teilen mit der Einführung von RFID-Tags zur automatischen Identifikation von Komponenten bereits erste Schritte in diese Richtung unternommen. Im nächsten Schritt muss die Datendurchgängigkeit konsequent umgesetzt werden, um eine weitergehende Automatisierung zu befähigen.
• Eine aktive Einbeziehung von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern bei Automatisierungsprojekten ist für den Erfolg zwingend erforderlich und kann für weitere Vorhaben motivierend wirken.
• Für einen automatisierten Prozess der Materialbereitstellung und -bearbeitung müssen Unternehmen unterschiedliche Maschinen durch Automatisierungshardware miteinander verbinden. Eine ganzheitliche Maschinenverkettung ist im deutschen Werkzeugbau bisher nur vereinzelt vorzufinden. Zwischen den Fertigungsverfahren herrschen aktuell noch große Unterschiede hinsichtlich des Automatisierungsgrads.
• Die Investitionskosten sind nach Auswertung das größte Implementierungshindernis. Der Anteil von Automatisierungsprojekten am Investitionsbudget variiert unter den Befragten sehr stark. Das Fraunhofer IPT hat deshalb eine Methodik zur Bewertung von Automatisierungsproblemen entwickelt, die Unternehmen geeignete Entscheidungsgrundlagen für Investitionsvorhaben bietet und qualitative wie monetäre Aspekte berücksichtigt.

Die Studie inklusive einer Executive Summary kann kostenlos hier heruntergeladen werden.

sl