Alexander Pongratz

Das Unternehmen Krones

Der Krones Konzern plant, entwickelt und fertigt Maschinen und komplette Anlagen für die Bereiche Prozess-, Abfüll- und Verpackungstechnik. Informationstechnologie, Fabrikplanung sowie zahlreiche Produkte und Services der Krones Tochtergesellschaften, wie beispielsweise Intralogistik und Ventilproduktion, ergänzen das Produktportfolio des Unternehmens. Der Erfolg des weltweit in seiner Branche führenden Unternehmens beruht insbesondere auf seinem Spezialwissen im Maschinenbau und in den Abnehmerbranchen, seinem technischen Vorsprung (mehr als 5.000 eingetragene Patente und Gebrauchsmuster) durch ständige Investitionen in Forschung und Entwicklung sowie seinem weltweiten Service rund um die Uhr.

Die Fertigung und Produktion der Maschinen erfolgt mit modernsten Anlagen und nach hohen Qualitätsnormen. Der Bereich Rohrproduktion - Pipe Production - spielt hierbei eine wesentliche Rolle. 

 

Abbildung 1: Krones Contipure AseptBloc DN - Fülltechnik
Abbildung 1: Krones Contipure AseptBloc DN - Fülltechnik

 

 

In seiner zentralen Funktion als Shared Service Centre beliefert die Pipe Production alle Business Units und Business Lines insbesondere die der Füll- und Prozesstechnik. Alle Rohrleitungen werden kundenspezifisch in Einzelteilfertigung hergestellt und als Komponenten in die für die Krones Kunden individuell gefertigten Produkte verbaut.

 

Abbildung 2: CIP-Anlage Vario Clean – Prozesstechnik
Abbildung 2: CIP-Anlage Vario Clean – Prozesstechnik

 

Das Ziel der Pipe Production ist, Einzelkomponenten, mit Methoden der Serienfertigung herzustellen und damit zugleich eine optimale Qualität sowie eine Reduzierung der Kosten zu erreichen. Dabei spielen die angewandten Technologien und Prozesse sowie die dazu gehörenden Datenflüsse eine wichtige Rolle. In der hochautomatisierten Pipe Production werden pro Woche mehrere hundert Meter Edelstahl-Rundrohre von den Durchmessern 5 - 400 mm zu Rohrschweiß-Komponenten verarbeitet. Die Mitarbeiter der Pipe Production, die im Dreischichtbetrieb arbeiten, sind hauptsächlich in den Bereichen/Haupttechnologien: Sägen, Biegen, Aushalsen, Schweißen sowie Galvanik, eingesetzt.

 

Abbildung 3: Beispiele an Einzelkomponenten
Abbildung 3: Beispiele an Einzelkomponenten

 

 

Abbildung 4: Rohrproduktion der Krones AG
Abbildung 4: Rohrproduktion der Krones AG

 

 

Systeme & Datenfluss:

Im Supply Chain Prozess werden Daten aus dem Engineering sowie der Produktion als elementare Bestandteile für die papierlose Fertigung generiert. Im Anlagenkonzept und Auslegung wird mit einer P&ID Erstellung die Basis für die zu fertigenden Rohrkomponenten sowie deren jeweilige Ausprägung erstellt. Im Anschluss wird die Anlage als 3D-Modell vollständig auskonstruiert. Fertigungsrichtlinien sowie fertigungsgerechte Konstruktionsleitfäden ermöglichen es dem Konstrukteur, optimierte Herstellungsprozesse einzuhalten. Über eine auf Rohr-Komponenten spezifizierte Softwarelösung werden aus den 3D-Datensätzen 2D- Isometrien erzeugt.

Im Zusammenwirken der CAD-, ERP/MRP-, PDM- und QS- Systeme werden alle für die Produktion und Kontrolle erforderlichen Daten und Isometrien generiert. Arbeitspakete werden automatisiert gebildet, Fertigungszeiten ermittelt und Arbeitspläne erstellt. Über das ERP System erfolgt die geplante Fertigungsauftragsbearbeitung. Somit schließt sich der Kreis der papierlosen Kopplung von PLM und SCM.

 

Abbildung 5: Rohrproduktion - Prozess und Systeme
Abbildung 5: Rohrproduktion - Prozess und Systeme

 

 

Warum braucht man ein intelligentes Produkt?

Die wesentlichen Herausforderungen eines kundenspezifischen Einzelteilproduzenten wie der Pipe Production ist es,

  • die Wirtschaftlichkeit,
  • die in Zusammenhang stehenden Fertigungsschritte,
  • die individuellen Qualitätsanforderungen
  • und Geometrien von 0,1m bis 6,0m

in Einklang zu bringen.

Nicht wertschöpfende Tätigkeiten, Umlaufbestände und Durchlaufzeiten stehen darüber hinaus im Focus. Wie wird das Produkt intelligent? Der Grundgedanke war, alle wesentlichen Faktoren der Einzelteilfertigung, wie Rüstoptimierung, sowie unterschiedliche Fertigungsschritte zu bündeln. Umgesetzt wurde dies über eine Fertigungslosbildung, d. h. eine Bündelung von n-Aufträgen über das Produktionssystem. Wir sprechen heute von einem Fertigungslos. Durch eine spezifizierte Datenbank unseres Pipe Production-Systems bündeln wir Auftragsdaten sowie Stammdaten, insbesondere aus den Isometrien. Nun können wir aus dem Fertigungslos (n-Fertigungsaufträgen) Sortierungen nach Arbeitsschritten, Arbeitsfolgen z.B. über unterschiedliche Rohrdurchmesser vornehmen. Wir betrachten nicht die komplette Komponente im Fertigungsauftrag, sondern alle Einzelteile der Komponenten in Summe. Hierzu aber ist es notwendig, diese Einzelteile zu kennzeichnen, um sie dem jeweiligen Fertigungsauftrag wieder zuordnen zu können.

 

Krones AG
Krones AG

 

  

Alle Rohreinzelteile werden mit einer Lasermarkierung, d.h. einem Data- Matrix Code, gekennzeichnet, um die eindeutige Zuordnung zu gewährleisten. Mit diesem Code kann wiederum auf die Basis-Datenbank zugegriffen werden, um alle notwendigen Informationen, welche für den Mitarbeiter respektive  Maschine/Anlage notwendig sind, zu erhalten. Dieser Data-Matrix Code als Informationsträger bildet die Basis der papierlosen Fertigung und lässt das Produkt intelligent werden.

 

Abbildung 7: Data-Matrix Code am Rohreinzelteil
Abbildung 7: Data-Matrix Code am Rohreinzelteil

 

Alle Fertigungsaufträge aus dem Fertigungslos werden systemtechnisch und automatisch in ihre Einzelteile zerlegt und einem automatisierten Optimierungsprozess und nach Durchmesser und Fertigungstechnologie (eindimensional und zweidimensional) auf 6m Halbzeugrohre verschachtelt. Eine optimale Materialausnutzung sowie Rüstaufwandsreduzierung sind die Folge.

 

Abbildung 8: Papierlose Fertigung
Abbildung 8: Papierlose Fertigung

Die Arbeitsfolgen der Rohreinzelkomponenten sind anhand des Informationsträgers Data-Matrix Code vorgegeben und können über diesen an allen Fertigungs-Arbeitsplätzen in der Pipe Production mittels IT-basierter Visualisierungsstationen eingesehen werden.

Im Zentrum der Rohrproduktion steht das Kommissionieren der Komponenten zum Fertigungsauftrag als Schweißbaugruppe. Mit Hilfe der Codierung am Rohr sowie der Komponentenstückliste von Kauf- und Lagerteilen werden beim Kommissionieren die Aufträge zum Schweißen vorbereitet.v

Ein RFID Tag, der als Ersatzinformationsträger dient, rundet das Gesamtpaket des geschweißten Fertigungsauftrages ab. Nach dem Oberflächenreinigungsprozess können die gelaserten Data-Matrix Codes am Rohr nicht mehr verwendet werden.

 

 


Resumee:

Über einen Informationsträger am Einzelteil einer Komponente konnte eine Serienfertigung von Einzelkomponenten erzielt werden. Eine maximale Transparenz wurde durch IT gestützte Systeme und Visualisierungslandschaften am Arbeitsplatz erreicht und eine hohe Wirtschaftlichkeit durch optimierte Materialausnutzung, sowie rüstoptimierte Maschinenprozesse bewirkt. Bestands- und Durchlaufzeiten sind ebenfalls bis aufs Minimalste reduziert worden. Durch individuelle Ansteuerungen der Maschinen, im Wesentlichen der Biege- und Aushalsmaschinen, entfiel die jeweilige Einzel-Programmierung. Durch ein einheitliches Systemnetz (durch die Vernetzung des Systems) über die gesamte Produktion erfolgt eine maximale Transparenz der Fertigungsaufträge, Ressourcen und Maschinen.

 

Abbildung 9: Das intelligente Koppeln von Konstruktionsdaten mit Produktionsprozessen im Rahmen von Industrie 4.0 wird für die Zukunft ein wesentlicher Erfolgsfaktor.
Abbildung 9: Das intelligente Koppeln von Konstruktionsdaten mit Produktionsprozessen im Rahmen von Industrie 4.0 wird für die Zukunft ein wesentlicher Erfolgsfaktor.

 

 

 


Kontakt zum Autor:

Alexander Pongratz

Leiter der Pipe Production der Krones AG

KRONES AG, 93073 Neutraubling / Germany

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Internet: www.krones.com