Expertenwissen und Digitalisierung für unsere Kunden

Maximale Qualität durch intelligente Produktion

3River: Expertenwissen und Digitalisierung für unsere Kunden

 

Namensbeitrag von Carsten Behrmann

Wir kommen historisch aus einer traditionellen und handwerklich geprägten Branche. Und genau deswegen sehen wir es als eines unserer vorrangigen Ziele an, 3River und die Branche zukunftsweisend und wettbewerbsfähig mit zu gestalten. Schon früh haben wir uns gemeinsam mit der Otto-von-Guericke Universität mit den digitalen Möglichkeiten für das Aluminium verarbeitende Gewerbe beschäftigt. Daher sind wir heute auch führend bei der transparenten Darstellung von Prozessketten. Die Einführung eines digitalen Zwillings hat einerseits für mehr Transparenz gesorgt und andererseits ermöglicht, dass wir unsere Prozesslinien optimieren konnten. Mit Hilfe des Digitalen Zwillings können wir Prozesszeiten verkürzen und viele händisch ausgeführte Aufgaben automatisieren.

Unsere Kunden profitieren davon, da wir unsere Produktion so agil gestalten können und uns schnell und flexibel auf ihre Aufträge einstellen können. Wir erkennen Probleme durch den Digitalen Zwilling bevor sie auftreten. Das spart Zeit und Geld. Denn im Ernstfall würden uns diese Probleme Stunden bis Tage kosten, in der Teile unserer Fertigung ruhen würden. Ohne einen Produktionsausfall entstehen uns keine Mehrkosten, und die Kostenersparnis reichen wir natürlich an unsere Kunden weiter.

Außerdem arbeiten wir permanent an unserer Qualitätsoptimierung und einer lückenlosen Nachverfolgung der Produkte über alle Arbeitsschritte hinweg. Für uns bedeutet das inline Qualitätssicherung. Und wir erfahren, wo welches Produkt wie bearbeitet, wie gehandelt wurde. Ohne Automatisierung wäre diese Arbeit für eine Mitarbeiterin oder einen Mitarbeiter ermüdend und nicht lange umsetzbar. Die Digitalisierung ermöglicht außerdem, dass die enormen Datenmengen zum einen vorhanden sind und zum anderen zum Nutzen der Qualität eingesetzt werden können. Und spätestens hier betreten wir das Feld der Künstlichen Intelligenz (KI).

„Der digitale Zwilling von 3River wird laufend mit Sensor- und Prozessdaten gefüttert, unterstützt von Expertenwissen aus der Universität und seitens 3River“, erläutert Prof. Rüdiger Bähr, Leiter des Bereiches Gießereitechnik an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg.

Ein Beispiel hierfür ist die CNC-Fräsbearbeitung, bei der es immer mal wieder zu Abweichungen kommen kann. Die Schnittwerte für die Bearbeitung werden üblicherweise nach Faustformeln berechnet. Nach unserer Erfahrung geraten manche Werkstück-Geometrien bei der Bearbeitung mit diesen Schnittwerten in Resonanz und fangen an zu Schwingen. Darunter kann die Fertigungsgenauigkeit leiden. Eine FEM-Analyse der Eigenmoden hilft uns dann dabei, die Schnittwerte anzupassen. „Dieses Expertenwissen“, findet Prof. Bähr, „programmieren wir für einige Extremfälle in den digitalen Zwilling ein. Alles Weitere berechnet die Künstliche Intelligenz, die wir für 3River optimiert haben.

Alle relevanten Daten, die bei der Bearbeitung eines Werkstücks in der Prozesskette entstehen, bilden einen „digitalen Schatten“, der jeden Maschinenparameter beinhaltet, mit dem ein Werkstück bearbeitet wurde. Über diesen digitalen Schatten lernt die KI, sodass aufkommende Probleme bereits vor deren Auftreten erkannt und verhindert werden.
Ein Beispiel: Beinhaltet ein Werkstück exemplarisch einen Lunker, soll dieser automatisch erkannt, und die Schnittwerte und NC-Pfade der Fräsmaschine im nächsten Prozessschritt darauf angepasst werden. So kann beim Einsatz kleiner Werkzeuge etwa ein unterbrochener Schnitt verhindert, oder der Lunker gezielt aus dem Material ausgespant werden, ohne dass zeitforderndes menschliches Handeln erforderlich wird.

Ziel unserer Entwicklungen ist ein intelligentes Produktionssystem, das aus Fehlern lernt und sich selbst reguliert. Während des Entwicklungsprozesses wird es zunächst auch mit diesem System noch Ausschuss geben. Doch durch die stetige Verarbeitung der damit verbundenen Daten wird unser System von Stunde zu Stunde robuster. Letztlich wollen wir jedes Werkstück durch den zugehörigen digitalen Schatten ausweisen. Und damit auch ein modernes Vorzeige-Unternehmen in der Aluminium-verarbeitenden Branche bleiben.