Der Hersteller: Ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich Schmiedetechnik
Der Erfolg auf einen Blick:
- Enge Gewinnspannen und der Wunsch nach Wachstum zwangen Bharat Forge zur Verbesserung der betrieblichen Effizienz mittels digitaler Transformation
- Das Unternehmen entschied sich aufgrund der einfachen Konnektivität, der Benutzerfreundlichkeit und der umfassenden End-to-End-Plattformfunktionen für Technologie von PTC
- Unmittelbarer ROI mit einer GAE-Verbesserung von 15 % bei einigen Schmiedestraßen
Das 1961 gegründete, international aktive indische Unternehmen Bharat Forge Limited (BFL) mit Sitz in Pune ist ein technologieorientierter Weltmarktführer in der Metallbearbeitung. Das Unternehmen beliefert verschiedene Industriezweige, darunter die Automobil-, Eisenbahn-, Rüstungs-, Luft- und Raumfahrtbranche, die Schiffbaubranche, die Öl- und Gasbranche, die Energiewirtschaft, die Baubranche und die Bergbaubranche. Mit 50 Jahren Erfahrung in der Herstellung eines breiten Spektrums an hochleistungsfähigen, geschäftskritischen und sicherheitsrelevanten Komponenten verfügt das Unternehmen über eine weltweite Präsenz mit 10 Produktionsstandorten in Indien, Deutschland, Schweden, Frankreich und Nordamerika.
Im Rahmen der Diversifizierung im Bereich Aluminiumschmieden entstanden neue Werke in Indien und den USA. Bharat Forge expandiert weiter und ist vor Kurzem in den Markt für Turbolader eingestiegen. Im Rüstungsbereich hat sich Bharat Forge von einem Komponentenhersteller zu einem Erstausrüster (Original Equipment Manufacturer, OEM) entwickelt. Diese Veränderung erforderte einen Mentalitätswandel im Unternehmen und sorgte für ein höheres Maß an Komplexität im Fertigungsprozess.
Das Ziel: Keine ungeplanten Ausfallzeiten
Das Ziel von Bharat Forge ist es, das Unternehmen in den nächsten vier bis fünf Jahren durch die Einführung einer Industrie-4.0-Plattform zu transformieren und seine weltweite Spitzenposition zu halten. Der Vorsitzende von BFL, Baba Kalyani, machte Bharat Forge jedoch zur Auflage, innerhalb der nächsten 1,5 Jahre null ungeplanten Ausfallzeiten in den Bereichen Hydraulik, Pneumatik und Elektronik anzustreben. Deshalb galt es, schnellstmöglich die passende Technologie zu finden und diese zu implementieren. Das Unternehmen plante, dieses Ziel durch die Implementierung von digitalen Systemen und Prozessen zu erreichen, ohne dabei stark von externen Anbietern abhängig zu sein.
„Innovation ist ein Kernaspekt unserer Aktivitäten. Unsere Motivation ist es, dem technologischen Fortschritt und Marktveränderungen immer einen Schritt voraus zu sein, um so als weltweit präferierter Partner wahrgenommen zu werden. Die Forschung und Entwicklung sind unser Mittel, um diesen Vorsprung zu erhalten“, erklärt Amit Kalyani, stellvertretender Geschäftsführer. Die hervorragenden Forschungs- und Entwicklungszentren des Unternehmens, das KCTI (Kalyani Center for Technical Innovation) und das KCMI (Kalyani Center for Manufacturing Innovation), sind bedeutende Impulsgeber für die Innovationsstrategie des Unternehmens.
„Diese Einrichtungen arbeiten daran, das Wissen und die Kompetenzen in Bezug auf fortschrittliche Materialien und Technologien zu erweitern, neue Möglichkeiten zur Prozessverbesserung zu identifizieren und darüber hinaus neue Produkte und Materialien zu entwickeln“, fährt Amit Kalyani fort.
Die Herausforderung: Wer sich nicht verändert, wird untergehen
„Die Schmiedestraßen in vier unserer Industriekomplexe arbeiteten mit unterschiedlichen Technologien und Prozessen. Daher war die Verbesserung der Produktionseffizienz von entscheidender Bedeutung“, sagt Yogesh Zope, Chief Digital Officer. In Verbindung mit dem zunehmenden Druck in der Branche und den ehrgeizigen Wachstumsplänen war ein schneller Umstieg auf die Digitalisierung erforderlich. Das Unternehmen benötigte nicht nur eine digitale, sondern eine umfassende Transformation, um in der modernen Unternehmenswelt zu bestehen.
Es erkannte, dass die Umstellung auf die Digitalisierung für das produzierende Gewerbe inzwischen unerlässlich war. Der Vorsitzende Kalyani drückt es so aus: „Wer sich nicht verändert, wird untergehen.“
Der Ansatz: Unternehmensweit denken und mit zwei Produktionsstätten starten
Mit Berücksichtigung der Technologie und Integrationsmöglichkeiten auf Unternehmensebene
verbrachte Bharat Forge die ersten sechs Monate damit, verschiedene Technologien zu prüfen. Das Unternehmen erwog, Partnerschaften mit Startups einzugehen, um die digitale Transformation zu meistern. Im Rahmen dieser Suche wurden viele mögliche Lösungen für die Werkstätten des Unternehmens identifiziert. Es wurde jedoch erkannt, dass eine Technologielösung keine dauerhafte Veränderung bewirken kann, wenn sie auf Unternehmensebene keine umfassenden Integrationsmöglichkeiten bietet.
Das Unternehmen entschied sich für PTC, weil diese Lösung intern am einfachsten zu implementieren und zu warten war
Bharat Forge überzeugte das gesamte Produktportfolio von PTC und das umfassende Know-how im Bereich Industrie.4.0. Die Entscheider waren von der umfassenden Digital-Thread-Strategie von PTC zur Integration von Augmented Reality (AR), Product Lifecycle Management (PLM) und Industrial Internet of Things (IIoT) begeistert.
Da das Unternehmen nicht von externen Entwicklern und Beratern abhängig sein wollte, bot die Benutzerfreundlichkeit der Industrial IoT Platform ThingWorx mit der Industrial Connectivity Solution von Kepware die perfekte Lösung. Man war von der Möglichkeit der nahtlosen Anbindung an unterschiedliche und ältere Maschinen mit Kepware und der anschließenden Nutzung dieser Daten zur Generierung von Informationen mit ThingWorx beeindruckt.
Die umfassende digitale Transformation begannt mit zwei Werken
Nach einem erfolgreichen Proof-of-Concept (PoC) begann Bharat Forge damit, ein Werk vollständig über digitale Technologie zu vernetzen – inklusive des IoTs für das digitale Qualitätsmanagement und der Integration mit PLM zur durchgängigen Digitalisierung.
Beim IoT konzentrierte man sich auf die proaktive Überwachung der Anlagen durch Sensoren und begann mit der Analyse historischer Daten, um die häufigsten Verursacher von Ausfallzeiten zu identifizieren. Die Mitarbeiter in der Werkstatt kannten die zur Problemvermeidung erforderlichen Informationen am besten. Sie halfen bei der Identifizierung der wichtigsten Informationen und der Art der benötigten Sensoren.
Der Plan sieht vor, ein zweites Werk vollständig zu digitalisieren, bevor die Lösung in Deutschland und in den USA eingesetzt wird.
Die Lösung: Ein gemeinsamer Fokus auf Technologie, Menschen und Prozesse
Bharat Forge war klar, dass eine außergewöhnliche Effizienz nicht allein durch die Umstellung auf die Digitalisierung erreicht werden konnte. Daher wurde der gesamte Betrieb umgestellt, indem man sich auf drei Bereiche konzentrierte:
Plattform-/Technologieeinsatz:
Nach dem PoC wurde ein dediziertes IT- und OT-Team gebildet, das gemeinsam an der Bereitstellung und Implementierung von Kepware und ThingWorx im gesamten Werk arbeitete.
Umschulung der Mitarbeiter:
Alle 2.500 Ingenieure, einschließlich der Führungskräfte, bei Bharat Forge nahmen an einem sechswöchigen Bootcamp-ähnlichen Training zum Thema Industrie.4.0 teil. So konnte den Mitarbeitern die Scheu vor der Technologie genommen werden. Sie erfuhren, wie diese ihre Arbeit verbessern würde. Die Ingenieure, die jahrelang an denselben Maschinen arbeiteten, lernten neue Dinge kennen. Nachdem die Ingenieure verstanden hatten, was mit digitaler Technik möglich war, waren sie diejenigen, die Veränderungen in der Produktion einforderten.
Lean-Implementierung:
Als Teil des TPM-Initiativprogramms lag der Fokus darauf, herauszufinden, wie man die digitale Technik in den Bereichen Hydraulik, Pneumatik, Elektronik, Mechatronik und Robotik nutzen kann, um die Betriebskosten zu senken und gleichzeitig die Effizienz zu steigern.
Kepware ermöglicht die Konnektivität, Aggregation und den sicheren Zugriff auf Daten über mehr als 100 Programmiersprachen, indem es diese in einem einzigen digitalen Datenset zusammenfasst. Es rationalisiert die Produktivität, indem es automatisch Daten von Automatisierungsgeräten und Softwareanwendungen abruft – insbesondere bei älteren Anlagen.
ThingWorx übernimmt die Daten von Kepware und stellt sie zur Zustandsüberwachung und Diagnose in Echtzeit visuell dar. Die Lösung bietet eine Echtzeittransparenz zur Überwachung von KPIs der Produktion und historischen Trends zur Verbesserung der GAE und der Leistung der Fertigungslinien.
Das Ergebnis: 15 % Verbesserung der GAE bei Schmiedestraßen
Der Katalysator für den Erfolg von Bharat Forge war die Priorisierung auf die Herangehensweise der Mitarbeiter während des digitalen Transformationsprozesses. Yogesh Zope, Chief Digital Officer, schätzt, dass 70 bis 80 % der Bemühungen um die digitale Transformation in die Veränderung der Denkweise der Mitarbeiter geflossen sind. Der Aufwand hat sich gelohnt.
Bharat Forge hat die Zustandsüberwachung über die IoT-Lösungen von PTC in allen Schmiedestraßen in ihren vier Industriekomplexen in Indien implementiert. Nun implementiert das Unternehmen sie in allen Werkstätten – und zwar in Eigenregie. Durch die kontinuierliche Ausweitung der IoT-Implementierung zur digitalen Transformation werden die Betriebskosten weiter gesenkt und die Effizienz wird gesteigert.
Ein Beispiel: Als ein Operator eines Nachts um 2 Uhr über das ThingWorx-Dashboard ungewöhnliche Vibrationen feststellte, stoppte er die Presse und fand einen gebrochenen Bolzen. Hätte er den Fehler nicht innerhalb einer halben Stunde entdeckt, wäre der Betrieb für mindestens zwei Schichten ausgefallen. Die Taktzeit dieser Presse betrug zwölf Sekunden. Somit konnte das Unternehmen den Ausfall tausender Produktionseinheiten abwenden. Dank der Plattform von PTC verbessern solche kleinen Erfolge die GAE in mehreren Schmiedestraßen um mehr als 15 %.
Industry 4.0 Center of Excellence
Als Teil der kontinuierlichen Innovations- und Verbesserungsinitiative hat Bharat Forge in Zusammenarbeit mit PTC ein „Industry 4.0 Center of Excellence“ eingerichtet. Das Center of Excellence befindet sich im Werk in Pune und ist als Kompetenzzentrum konzipiert, das auf Basis der Vorreiterrolle von Bharat Forge im Bereich Industrie.4.0 Ideen für die digitale Transformation entwickelt, neue Spitzentechnologien erarbeitet und erprobt und die Mitarbeiter für den Einsatz in der Produktion schult. Dieses Zentrum wird Bharat Forge dabei helfen, eine vorbeugende Wartung umzusetzen, die betriebliche Effizienz, die Produktqualität und die Markteinführungszeit zu verbessern und die Basis für Machine Learning und künstliche Intelligenz zu schaffen.
„Das Industry 4.0 Center of Excellence wird die digitale Transformation unserer Produktionsanlagen beschleunigen und gleichzeitig schnelle und fundierte Entscheidungen ermöglichen. Es wird dazu beitragen, unsere Prozesse für eine agile Fertigung mitzugestalten und kontinuierlich weiterzuentwickeln“, sagt Amit Kalyani. „Dies passt zu unserer Vision eines digitalisierten Arbeitsumfeldes, das eine höhere Produktivität und Effizienz in allen Betriebsprozessen ermöglicht. Indem wir den Technologie-Stack von PTC und die herausragende Kompetenz im Fertigungsbereich von Bharat Forge nutzen, werden wir die digitale Innovation vorantreiben und einen erheblichen geschäftlichen Nutzen erzielen.“
Nächste Schritte
Zu Beginn der Initiative zur digitalen Transformation umfassten die 60 Jahre alten Werke von Bharat Forge einen Mix aus alten Technologien und vorwiegend Nischentechnologien. Heute verfügt das Unternehmen über eine Echtzeittransparenz zur Überwachung von KPIs der Produktion einschließlich der GAE. Intelligente Alarme benachrichtigen die Bediener, die innerhalb von Sekunden reagieren können, um passende Maßnahmen zu ergreifen und die Effizienz zu steigern. Die Diskussionen über den tatsächlichen rechnerischen Wert der GAE sind verstummt. Von den Operatoren bis hin zu den Führungskräften arbeiten nun alle mit Funktionen, die durch die Datentransparenz im Werk erleichtert worden sind.
Die digitale Transformation von Bharat Forge ist ein gemeinschaftliches Projekt mit PTC. Da Bharat Forge durch neue Märkte und Akquisitionen weiter expandiert, wird das Unternehmen die Digitalisierung nutzen, um seine Systeme schneller zu integrieren sowie Prozesse und Technologien schneller einzusetzen. Während sich Bharat Forge zu Beginn auf die Zustandsüberwachung an den Schmiedestraßen und Fertigungslinien konzentrierte, wird heute ein PoC für prädiktive Analysen implementiert. Für die Zukunft wird die Möglichkeit zur Integration von Product Lifecycle Management (PLM) und Augmented Reality (AR) in die Fertigungsprozesse geprüft.
„Indem wir den Technologie-Stack von PTC und die herausragende Kompetenz im Fertigungsbereich von Bharat Forge nutzen, werden wir die digitale Innovation vorantreiben und einen erheblichen geschäftlichen Nutzen erzielen.“
~ Amit Kalyani, Deputy Managing Director, Bharat Forge