MAN Energy Solutions verwendet die NC-Automatisierungsfunktionen von PTC Creo, um den Konstruktions- und Fertigungsprozess zu verbessern

Als zukunftsorientiertes Unternehmen erkannte MAN ES, dass für den Aufbau klimafreundlicher Industrien eine digitale Transformation entscheidend ist, um industrielle Prozesse effizienter und zuverlässiger zu machen. Zu diesem Zweck begann es mit der Entwicklung neuer Technologien für die Erzeugung und Speicherung elektrischer Energie, um eine Lösung für Schwankungen bei erneuerbaren Energien bereitzustellen und den CO2-Fußabdruck der eigenen Stromerzeugungsanlagen zu senken. Für MAN ES begann die eigene digitale Transformation – und die Evolution der Industrie – mit der Konstruktion und Herstellung von Teilen.

Die Konstruktion und Fertigung großer Maschinenteile ist ein anspruchsvoller Prozess

In den Produktionsanlagen von MAN ES in Augsburg werden komplexe Teile jeder Größe produziert – von weniger als einem Kilo bis zu über 120 Tonnen schwer. Das Unternehmen kann sich bei der NC-Programmierung oder Produktion also keine Fehler leisten. Darüber hinaus wird fast jeder Motor nach spezifischen Kundenanforderungen produziert. Vor allem bei den größeren Produkten ist es wichtig, dass auf Anhieb alles richtig ist, da Fehler viel Zeit und Geld kosten.

Zuvor nutzte MAN ES manuelle, veraltete Prozesse, die die Konstruktion, die NC-Programmierung und die Teileproduktion ausbremsten. Das Unternehmen verwendete für jedes Teil 2,5D-CAM-Software. Das führte zu Ineffizienzen und verzögerte die Markteinführung. Beispielsweise mussten die Ingenieure manuell die Koordinaten von mehr als 2.000 Punkten im 2,5D-CAM-System eingeben – ein extrem ineffizienter und zeitaufwendiger Prozess. Zudem hatte MAN ES zahlreiche veraltete Maschinen verschiedener Hersteller im Einsatz – alle mit unterschiedlichen Steuerungen. Dadurch wurden die Entwicklungs- und Programmierschritte noch komplexer.

Diese zusätzliche Komplexität bedeutete, dass teure Fehler wahrscheinlicher waren. Beispielsweise passieren bei der manuellen Übergabe zwischen Konstruktions- und Programmierphasen eher Fehler, die zu einer Kollision führen können – ein extrem teures Problem. Zudem machen Reparaturen an diesen komplexen und massiven Maschinen längere Ausfallzeiten erforderlich. Es kann mehrere Monate dauern, bis sie wieder betriebsbereit sind.

Die Konstruktions- und Fertigungsteams von MAN ES erkannten, dass sie einen strategischeren Ansatz benötigten, um die spezifischen Anforderungen präzise und zeitnah zu erfüllen. Das Unternehmen benötigte also effizientere, automatisierte Tools mit zusätzlichen Personalisierungsmöglichkeiten, um die Produktivität beim Erstellen von Werkzeugwegen zu verbessern. MAN ES beschloss den Umstieg auf ein 3D-CAM-Tool, um seine Legacy-Systeme zu optimieren. Durch Automatisierung und wiederholbare Prozesse sollte der NC-Programmierungsprozess schneller und effizienter werden.

MAN ES konnte mit Creo CAM Prozesse automatisieren und den Durchsatz verbessern

2015 entschied MAN ES, Creo für die Umstellung von 2D-Skizzen auf vollständige 3D-Modelle einzuführen. Die umfassenden Funktionen für Werkzeugwege und Automatisierung in Creo sollten dem Unternehmen Zeit bei der Programmierung von Werkzeugwegen für große, komplexe Maschinen sparen. Creo ist die 3D-Modellierungs-Software von PTC. Es bietet eine umfassende Suite von 2D- und 3D-Lösungsfunktionen für CAD (Computer-Aided Design) und CAM (Computer-Aided Manufacturing). Creo ist eine Komplettlösung, die dazu beiträgt, die Effizienz von der Konstruktion bis zur Produktion zu maximieren. Die CAM-Software von Creo – Creo NC und Tool Design – bietet Herstellern alles, was sie für hochwertige Präzisionsbearbeitung in kürzester Zeit benötigen. Sie können jeden Aspekt des Produktionsprozesses handhaben – von (Spritz-)Gusskonstruktion und komplexer NC-Steuerung bis hin zu 3D-Simulation und Verifizierung.

Die Wahl von MAN ES fiel aus mehreren Gründen auf Creo. Zunächst einmal sind viele Funktionen von Creo leicht zu erlernen und zu verwenden und können die Effizienz von Experten und Laien gleichermaßen steigern. Zudem bietet es nahtlose Integrationen mit allen Produkten in der Creo Suite und trägt somit dazu bei, eine zuverlässige und allgemein gültige Datenquelle zu schaffen. Beispielsweise können Änderungen am CAD-Modell einfach automatisch in alle nachfolgenden Aufgaben und Dokumente übertragen werden. Die Integration von CAD und CAM spart zudem Zeit und hilft, künftige Fehler zu vermeiden, da Creo den Werkzeugweg automatisch neu berechnet.

Creo bietet außerdem moderne NC-Prozessplanungsfunktionen und vielfältige anpassbare Automatisierungsfunktionen – inklusive Creo NC und Tool Design –, die es Anwendern erlauben, einen Prozess einmalig zu erstellen und anschließend zu replizieren, ohne dieselben Schritte immer wieder neu erstellen zu müssen. Dadurch sinkt der Zeitaufwand für das Korrigieren von Fehlern und Missverständnissen. Und schließlich ermöglicht Creo besseres Tracking und bessere Versionskontrolle, was unternehmensweit einen schnelleren Zugriff auf Zeichnungen, Teile und Dateien bedeutet, sodass Arbeitspläne schnell und genau ausgearbeitet und Versionen regelmäßig überarbeitet werden können.

Moderne Automatisierungsfunktionen für die NC-Prozessplanung erhöhen die Effizienz und senken die Kosten

Creo lieferte MAN ES Tools für die Entwicklung benutzerdefinierter Anwendungen, mit denen der Konstruktions- und Fertigungsprozess optimiert und effizienter wurde. Creo bietet Vorlagen, welche das Erstellen von Lieferbestandteilen für Bediener rund um ein bestimmtes Teil automatisieren. Statt Informationen manuell einzugeben, werden Maße wie Durchmesser, Länge und Position eines Teils automatisch aus dem Entwurf extrahiert. Beim Erzeugen von Werkzeugwegen können User vollständig kontrollieren, wo das Werkzeug das Material berührt, um das fertige Teil zu erstellen. Mit Creo CAM lassen sich nicht nur effiziente Werkzeugwege erstellen, sondern auch Konstruktions- und Fertigungsinformationen erfassen, sodass sie für die spätere Verwendung repliziert werden können. Somit können alle vom Know-how der Konstruktions- und Fertigungsexperten profitieren.

Fertigungsvorlagen ermöglichen agilere und effizientere Prozesse

Moderne Automatisierungsfunktionen für die NC-Prozessplanung, beispielsweise die Fertigungsvorlagen von Creo, ermöglichen das Erfassen von Wissen. Eine Fertigungsvorlage enthält alle Informationen, die für das Erstellen eines NC-Werkzeugwegs benötigt werden. Diese Funktionalität ermöglicht es Usern, eine unbegrenzt große, sich selbst definierende Bibliothek zu erstellen, in der Fertigungsabteilungen Daten einfach abrufen und teilen können. Hier wird das Wissen der erfahreneren Programmiererinnen und Programmierer im Unternehmen erfasst, sodass unerfahrene Fertigungsingenieure deren Best Practices einsehen und wiederverwenden können. Dadurch wird eine bessere Konsistenz innerhalb des Unternehmens erreicht.

Fertigungsvorlagen können Features in einer separaten Datei enthalten. Dies ermöglicht es Usern, sie wiederholt in ein Modell oder in unterschiedliche Modelle einzusetzen. Indem die Arbeit einmal gemacht und in Form von Vorlagen wiederverwendet wird, können User komplexe Werkzeugwege, Maße und Sequenzen schnell und einfach erzeugen. Diese Features sind nicht modellspezifisch, sondern können in vielen verschiedenen Modellen, Teilen, Produkten usw. verwendet werden. Dazu müssen sie nur ein einziges Mal definiert werden. Das Ergebnis: Der Zeitaufwand für Produktion, Fehlerbehandlung und Nacharbeit sinkt und die Effizienz und Agilität des Konstruktions- und CAM-Programmierprozesses werden verbessert. Durch die Erstellung komplexer Vorlagen für die Analyse der Maschinen nutzt MAN ES außerdem Daten aus der Konstruktionsabteilung für Qualitätsverbesserungen (beispielsweise die Verfeinerung des Bohrprozesses).

Gposts bieten Usern mehr Flexibilität

Außerdem ist in jeder Creo Lizenz ein Gpost-Postprocessing-Generator kostenlos enthalten. Gposts sind leicht zu erlernen und ermöglichen es den Usern, beliebig viele Posts zu erstellen. Anders als andere CAM-Lösungen kann der Postprozessor von Creo von den Usern für jede Maschine konfiguriert werden. Zur Konfiguration des Postprozessors füllen User zunächst einen Fragebogen zum Ankreuzen aus. Damit ist der Post bereits zu rund 80 bis 90 % vollständig. Die integrierte Materialentfernungslösung in Creo ermöglicht die Validierung des Werkzeugwegs, sodass das Team ggf. entsprechende Korrekturen vornehmen kann. Da Gposts leicht zu erlernen sind und alles bieten, was MAN ES zum Erstellen eines Posts benötigen könnte, bieten sie Usern mehr Flexibilität und eine effizientere Nutzung von CAM.

Windchill erlaubt Ingenieuren eine verbesserte Daten- und Versionsverwaltung

Die Ingenieure von MAN ES nutzen PTC Windchill auch, um Konstruktions- und Fertigungsdaten zu verwalten und damit die Konsistenz und Produktivität zu verbessern. User können beispielsweise sehen, was geändert wurde, und in Notizen die Gründe für die Änderungen festhalten. Das Daten-Management in Windchill umfasst Creo Entwürfe sowie CAM-Teile und -Baugruppen, z. B. Rohstoffteile, Fertigungsvorrichtungen usw.

Die Versionsverwaltungsfunktionen halten den Verlauf des Programmierprozesses fest, sodass alle Änderungen und Iterationen im System eingebettet sind. User können alte Versionen wiederherstellen, den kompletten Verlauf der Verbesserungen einsehen und Versionen miteinander vergleichen. Die Creo API ermöglicht es MAN ES, Schnittstellen zu Software-Tools von Drittanbietern zu erstellen und somit weitere Synergieeffekte zu erzielen. Aktuell werden APIs für die Werkzeugverwaltung und die Verbesserung der Fertigungssimulationen eingesetzt, um Kollisionen zu vermeiden.

MAN ES gelang es, komplexe Prozesse effizienter zu machen

MAN ES hat die Genauigkeit seiner Programmieraufgaben verbessert und kann nun effizienter von der Konstruktion zur Produktion übergehen. Früher wurden bei der Herstellung größerer Produkte drei Wochen bis zur Produktion des ersten Maschinenteils veranschlagt. Mit Creo braucht das Unternehmen jetzt nur noch eine Woche. Außerdem gab es seit der Umstellung auf 3D-CAM keine falschen Punkte mehr aufgrund von Rechenfehlern oder inkorrekten Koordinaten. „Wir sparen viel Geld – Tausende von Euro. Eine Kollision zwischen Maschine und Teil kann bis zu EUR 100.000 kosten. Seit wir 3D-CAM einsetzen, gab es keine Kollisionen mehr“, erzählt Mathias Reiter, Team Lead der Programmierabteilung bei MAN ES.

Dank der 3D-CAM-Software von Creo konnte MAN ES die Programmierdauer um 33 % verkürzen. Der Prozess nach der Programmierung des ersten Teils wurde zunächst von 12 auf neun Tage und dann sogar auf fünf Tage reduziert. Letztendlich genießt MAN ES dank Creo einen Wettbewerbsvorteil, da es große und komplexe Maschinenteile schneller als seine Mitbewerber entwerfen und produzieren kann.

MAN ES wird Creo weiterhin zur Optimierung der digitalen Prozesse einsetzen

MAN ES ist begeistert, die Partnerschaft mit PTC auch künftig fortzusetzen. „Die Kommunikation mit dem PTC Team ist sehr gut“, erzählt Reiter. „Wir erhalten branchenführenden Support, eine wichtige Grundlage für unseren Erfolg.“