Digitalisierung im Fokus

Sie fragen, wir antworten

Welche Auswirkungen hat die Digitalisierung für die Arbeitsvorbereitung, für Maschinenbediener, für Ausbilder? Die heutige Fertigung profitiert von der technologischen Revolution, die in Form erster NC-Maschinen in den 1960er-Jahren auf den Markt kamen. Der Siegeszug der CNCs löste anfangs heftige Emotionen und Diskussionen aus. Ähnlich, wie es heute die Themen Digitalisierung und Industrie 4.0 tun. Welche Fragen haben Sie zur digitalen Zukunft in Ihrem Arbeitsumfeld? 

Schreiben Sie uns, was Sie zur Digitalisierung wissen möchten. In Recherchen und Gespräche mit Experten suchen wir nach Antworten für Sie.

Ihre Frage an uns ...

Ihre Fragen, unsere Antworten:

„Führt die Digitalisierung zu einer stärkeren Belastung am Arbeitsplatz?“

Darüber streiten sich die Experten. Unternehmen werden weiter auf die Erhöhung der Effizienz und die Verkürzung von Durchlaufzeiten drängen. Aber ist das gleichbedeutend mit dem Gefühl einer höheren Belastung? Nur in den wenigsten Fällen ist es die Arbeit an sich, die Stress macht. Stress wird viel öfter durch das Gefühl von Kontrollverlust, durch Fehlerängste und fehlende Transparenz verursacht. Grund hierfür ist der Zwang, immer schneller auf neue Aufträge, Produkte und Anforderungen reagieren zu müssen.

 

Aus dieser Perspektive betrachtet, dürften neue, digitale Technologien eher für Entlastung sorgen. Durch die virtuelle Fertigung am digitalen Zwilling lassen sich zum Beispiel Fehler oder Kollisionen erkennen, bevor der Schaden und damit Hektik, Ärger und Stress eintreten. Ein zweites Beispiel ist Predictive Maintenance, also die intelligente Steuerung von Wartungsintervallen. Statt diese ständig selbst im Auge haben zu müssen, ermitteln Computersysteme auf Basis von Sensor-Daten, wann eine Wartung fällig ist und wie sie sich zeitlich am effizientesten vornehmen lässt.

Unser Tipp:

Prozessoptimierung ist nicht nur eine Sache des Managements. Ihr Praxiswissen als Zerspanungsfachmann ist gefragt. Wo lassen sich mit neuen Technologien Fehlerursachen eliminieren? Wo können Informationen aus Systemen Ihre praktische Arbeit unterstützen? Wenn neue Systeme und Technologien Ihnen zuarbeiten, werden Prozesse auch bei einem weiter erhöhten Durchsatz fehlerärmer, transparenter und damit stressfreier gestaltet.

„Wie verändert die Digitalisierung die Arbeitszeitmodelle in der CNC-Fertigung?“

Die vierte industrielle Revolution führt zu einer umfassenden Vernetzung von Maschinen. Der Mensch steht beim Zusammenspiel der Maschinen im Mittelpunkt, führt sie intuitiv im Arbeitsprozess oder verbessert Abläufe durch die eigene Berufserfahrung. Aktuelle Studien zeigen, dass die digitale Transformation in deutschen Unternehmen in unterschiedlicher Geschwindigkeit und Tiefe voranschreitet. Viele Facharbeiter befürchten, dass nur Mehrbelastung und Flexibilisierung die Folgen sind. Wahrscheinlicher ist jedoch, dass die neue Arbeitswelt auch ein breites Spektrum von arbeiternehmerfreundlichen Lösungen bereithalten wird.

 

Denkbar ist zum Beispiel eine Weiterentwicklung der vor einigen Jahren eingeführten Arbeitszeitkonten. Hierbei organisieren sich die Mitarbeiter zum größten Teil eigenverantwortlich je nach Auftragslage und Lieferterminen, starre Schichtpläne gibt es nicht. Auf diese Weise werden nicht nur Beruf und Familie besser miteinander vereinbart, es entsteht auch mehr Freiheit am Arbeitsplatz: Mit einer durchgängig virtualisierten und hochautomatisierten Produktionsstätte lassen sich Auftragsspitzen bereits im Vorfeld besser planen und abfangen. Im Bereich des Jobsharing, bei dem sich mehrere Kollegen einen Arbeitsplatz teilen, könnte durch die Digitalisierung eine noch bessere Planbarkeit von wechselnden Tages- und Halbwocheneinheiten möglich werden. Die Arbeitszeitmodelle in der CNC-Fertigung werden durch die Digitalisierung voraussichtlich insgesamt flexibler und agiler werden – zum Vorteil für beide Seiten: Unternehmen wie Mitarbeiter.

Unser Tipp:

Arbeitszeitlösungen sind so individuell wie die jeweiligen Unternehmen, in denen sie eingesetzt werden. Informieren Sie sich, welche Angebote Ihre Firma den Mitarbeitern für das Arbeiten 4.0 schon macht, und sprechen Sie mit Ihren Vorgesetzten über eventuelle künftige Entwicklungen im Bereich der Arbeitszeitmodelle. Wer die Chancen auf Flexibilisierung mitgestalten will, sollte sich zudem für die neuen Maschinen und Arbeitsprozesse schulen lassen und sich so für sein Unternehmen besonders wertvoll machen.

 

„Wie wird sich die Werkstattprogrammierung verändern? Braucht es sie mit Blick auf die CAD/CAM-Technologie überhaupt noch?“

Seit Jahren werden neben der klassischen Werkstattprogrammierung verstärkt CAD/CAM-Technologien eingesetzt. Die Vorteile liegen auf der Hand: Weil der G-Code bereits in der Arbeitsvorbereitung erstellt wird, verringern sich Stillstandszeiten und die Maschinen arbeiten produktiver. Auch sind Fehler bei der Übertragung einer Zeichnung ausgeschlossen, weil die CAM-Software die Daten direkt aus der CAD-Software übernimmt. Viele Branchen und Hersteller werden dieses Potenzial in Zukunft verstärkt nutzen. Dennoch bleiben die Werkstattprogrammierung und das dafür erforderliche Know-how der Maschinenbediener wichtig. Zum einen weil die Systeme nur bedingt in der Lage sind, auf Sonderfälle wie besonderes Maschinen- und Materialverhalten, unvorhergesehene dynamische Effekte u. ä. zu reagieren. Optimale Einstellungen beim Start und schnelle Korrekturen während des Betriebs erfordern Bediener mit fundiertem Fachwissen und viel Erfahrung bezüglich Produktion und Maschinen. Zum anderen weil die Prozesskette über die CAD/CAM-Technologie bis zur Maschine kapitalintensiv ist. In vielen Anwendungen, insbesondere bei kleinen Stückzahlen und Bauteilen mit geringer bis mittlerer Komplexität, wird sich diese Kette nicht rechnen. Die Werkstattprogrammierung wird hier die effizientere Lösung bleiben.

Unser Tipp:

Langjährige Erfahrung und umfassendes Know-how sind ein unschätzbares Gut bei der Arbeit an CNC-Maschinen. Setzen Sie auf Ihre vorhandenen Kenntnisse und bauen Sie diese kontinuierlich aus. Verbreitern Sie Ihr Wissen, beispielsweise in Richtung Arbeitsvorbereitung. Neue Berufsbilder wie das des Produktionstechnologen oder die Fortbildung zum geprüften Prozessmanager Produktionstechnologie werden die starren Grenzen zwischen Planern und Bedienern auflösen und bieten erfahrenen CNC-Fachleuten neue Betätigungsfelder.

 

„Wie werden sich additive Fertigungsverfahren wie der 3D-Druck auf spanende Verfahren und die Arbeit an Werkzeugmaschinen auswirken?“

Additive Manufacturing wird künftig verstärkt und in vielen Bereichen eingesetzt – auch als Ersatz und im Wettbewerb zu spanenden Verfahren oder zum Spritzguss. Vor wenigen Jahren beschränkten sich die wirtschaftlich und technisch machbaren Anwendungen noch auf Materialien wie Kunststoffe, aus denen Werkstücke in begrenzter Größe einzeln oder in Kleinserien gefertigt wurden. Heutzutage sind verschiedenste Kunststoffe, Metalle oder Keramiken für das Additive Manufacturing verwendbar.

 

Individualisierte Massenfertigung, funktionales Design, höhere Energie- und Ressourceneffizienz 

sowie kürzere Innovationszyklen – in der Industrie werden die Vorteile der additiven Fertigung immer wichtiger. Ob Pulver-Bett-Schmelzen, Pulverauftragsschweißen, Materialextrusion oder Jetting, bei allen Verfahren werden Werkstücke auf Basis von digitalen 3D-Konstruktionsdaten schichtweise aufgebaut. So ist es möglich, höchst komplexe Strukturen herzustellen, die extrem leicht und stabil sind und sogar individualisiert in Losgröße 1 wirtschaftlich gefertigt werden. Die ersten 3D-Druck-Lösungen kamen von Pionierunternehmen, die eher Bezug zu klassischen Druckverfahren als zu 

Werkzeugmaschinen hatten. Allerdings waren dies meist Lösungen für Anwendungen mit kleinen Werkstückgrößen (Medizintechnik, Ersatzteile/kleine Komponenten etc.). Inzwischen gibt es Prototypen von Werkzeugmaschinen, die über spezielle Druckköpfe als Werkzeug verfügen und so mit verschiedensten Materialien „drucken“ können. Die wichtigsten Vorteile sind die Präzision und Stabilität der Maschinen, die Größe der Bearbeitungsräume bzw. die Länge der Verfahrstrecken, ihre Flexibilität (3-Achs/5-Achs) und Geschwindigkeit sowie die Tatsache, dass die CNC-Programmierung hier Teil einer alltäglichen Prozesskette ist. Die Abwandlung von Zyklen für den Einsatz in additiven Verfahren erscheint relativ einfach und naheliegend.

 

Viele mit additiven Verfahren hergestellte Werkstücke erfordern außerdem eine spanende Nachbearbeitung, etwa in Form einer Oberflächenbearbeitung oder durch das Einbringen von Bohrungen. Für viele Dienstleister und Zulieferer liegt es daher nahe, ihren Kunden Komplettlösungen anzubieten, die sowohl additive als auch zerspanende Bearbeitungsprozesse beinhalten.

 

Unser Tipp:

Nutzen Sie Ihre Kenntnisse aus den Bereichen CNC-Programmierung, Materialien und wirtschaftlicher Bearbeitung, qualifizieren Sie sich zusätzlich auf dem Gebiet additiver Fertigungsverfahren und informieren Sie sich über das Verhalten der für das Additive Manufacturing geeigneten, neuen Materialien und Werkstoffe. Mit hoher Wahrscheinlichkeit wird der 3D-Druckkopf ein weiteres Maschinenwerkzeug für Ihre Fräs- und Drehzentren oder Sie werden neben den Fräs- und Drehzentren in der Produktion auch CNC-gesteuerte Maschinen für das Additive Manufacturing bedienen und die verschiedenen Technologien in Herstellungsprozessen kombinieren.

 

„Die Produktion muss immer schneller laufen, gleichzeitig werden Software und Maschinen immer komplexer. Wie verändert die Digitalisierung den Wissens- und Kompetenzerwerb für Mitarbeiter in der Produktion?“

Die dynamische Entwicklung der Digitalisierung in der Fertigung erfordert ein lebenslanges Lernen. Will man als CNC-Fachkraft erfolgreich im Beruf bestehen, muss das in der Ausbildung erworbene Wissen immer wieder erweitert werden. Die Lehrpläne müssen kritisch daraufhin überprüft werden, ob sie den Anforderungen der vernetzten Fertigung noch genügen. Im Lauf einer dreijährigen Berufsausbildung entwickelt sich unter Umständen die Technik so schnell, dass der gültige Lehrplan schon veraltet ist. Industrie und Verbände bieten bereits heute Zusatzqualifikationen parallel zur Ausbildung an. Klassische Berufsbilder werden sich nach und nach auflösen, beispielsweise erfordern moderne CNC-Bearbeitungszentren bereits Kompetenzen sowohl im Drehen als auch im Fräsen – und demnächst wohl auch im 3D-Druck.

 

Der Bedarf an Fortbildung wird durch die Digitalisierung dramatisch zunehmen. Prozesse werden sich verändern, neue Tools und Software müssen beherrscht werden. Nur mit der klassischen Präsenzausbildung, bei der Trainer und Trainierende zu festen Zeiten in einem Raum lehren und lernen, wird sich das weder zeitlich noch zu vertretbaren Kosten organisieren lassen. Mitarbeiter erwerben Wissen zukünftig immer mehr über Webinare, Foren, Tutorials, Kollegen-Netzwerke, Wissensdatenbanken und Online-Suchen.

 

Um Probleme bei der CNC-Bearbeitung schneller lösen zu können, werden zunehmend On-the-Job-Recherchen per Internet genutzt. User Foren sowie die einschlägigen Hersteller von Maschinen, Werkzeugen und Steuerungen bieten dazu Materialien in Form von PDFs, Texten, Grafiken und Videos an.

 

Unser Tipp:

Machen Sie sich mit den umfangreichen Recherche- und Hilfemöglichkeiten im Internet vertraut – auch um vertrauenswürdige und seriöse Hilfsangebote von werblichen, unseriösen oder falschen Angeboten unterscheiden zu lernen. Insbesondere Branchenforen, also Internetportale, in denen sich Kollegen zu allen berufsrelevanten Themen vernetzen, bieten viele Möglichkeiten, um Wissen außerhalb traditioneller Formen zu erwerben. Nicht zuletzt können Sie Ihre Erfahrung mit Online-Recherchen auch privat gut nutzen.

 

„Im Umfeld von Werkzeugmaschinen werden verstärkt Roboter eingesetzt – für das Be- und Entladen, optische Inspektion oder auch für spezielle Nachbearbeitungsschritte. Wird das meine Arbeit an der Maschine verändern?“

Automatisierung steigert die Effizienz und so werden die Möglichkeiten moderner, flexibler Roboter verstärkt in der Produktion genutzt. Auch im Umfeld von Werkzeugmaschinen werden Roboter künftig viele Aufgaben übernehmen – vom einfachen Handling bis zu komplexeren Aufgaben innerhalb der Prozesskette.

 

Doch auch im Bereich Robotik verändert die Digitalisierung vieles. Wurden Roboter früher für bestimmte Aufgaben in der Großserie konzipiert und mussten von Spezialisten aufwändig programmiert werden, so kommen heute in vielen Bereichen immer flexiblere, universellere und zunehmend mobile Roboter zum Einsatz. Sie können ihre Werkzeuge/Greifer tauschen und unterschiedliche Tätigkeiten an wechselnden Arbeitsplätzen aufnehmen. Die Idee dahinter: In vielen Bereichen sinken die Losgrößen, die Arbeitsschritte müssen ständig abgewandelt werden. Statt aufwändig programmiert zu werden, können diese Roboter große Teile ihrer Programme über klassisches „Teaching“ erlernen – d.h. ein Mitarbeiter bewegt den Roboter einfach so, wie er es später tun soll und „lehrt“ so die im Prozess erforderlichen Bewegungen und Aktionen. Diese groben Bewegungsmuster werden dann in der weiteren Programmierung nur noch präzisiert und optimiert. So können Roboter flexibler eingesetzt werden und dank moderner Sensorik auch außerhalb von „Käfigen“, unmittelbar neben dem menschlichen Kollegen (Collaborative Robotik) arbeiten.

 

Ein weiterer Trend: Um an Werkzeugmaschinen maximal effizient und genau eingesetzt werden zu können, müssen Roboter und Werkzeugmaschinen synchronisiert werden. Statt über spezielle Robotikprogramme lassen sich Roboter daher in vielen Fällen auch über die CNC-Steuerung der Maschine programmieren. Ein Beispiel sind etwa die Sinumerik Run MyRobot-Funktionen, mit denen sich Roboter z.B. von KUKA oder COMAU über Sinumerik-CNCs steuern lassen.

Unser Tipp:

Als CNC-Experte haben Sie gelernt, in Werkzeugmaschinen komplexe Abfolgen von Prozessschritten über mehrdimensionale Achsbewegungen zu programmieren. Die Programmierung von modernen Robotern erfordert ähnlich Kompetenzen. Im unmittelbaren Einsatzbereich an der Werkzeugmaschinen lassen sich Roboter zudem über CNC-Steuerungen programmieren. Vielleicht ein neues Arbeitsfeld für CNC-Experten?

 

Feedback

Haben Sie Fragen oder einen Themenvorschlag?

Schreiben Sie uns!