Zeit ist Geld – dies gilt insbesondere für die sogenannte Time-to-Market, also die Zeitspanne zwischen Produktentwicklungsbeginn und Markteintritt, die es nach Möglichkeit zu verkürzen gilt. Denn durch eine frühzeitige Markteinführung vor der Konkurrenz werden die Umsatzerlöse maximiert. Der wirtschaftliche Erfolg eines Produkts hängt somit entscheidend von einer kurzen Time-to-Market ab.
Eine Schlüsselbranche für die Erreichung zeit- sowie kostenoptimaler Produkteinführungen stellt der Werkzeugbau dar. Eine Analyse möglicher Zeit- und Kostenpotenziale der Werkzeugerstellung ergibt, dass ein hoher Zeit- und Kostenaufwand im Serienanlauf anfällt. Am Beispiel blechverarbeitender Werkzeuge zur Herstellung von PKW-Außenhautteilen nimmt dieser bis zu 44 % der Zeit und 32 % der Kosten der Werkzeugentstehung ein. Dies führt wiederrum zu einer Verlängerung der Time-to-Market und so zu einer schlechteren wirtschaftlichen Verwertung des Produkts.
Herausforderungen der Werkzeugqualifizierung
Im Serienanlauf von Werkzeugen soll die zuverlässige Fertigung der Bauteile in reproduzierbarer Serienqualität erreicht werden. Zu diesem Zweck werden Prozesssimulationen eingesetzt, die jedoch alleinstehend häufig nicht zur finalen Qualitätssicherung ausreichen. Daher werden iterative Qualitätsschleifen, sogenannte Qualifizierungszyklen, durchgeführt. Die Anzahl aller erforderlichen Qualifizierungszyklen sowie die Komplexität der einzelnen Qualifizierungszyklen führen oftmals dazu, dass der Serienanlauf von Werkzeugen einen außerordentlich kosten- und zeitintensiven Prozessschritt darstellt.
Die Komplexität spiegelt sich insbesondere in der Zusammenarbeit vieler Mitarbeiter unterschiedlicher Abteilungen sowie einer hohen Anzahl relevanter Prozessparameter und gebundener Ressourcen wider. Häufig liegt aufgrund einer hohen Schnittstellenanzahl eine geringe Informationstransparenz aller Beteiligten vor, sodass notwendige Korrekturmaßnahmen durch lange Warte- und Liegezeiten gekennzeichnet sind, die die Time-to-Market verlängern. Zusätzlich ist während des gesamten Anlaufs ein hohes Maß an Erfahrungswissen notwendig. Angefangen bei der Auswahl der korrekten Messstrategie zur Kompensation geringer Eigensteifigkeiten bis hin zur Auswahl der geeigneten Korrekturstrategie hat das Know-how der Mitarbeitenden einen sehr starken Einfluss auf Erfolg und Umfang der Werkzeugkorrektur.
Kennzahlen-Report für Werkzeug-, Modell- und Formenbau
Mit digitaler Prozessunterstützung die Time-to-Market verkürzen
Eine Maßnahme, die diese Herausforderungen adressiert und so erheblich zur Reduzierung der Kosten- und Zeitaufwände beitragen kann, bildet die digitale Prozessunterstützung. Diese ermöglicht eine wesentliche Steigerung der Prozessbeherrschung, indem die Informationentransparenz gesteigert, der Einsatz der Mitarbeitenden flexibilisiert und Kommunikationsprozesse koordiniert werden.
Denkbar ist, die digitale Prozessunterstützung in Form einer mobil abrufbaren unternehmensinternen Plattform umzusetzen. Ziel sind dabei eine verbesserte Synchronisation der am Anlauf beteiligten Entitäten sowie die anforderungsgerechte Speicherung und Bereitstellung von Erfahrungswissen. Der schematische Ablauf der digitalen Prozessunterstützung des Serienanlaufs lässt sich dabei in sieben Schritte unterteilen.
Eine erfolgreich in der Praxis angewendete digitale Prozessunterstützung im Serienlauf stellt die Qualifizierungs-App der WBA Aachener Werkzeugbau Akademie GmbH (WBA) dar, deren Ablauf folgend exemplarisch erläutert wird.
- Zu Beginn ruft der Mitarbeitende das Werkzeugprojekt über z. B. eine mobile Applikation auf. Initial muss eine Iteration bzw. ein Qualifizierungszyklus hinzugefügt werden. Neben der Abfrage allgemeiner Informationen der Iteration, wie z. B. beteiligte Mitarbeiter, werden Anlage- und Materialkennwerte dokumentiert.
- Über eine werkzeugspezifische Checkliste werden anschließend relevante Prüfparameter abgefragt, die entsprechend des Erfüllungsgrads zurückgemeldet werden. Im Falle einer Abweichung besteht die Möglichkeit, diese zu dokumentieren. Abweichungen liegen daraufhin zentral in der Plattform vor und können von allen Abteilungen eingesehen werden.
- Zur Korrektur der Bauteilabweichungen werden im nächsten Schritt Maßnahmen definiert. Durch Angabe von Verantwortlichkeiten, Terminen und Nacharbeitungsaufwänden können Maßnahmen nachverfolgt werden.
- Nach der Durchführung einer Maßnahme - wie beispielsweise die Optimierung des Blecheinzugs oder das Nachfräsen von Oberflächen - wird deren Wirksamkeit bewertet. Dies dient der inhaltlichen Optimierung der digitalen Prozessunterstützung.
- Sollte eine Maßnahme zur Korrektur einer Abweichung geführt haben, wird bei entsprechender Ähnlichkeit zukünftiger Abweichungen die erfolgreiche Maßnahme automatisch vorgeschlagen.
- Die Wissensrückführung in die einzelnen Abteilungen wird in Form von Werkzeugnachbesprechungen und einer projektspezifischen Fehlercheckliste sichergestellt. Für weiterführende Informationen oder eine Diskussion steht die WBA gerne zur Verfügung.
Wolfgang Boos, Christoph Kelzenberg, Christoph Ebbecke, Julian Trisjono
