Know-how

Automatisierte Betriebsabläufe fördern die Konsistenz und maximieren die Effizienz

„Meine Mission ist einfach“, sagt Roman Dreussi, Gruppenleiter für F&E im Bereich Fertigung und seit 22 Jahren bei Timken tätig. „Es geht darum, die Variation aus jedem Produkt und jedem Prozess herauszunehmen.“

Durch die Nutzung physischer und digitaler Automatisierung rationalisieren Timken Ingenieure die Fertigung, um die immer anspruchsvolleren Kundenspezifikationen und Zeitpläne zu erfüllen und gleichzeitig Materialien zu sparen und die Effizienz zu verbessern.


Roman Dreussi
Gruppenleiter, Fertigungs-F&E

Standort:
Unternehmenszentrale, Ohio, USA

„Bei Timken sind wir mit der physischen Automatisierung der Bewegung von Teilen in, aus und entlang der Produktionslinie gut vorangekommen. Ich bin gespannt, was wir erreichen können, wenn wir die Datenautomatisierung nutzen, um die Qualität unserer Produkte und die Zuverlässigkeit unserer Kundenzusagen zu verbessern.“


Timken hat eine lange Tradition in der Automatisierung von Abläufen, um Effizienz zu erzielen. Das Unternehmen hat diese Tradition der hochmodernen Fertigung beibehalten und sich einen guten Ruf für Zuverlässigkeit und erstklassige Produkte aufgebaut. Heute stehen unsere Anlagen wie das Werk für metrische Kegelrollenlager (TRB) in Prahova, Rumänien und unsere Produktlinien für großbohrige Lager zur Unterstützung der Windenergie in Wuxi und Xiangtan in China an der Spitze einer kontinuierlichen Entwicklung.

Mehrwert für einen subtraktiven Prozess

„Was auch immer unsere Ingenieure entwerfen, wir müssen nach genauen Spezifikationen fertigen“, sagt Dreussi. „Ein spezielles Profil kann zum Beispiel erforderlich sein, um ein Lager kraftstoffsparend zu machen.“ Um diese Ziele zu erreichen, kommt die über 100-jährige Erfahrung von Timken in Schleif- und Endbearbeitungsprozessen ins Spiel, beginnend mit dem sogenannten „Hartmaterial“.

Rohstahl wird zunächst zu einem groben Lagerring verarbeitet. Es folgt eine thermische Behandlung. Dies führt zum sogenannten „Schwarzmaterial“ – weil der Stahl gehärtet wird, bis er eine schwarze Beschichtung aufweist.

Es folgen die Verfahren zum Schleifen und zur Endbearbeitung – Prozesse, bei denen Material abgetragen wird, um den endgültigen Lagerring herzustellen. „Es ist eine Sache, das zu machen, wonach unsere Produktdesigner suchen“, sagt Dreussi. „Es ist eine andere Sache, es schnell durchzuführen und gleichzeitig die Standards für Qualität, Konsistenz und Zuverlässigkeit bei minimalem Ausschuss zu erfüllen.“

Um einen kontinuierlichen Mehrwert zu schaffen, erfassen Dreussi und sein Team an jedem Punkt während des Fertigungsprozesses Daten. Anhand dieser Daten treffen sie Entscheidungen darüber, wo gute Investitionen Probleme lösen, Abläufe rationalisieren und Kosten senken können.

Rationalisierung der Prozesse vom „Schwarzmaterial bis zur Verpackung“

Die neue Werkzeugmaschinentechnologie im Werk Prahova ist ein Beispiel dafür, wie Investitionen in die Fertigung bei Timken drastische Zeit- und Kosteneinsparungen bewirken und den Unternehmenswert steigern können.

„In unseren alten Fabriken sieht man viel Bedienerinteraktion“, sagt Dreussi. „Zum Beispiel verschleißen die Schleifscheiben, die zum Schleifen des Lagerinnenrings verwendet werden, so schnell, dass das Schleifmittel ein- bis zweimal pro Stunde manuell nachgefüllt werden muss.“

Mit der neuen Werkzeugmaschinentechnologie können komplette Teile mit minimalem menschlichen Eingriff hergestellt werden. „Der Weg des Schwarzmaterials von der Fertigungslinie bis zur Verpackung im typischen schwarz-orangefarbenen Timken-Karton nimmt nur 30 bis 45 Minuten in Anspruch“, sagt Dreussi. „Zu beobachten, wie aus einem Rohprodukt in so kurzer Zeit fertige Lager werden – das ist schon beeindruckend.“


Das neue Werk von Timken in Prahova verfügt über hochentwickelte Computersteuerungen, Robotertechnik und Automatisierung, die die moderne Fertigung auf eine neue Stufe heben.


Mit weniger mehr erreichen

In den neuen Timken Werken erhöhen Anlagenplaner außerdem die Effizienz und Konsistenz, indem sie weniger Maschinen einsetzen. Eine Maschine kann jetzt Schleifoperationen bewältigen, für die früher vier Maschinen benötigt wurden.

Letztendlich ist das Ziel eine möglichst hohe Produktivität. „Fachkräfte sind knapp, und die Mitarbeiterfluktuation in Anlagen mit hohem Bedienereingriff steigt“, sagt Dreussi. „Wir brauchen zwar Mitarbeiter, aber die Automatisierung verbessert die Produktkonsistenz und erhöht die Effizienz, indem Variation vermieden wird.“

„Wir streben nach maximaler Effizienz“, sagt er. „Sie richten die Produktionslinie ein, alle gehen weg und sie läuft stundenlang ohne jegliche Eingriffe. Wenn uns das gelingt, habe ich meinen Job gut gemacht.“

Nächster Punkt: Den Wert all dieser Daten erkennen

Er Dreussi geht davon aus, dass die Automatisierung der Datenerfassung – die Grundlage von Industrie 4.0, der Fertigungsversion des Internets der Dinge – einen noch größeren Nutzen bringen wird.

Beispielsweise liegen dem „Rezept“ für jeden Arbeitsgang Schleifvariablen – sogenannte Prozessparameter – zugrunde. Dieses Rezept hilft dem Team, die geschäftlichen Auswirkungen zu verstehen, wenn ein Bediener die Parameter ändert.

„Früher bin ich überall hin geflogen, um die Daten physisch zu sammeln“, sagt Dreussi. „Mithilfe dieser neuen Maschinen erhalte ich sie automatisch und kann sie von meinem Schreibtisch aus überprüfen. Ich weiß in Echtzeit, wie lange jeder Vorgang dauert, wie viele Teile eine Linie produziert und wie sich die Zykluszeit während eines Produktionslaufs entwickelt.“

Jetzt, da sie Daten zur Hand haben, sucht das Team nach Möglichkeiten, diese optimal zu nutzen. „Mit KI und maschinellem Lernen befindet sich die Industrie an der Spitze des Eisbergs“, sagt Dreussi. „Alle reden davon, aber die Lösungen mit echtem Mehrwert sind noch in der Entwicklung.“

„Bei Timken sind wir mit der physischen Automatisierung der Bewegung von Teilen in, aus und entlang der Produktionslinie gut vorangekommen“, sagt er. „Ich bin gespannt, was wir erreichen können, wenn wir die Datenautomatisierung nutzen, um die Qualität unserer Produkte und die Zuverlässigkeit unserer Kundenzusagen zu verbessern.“


Erfahren Sie, wie unser Werk in Prahova hochentwickelte Methoden zur Wärmebehandlung und Endbearbeitung nutzt, um die Technologie der Kegelrollenlager in metrischen Größen voranzutreiben.