Per Datenanalyse die Produktivität tunen

Agile Entwicklung digitaler Maschinen-Services

Die Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH (SW) mit Sitz im baden-württembergischen Schramberg-Waldmössingen ist ein expandierender Hersteller international erfolgreicher Fertigungssysteme. Seit 2003 ist es dem Unternehmen jedoch nicht mehr genug, lediglich ihre hochwertigen Bearbeitungszentren an ihre weltweit verteilten Kunden unterschiedlichster Branchen zu liefern: Der damals noch kaum vorhandene Trend, digitale Dienstleistungen per Cloud Kunden anzubieten, war SW bereits zu jener Zeit ein großes Anliegen. Um jedoch die Entwicklung verschiedener Serviceleistungen und die dazu notwendigen Applikationen für die derzeit global betriebenen und angeschlossenen rund 2.000 Maschinen vorantreiben zu können, bedient sich SW der PREDIX IT-Plattform für das industrielle Internet der Dinge (IIoT).

Kurze Übersicht
Zentrale Maschinendatenverwaltung

Cloudbasierte Erfassung, Speicherung und Analyse von Maschinendaten aus weltweit vernetzten Bearbeitungszentren.

Agile Serviceentwicklung

Flexible Entwicklung und Erweiterung digitaler Maschinen-Services durch modulare Softwarearchitektur und Microservices.

Vorausschauende Wartung

Online-Analyse von Maschinenzuständen zur frühzeitigen Fehlererkennung und Reduzierung von Stillstandszeiten.

Mehr über die eingesetzten Produkte
Predix

Für die Entwicklung der SW CloudPlatform setzte die Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH auf die industrielle IIoT-Plattform Predix.

Historie

Predix war eine industrielle IoT-Software-Plattform (PaaS), entwickelt von GE Digital, der Software- und Serviceabteilung von General Electric

Ganzer Bericht


SW CloudPlatform ist Teil des
ganzheitlichen Dienstleistungskonzepts
„life“und gehört zum
Baustein „life data“.


SW ist einer der führenden globalen Hersteller für Mehrspindel-Bearbeitungszentren. Ihre energieeffizienten Fertigungslösungen finden in der Automobil- und Automobilzulieferindustrie sowie in der Luft- und Raumfahrt, Hydraulik, Pneumatik und auch in der Medizin- und Feinwerktechnik ihren Einsatz. Dazu umfasst das SW-Portfolio ein-,zwei-, drei- und vierspindlige horizontale Bearbeitungszentren. Die verschiedenen Baureihen ermöglichen eine vier- und fünfachsige, wie auch fünfachsig simultane Bearbeitung komplexer Metallwerkstücke.

Neben der Präzisionsbearbeitung von kubischen Werkstücken kleiner bis mittlere Größen, umfasst das Lieferspektrum auch Anlagen für das automatisierte Be- und Entladen der Maschinen mittels Roboterportalen und Lademodulen. Als Lösungsanbieter automatisiert SW heute komplette Fertigungslinien und übernimmt die gesamte Prozessplanung vom Rohling bis zum fertigen Teil. Neben der SW Automation in Tettnang / Deutschland, die auf Automatisierung spezialisiert ist, hat SW auch Niederlassungen in New Hampton / USA, Suzhou / China und in San Luis Potosí / Mexiko. Die Zahl an Niederlassungen und die weltweit über 900 Mitarbeiter zeigen damit auch örtliche Nähe zu den SW-Kunden.

PREDIX bot uns das ausgereifteste, wie auch sicherste industrielle PaaS-System auf dem Markt.

Zitat Jochen Heinz, Bereichsleiter Industrial Data Services bei SW

Predix sichert und skaliert Maschinendaten

Die aktuelle, auf PREDIX basierende SW CloudPlatform überzeugt mit übersichtlichen Visualisierungen, Anbindungsmöglichkeiten von Maschinen und Automatisierungen mit unterschiedlichen Steuerungen und ihrer einfachen Bedienung für die Kunden und das SW-Service-Team. Dabei wird höchster Wert auf die Datensicherheit gelegt, eingebettet in das Security Konzept von Predix. Wer sich allerdings besonders erfreut zeigt ob der neuen und komfortablen Entwicklungs- und Skalierungsmöglichkeiten durch die gebotenen Microservices, ist das Entwicklungsteam rund um Sandra Schuster, Produktmanagerin Industrial Data Services (IDS) bei SW. Sandra Schuster hat gute Gründe dafür …

… und lässt industrielle Service-Anwendungen komfortabel erweitern

Der größte Teil der von SW gelieferten Maschinen ist mit einer SINUMERIK-Steuerung von Siemens ausgestattet. Neuerdings kommen aber auch vermehrt Steuerungen von anderen Herstellern, wie z. B. Bosch oder Fanuc in der Robotik zum Einsatz. Sandra Schuster und das IDS-Team lösten die Aufgabe der Anbindung dieser unterschiedlichen Steuerungen, indem sie eine flexible Schnittstelle mit Hilfe des Predix-Baukastens entwickelten – das SW IoT-Gateway zwischen den Steuerungen der SW-Maschinen und PREDIX. Dieses Gateway ist auch rückwärts kompatibel. Damit können nun sowohl die Maschinensteuerungen jüngster Generation an den neu gelieferten Maschinen als auch jene in bestehenden Kunden-Anlagen problemlos für die Datenübertragung in die neue SW Cloud-Platform angebunden werden.


Sandra Schuster führt dazu näher aus: „Wir entwickeln sämtliche Module unserer SW CloudPlatform mit einer agilen Methodik. Das heißt, dass wir mit hoher Geschwindigkeit und großer Flexibilität in der Softwareentwicklung einen schnelleren Einsatz der Funktionen und somit der Serviceangebote erreichen können. Das ist wichtig, denn wir benötigen schnell das Feedback aus dem Markt, damit wir in die richtige Richtung weiterentwickeln können.

Möglich macht uns dies der Predix-Baukasten – dieser unterstützt uns in allen Programmierphasen der Anwendung äußerst unkompliziert.


Performance-Tab der neustesn SW Cloud-Platform schafft Transparenz über den Betriebszustand der Maschine.


Vielfältige Serviceleistungen über die SW CloudPlatform

„Durch die frühzeitige Anbindung von Maschinen verbessern wir schon heute die Maschinenverfügbarkeit bei unseren Kunden, weil unsere Experten von life help im Servicefall die Maschine sofort online analysieren können. Viele Aufgaben, für die bislang ein Techniker vor Ort notwendig war, können aktuell unsere Servicespezialisten per Datenauswertung erledigen. Müssen sich dennoch die Servicetechniker auf den Weg machen, dann wissen sie bereits beim Einsteigen ins Auto, welcher Fehler vorliegt, wie er behoben werden kann – und sie haben direkt die notwendigen Ersatzteile dabei. Das verkürzt die Stillstandzeiten beim Anwender entscheidend“, führt Jochen Heinz im Detail aus.


Dadurch werden die Gesamtbetriebskosten minimiert und die Kunden werden wettbewerbsfähiger. Natürlich gewinnen die Maschinen und Anlagen von SW durch zusätzliche digitale Serviceangebote an Attraktivität bei ihren Kunden.

Und die Zukunft ist so nah …

Doch SW ist das nicht genug und somit schraubt man die Ansprüche an die eigene Service-Plattform stetig höher. Denn mit der neuen, auf Predix basierenden SW CloudPlatform ist ein Vorstoß in andere Dimensionen problemlos möglich. Da die Zukunft in den großen Datenmengen liegt, die in Millisekunden während der Bearbeitung entstehen und die auf der Maschine im IoT-Gateway vorverarbeitet werden müssen, können aus diesen Daten dann viele Rückschlüsse, auch auf den aktuellen Fertigungsprozess, gezogen werden. Rückverfolgbarkeit, Bauteilequalität oder Oberflächengüte sind nur einige der aktuellen Themen. Bei so viel Motivation und Engagement ist es somit nicht verwunderlich, dass SW bereits an den übernächsten Meilenstein in der Weiterentwicklung ihrer SW CloudPlatform denkt und diesen auch schon klar umreißt.

„Unsere Kunden haben nicht nur SW-Maschinen im Einsatz – diese sind auch oft in ein Automatisierungskonzept mit Folgeprozessen integriert. Normalerweise liefern wir 60% der Maschinen einer Gesamtanlage. In diesen Fällen können wir im Schnitt auf rund 70 % der relevanten Daten zugreifen. Unser nächstes Ziel ist es jedoch, nicht nur unseren Lieferanteil, sondern auch die anderen Maschinen wie z.B. die Entgrat-, Druckprüfoder Waschmaschinen von Drittanbietern, an unsere Service-Plattform anschließen zu können. Und wir haben bereits begonnen, die dafür nötige Software kontinuierlich weiterzuentwickeln und entsprechenden Microservices einzusetzen. Denn das wird die Zukunft sein – höchste Transparenz über die gesamte Fertigung, um damit Qualitäts- und Produktivitätsziele besser als je zuvor erreichen zu können“, zeigt sich Jochen Heinz überzeugt.

Da Novotek Austria seit über 20 Jahren als Partner für Velotic in Deutschland und Österreich tätig ist, wurden wir in die Gespräche mit SW involviert. Schnell reifte dabei gemeinsam die Idee, die von SW definierten Use Cases und Entwicklungen gemeinsam breiter zu vermarkten und weiteren Maschinenbauunternehmen zugänglich zu machen.

Harald Taschek, Geschäftsführer von Novotek Austria

Erfahrungen teilen mit neuen Partnern

„Da Novotek Austria seit über 20 Jahren als Partner für Velotic in Deutschland und Österreich tätig ist, wurden wir in die Gespräche mit SW involviert und relativ schnell reifte gemeinsam die Idee, die von SW definierten Use Cases und Entwicklungen gemeinsam breiter zu vermarkten und weiteren Maschinenbauunternehmen zugänglich zu machen. Novotek Austria fungiert als Systemhaus zur Integration und Anpassung der Lösung an den jeweiligen Kunden/ Partner. Individuelle Weiterentwicklungen durch Novotek sind ebenfalls geplant. Als erster Kooperationspartner konnte ein Branchen-Primus im Bereich Werkzeugmaschinen gewonnen werden“, umreißt Harald Taschek die Möglichkeiten des neuen Geschäftsmodelles.


Anwender

Die Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH (SW) mit Sitz im deutschen Schramberg-Waldmössingen ist Hersteller von Mehrspindel-Bearbeitungszentren und kompletten Fertigungssystemen, welche in der Automobil- und Automobilzulieferindustrie sowie in der Luft- und Raumfahrt, Hydraulik, Pneumatik sowie in der Medizin- und Feinwerktechnik ihren Einsatz rund um den Globus finden. Neben der SW Automation in Tettnang / Deutschland, hat SW auch Niederlassungen in Detroit / USA, Suzhou / China und in San Luis Potosí / Mexiko.


Häufig gestellte Fragen:

Wie können Maschinenbauer digitale Services für ihre Kunden entwickeln?

Maschinenbauer können Maschinendaten über industrielle IoT-Plattformen erfassen, zentral speichern und analysieren. Auf dieser Grundlage lassen sich digitale Anwendungen entwickeln, beispielsweise für die Maschinenüberwachung, Zustandsanalyse und vorausschauende Wartung. SW nutzte dafür die industrielle Cloud-Plattform Predix als technologische Basis für die eigene SW CloudPlatform.

Welche Vorteile bietet die Cloud-Anbindung von Industriemaschinen?

Durch die Cloud-Anbindung können Maschinendaten zentral erfasst und standortunabhängig ausgewertet werden. Unternehmen erhalten einen besseren Überblick über Maschinenzustände, Produktionsabläufe und mögliche Störungen. Gleichzeitig können Serviceteams bei Problemen online auf relevante Daten zugreifen und gezielter reagieren.

Wie unterstützt die Datenanalyse die vorausschauende Wartung?

Die kontinuierliche Analyse von Maschinen- und Betriebsdaten hilft dabei, Auffälligkeiten und mögliche Störungen frühzeitig zu erkennen. Serviceteams können Fehler bereits aus der Ferne analysieren, notwendige Maßnahmen vorbereiten und Ersatzteile gezielt mitbringen. Dadurch lassen sich ungeplante Stillstände und Servicezeiten reduzieren.

Wie können Maschinen unterschiedlicher Hersteller in eine gemeinsame IoT-Plattform integriert werden?

Über ein industrielles IoT-Gateway und entsprechende Schnittstellen lassen sich Maschinendaten aus unterschiedlichen Steuerungen erfassen und an übergeordnete Plattformen übertragen. Bei SW wurde eine flexible Schnittstelle entwickelt, um neben Siemens-Steuerungen auch Systeme anderer Hersteller wie Bosch und Fanuc anzubinden.

Wie unterstützt Novotek Maschinenbauer bei der Entwicklung digitaler Services?

Novotek unterstützt Unternehmen bei der Konzeption, Integration und Anpassung industrieller Digitalisierungslösungen. Dazu gehören die Vernetzung von Maschinen, die Integration unterschiedlicher Steuerungen und IT-Systeme sowie die Entwicklung individueller Softwareanwendungen und datenbasierter Services.