PASCAM WoodBlog

Der Begriff Nachhaltigkeit ist heutzutage nicht nur in jeder politischen Rede zu finden, auch die Wirtschaft hat diesen Begriff entdeckt. In das ist im Zuge des Klimawandels sicher auch nicht verkehrt. Zu beachten ist aber in jedem Fall, dass der Begriff immer ganzheitlich betrachtet wird. Daher sollen hier mal 2 Aspekte gegenübergestellt werden.

Viele Bearbeitungen an einem Holzteil sind meist sehr einfach, z.B. nur Bohrungen, evtl. mit eingeleimten Dübeln oder anderen einfachen Verbinder. Oftmals sind aber auch komplexere Fräsbearbeitungen, z.B. für Beschläge, Einbausituationen oder Formteile, notwendig. Daher hat man bis dato oftmals eine Ein-Maschinen-Lösung mittels einer leistungsfähigen CNC-Maschine angestrebt. Der Vorteil ist klar: Einmal drauf, alles fertig. Dies hat Fertigungsabläufe vereinfacht und die Gefahr von Beschädigung des Bauteils minimiert. Also alles gut. War die Maschine überlastet, hat man meist eine gleiche, 2. Maschine angeschafft, um die bestehenden Daten weiter zu verwenden.

Wenn man sich das nun aber genauer betrachtet, stellt man fest, dass eine aufwendige, meist auch schwere Maschine die meiste Zeit mit simplen Bohrungen beschäftigt ist. Und bei den Fräsungen immer der aufwendige, schwere Bohrkopf mitgeschleift wird. Würde man nun bei einer Überlastung der ersten Maschine einfach eine 2., einfach und nur auf Bohrungen spezialisierte einsetzen, könnte man die große Fräse entlasten und sich auf ihre Kernkompetenz reduzieren. Die Fräse wäre leicht, da der Bohrkopf in der 2. Maschine ausgelagert ist. Diese kann wesentlich einfacher ausgeführt wird, da sie keine große Werkzeugkräfte aufnehmen muss. Teile, die nur Bohrungen bekommen, können an der Fräse vorbeigeschleust werden, wodurch diese zusätzlich entlastet wird. Das ist dann ein klassischer Maschinenverbund. Ich denke jedem leuchtet ein, dass hierbei der Energieverbrauch pro Bauteil geringer sein wird. Leider kann ich das nicht in Zahlen fassen, ist ja auch Produktspezifisch, aber es wird was bringen.

Um nun den Maschinenverbund produktionssicher im Griff zu haben, sind im Vorfeld meist moderne, I4-taugliche Ansätze, notwendig. Die CNC-Aufbereitung muss dies nicht nur selbstständig optimieren, sondern auch den übergeordneten Systemen wie PPS oder FLS zur Verfügung stellen. Das geht heute auch Maschinenhersteller übergreifend, was die Flexibilität zusätzlich erhöht.

Neben der Energieersparnis ist sicherlich auch die Abnutzungsverringerung aufgrund geringerer Massenbewegung noch zu nennen, womit die Maschinen länger im Einsatz sein können.

Und damit sind wir bei einem anderen Aspekt. Denn das Erzeugen der Maschinen kostet natürlich auch Energie. Kann aber die Hauptmaschine einfacher ausgeführt werden oder muss eh eine 2. Maschine angeschafft werden, sind wir eher auf der Haben Seite, d.h. es ist Nachhaltiger einen Maschinenverbund aufzubauen. 

Interessanter wird das Ganze noch in vielen Spezialfällen, wodurch dann Spezialmaschinen aufgrund der Einbettung in viele Maschinenverbünde die Auslastung pro Maschinen gesteigert werden kann. Nachhaltiger geht's kaum noch.

Zu guter Schluss noch ein Gedankengang: Wenn man Teile teilweise Fremdfertigen lässt, kann man diesen externen Fertiger auch in den Maschinenverbund einbinden und ihm entsprechende Daten zur Verfügung stellen. Damit kann man Rückrufe sparen. Denn auch ein Telefonanruf kostet Strom 😊

Die Digitalisierung der Produktion verspricht Flexibilität, Sicherheit und dass alles besser wird. Nur stellt sich die Frage, wie soll meine starre Fertigungsstraße flexibel werden? Kurze Antwort: das geht nur durch physikalische Änderungen. Und hier greift der Maschinenverbund, auch manchmal als Matrix-Fertigung bezeichnet.

Was steckt nun hinter dem Wort:

Zuerst sieht man alle Maschinen als Einzelmaschinen an. Dann überlegt man, welche Maschinen physikalisch zusammengestellt werden können. d.h. nicht unbedingt, dass man Maschinen in der Werkhalle verschiebt, sondern auch dass Teile transportiert werden. Was bei Holzigen nicht immer einfach ist. Dabei kann es eben auch verschiedene Kombinationen geben, wobei manche Maschinen in vielen Kombinationen drin sind, manche nur in einer. Jede Kombination ist nun ein solcher Maschinenverbund. 

Nun müssen die maschinenspezifische Postprozessoren analysieren, was sie fertigen können. Das alles wird dann von einem nachgeschalteten Prozess zusammengetragen und die hinsichtlich Maschinenverbünde geprüft. Die Ergebnisse werden dann meist in Datenbanken der Fertigung zur Verfügung gestellt. Die CNC-Programme für jede Maschine kann dabei pro Maschinenverband spezifisch sein oder, soweit möglich, mittels konfigurationsspezifische Schalter generalistisch ausgebildet sein. 

Ein weiterer Vorteil dieser Vorgehensweise ist noch, dass man manuelle Arbeitsplätze mit einbaut, quasi einen Hand-Postprozessor mit einbindet. Dieser kann dann zusätzliche Informationen oder Dokumente für diesen erstellen und zur Verfügung stellen. Quasi ein CNC-Programm für Menschen.

Insbesondere bei der Flexibilisierung der Produkte und deren individuellen Fertigung mit Arbeitsteilung stellt ein Maschinenverbund mit allen für die Fertigung des Produktes relevanten Aktionen als Maschinenverbünde eine enorme Verbesserung der Maschinenauslastung, Flexibilisierung von Fertigungsabläufen und Verbesserung der Fertigungsqualität und verbesserten Arbeitsbedingungen ein enormes Potential dar.

Voraussetzung für das Gelingen eines solchen Vorhabens ist in jedem Fall, dass die Daten aus einer Quelle stammen und dadurch keine Mehrfachinterpretation stattfindet. In jedem anderen Fall kann nicht mehr gewährleistet werden, dass eine vollständige Bearbeitung des Produktes durchgeführt wird.

In einem weiteren Blog wollen wir uns mal den Aspekt der Nachhaltigkeit einen Maschinenverbundes anschauen.

Und daran ist mal nicht unsere Politik Schuld - nein, es sind unsere Köpfe und Leute, die es immer noch nicht verstanden haben. Wie komme ich dazu?

Nun ja, die Digitalisierung ist was Neues, die Entscheider Generation ist nicht damit aufgewachsen, aber man will ja modern sein. Darum haben wir ja zuerst einen PC, dann ein Handy und jetzt ein Smartphone. Dann wischen wir uns durch (A)soziale Medien, glauben manchem, halten einiges für Fake, anderes für die Wahrheit. Und das ist dann Digital. Unsere jüngste Genration kennt ja anscheinend die analoge Welt nicht mehr (Telefon mit Wählscheibe - ist das ein Ufo?). Ziemlicher Blödsinn. Beides ist schlicht und einfach falsch. Und nur Bestandteil von Leitartikeln und Romanen.

Was ist dann digital und wie kommen wir da weiter? Als erstes müssen wir mal verstehen, dass, wie immer, die Welt nicht Schwarz oder Weiß ist, sondern jegliche Farben dazwischen. So gibt es keine analoge oder digitale Welt. Klar will uns die Datenhaie überm Teich gerne weismachen, wie schön diese digitale Welt doch ist - und ich erinnere mich immer dabei an den Zeichentrickfilm Wolly - zum Glück habe ich noch analoge Kinder. Alle digitale Systeme sind nur Werkzeuge wie ein Hammer oder ein Rad, nicht mehr. Klar, nimmt uns ein Taschenrechner viele lästige, wiederkehrende Aufgaben ab. doch er erfindet keine neuen Zahlen oder Rechenaxiome. Ein Mathematiker macht das, viele sogar jeden Tag.

Diese digitalen Werkzeuge sind manchmal sehr einfach wie ein Hammer, manchmal aber auch recht komplex - wie z.B. ein vollsynchronisiertes 4 Gang Getriebe. Natürlich erzeugt die digitale Welt immer neue Hypes. Ist ja einfach, die Leute hinterfragen ja vielen nicht. So auch z.B. damals als "War of the world" als Hörspiel in Echtzeit ausgestrahlt wurde und viele das Ende der Welt sahen - das Medium war für die noch neu und glaubten alles, was da berichtet wurde. So ist es aktuell mit der KI. Ja, es müssen mittlerweile auch im digitalen Bereich neue ethische Fragen beantwortet werden - Kind oder schwangere Frau bei einem Kollisionsvermeidungssystem. Die 3. Option, nämlich selber einfach gegen einen Baum zu fahren wird dabei nie erwähnt. Wäre aber letztendlich ethisch die einzige korrekte Antwort.

Erst wenn wir verstehen, dass es super cool ist, mit einer Wetter-App den Regen 5 Minuten korrekt vorherzusagen, hat das Digitale gesiegt. Natürlich ist eine Videokonferenz für viele, die nicht mehr mobil sind, eine riesige Hilfe und erlauben ein neues Lebensgefühl. Natürlich ist es toll, wenn wiederkehrende Arbeit von Computern sicher durchgeführt wird. Natürlich schaffen wir, dass ein autonomes Fahrzeugt sicherer und regelkonformer uns zum Ziel bringt, wie die meisten (deutschen) Autofahrer.

Also fangen wir an zu verstehen, dass Digital erst mal nur Werkzeug heißt, in einem Werkzeugkasten, der vermutlich virtuell ist. Dann haben wir einen ersten Schritt in das neue Jahrtausend geschafft. Dann schauen wir mal, was dann folgend wird. Dazu in einem weiteren Blog mehr dazu.

Nun wollen wir mal beleuchten, welche Auswirkungen ein digitales Möbelhaus auf die Fertigung hat. Wir im vorigen Beitrag erwähnt, ist ja durch die Individualisierung eine Produktion auf Halde kaum mehr möglich oder sinnvoll. Doch sieht dann die Produktion aus, die Lieferkette, die Planung etc.

Bei einer Produktion auf Halde kann man die einzelne Produktionsstationen recht gut entkoppeln. Man kann bei Lieferanten rechtzeitig Teile bestellen, der Materialbedarf kann einfach überschlägig vorbestimmt werden, die Preisfindung ist gut vordefinierbar. Die Produktion ist gut eingelaufen, jeder weiß, was er zu tun hat. Produktumstellungen sind etwas aufwendig, aber es läuft sich alles wieder ein, die Stückkosten sind niedrig.

Das alles aufgeben, das wird doch zu teuer, oder? Nein wird es nicht, wenn man die einzelnen Produktionsstation einfach anders koppelt. Dabei muss man die lose Kopplung nicht unbedingt aufgeben, aber eine ganzheitliche Betrachtung ist in jedem Fall unabdingbar. Und dann haben viele seitherige Kopplungen vollständig ausgedient. Daten sind das Zauberwort. Und die müssen fließen, direkt, sicher und schnell. Und dadurch bedarf eben gut definierte und stabile Schnittstellen, die das hergeben. Und das ist dann kein Fax mehr.

Mit dem Zulieferer redet man dann über Push- oder Pull-Systeme (erklär mal später, was man damit meint), man arbeitet mit Teilebeschreibungen auf digitaler Ebene, was durchaus komplette CNC-Programme sein können. Der Begriff verlängerte Werkbank hebt man damit einfach auf digitale Ebene.

Diese ganzen Systematiken auf Maschinen, Kommunikation und Rechnerebenen bekommt man eigentlich in so einem Ansatz recht gut in Griff, wenn man zuvor eine solides (Daten-)Modell aufgebaut hat. Die größte Hürde ist immer die Intelligenz dazwischen, der Mensch, der Mitarbeiter. 

Gerade die Fertigung neigt oftmals dazu, Dinge nicht zu ändern, weil man sich selber auf neue Abläufe, Handling, Darstellungen einstellen muss. 

Ein schönes Beispiel hierzu ist ein reales Ereignis vor ein paar Jahren. Ein Meister hat aufwendig mit Excel sich Fertigungsunterlagen für ein Produkt erstellt, welches er recht aufwendig immer wieder manuell anpasste. Aber das hat seit 10 Jahren super funktioniert. Nun kam da eine junge Dame, hat das Ganze in einem parametrischen CAD-Modell abgebildet und generiert die Excel-Tabellen fix und fertig aus dem CAD, das Ganze in einem Gesamtaufwand von 1/20 wie es der Meister draußen seither machte. Mit weiterem Potential der Automatisierung. Bei der Präsentation des Projektes warf der Meister ein, dass man so nicht arbeiten könne, da das erste Sheet in der Excel-Datei immer genau so aussehen müsste, wie bei ihm, wegen der Übersicht. Das war zugegebenermaßen bei dem Ergebnis der jungen Dame nicht so, das hatte sie übersehen. Schnell korrigiert und nochmals vorgestellt, doch dann hörte ihr schon keiner mehr zu. Warum? Ich weiß es bis heute nicht, aber ein Mitarbeiter hat sich dagegen gewehrt und er hat sein Himmelreich weiter zur Verfügung. Eine ganzheitliche Sichtweise mit einem großen Benefit für die Firma wird dadurch vereitelt. Das finde ich immer noch persönlich als sehr schade. Zumal das genannte Beispiel leider nicht das einzigste ist, das ich live erlebt habe.

Daher werde ich mich mit dem Thema sicherlich in einem weiteren Blog dazu wieder zu Wort melden.

Neulich las ich mal wieder eine Presseveröffentlichung. Die Politik hat mit der Wirtschaft einen Digitalisierungspakt vereinbart. Und es gibt natürlich hierzu ein Förderprogramm. Also Geld. Als alter Digitalisierer frag ich mich, wann endlich die Analogen verstehen wie Digitalisierung eigentlich funktioniert. Und da komme ich immer wieder zuerst an einen recht alten, aber immer noch wahren Begriff, der nicht nur auf die Digitalisierung anwendbar ist: Das Investitionsdelta.

In der obigen Grafik habe ich es mal bildlich aufgezeigt, was man darunter verstehen kann. Da würde mir sofort jeder Manager und Politiker, Gewerkschafter und Unternehmensberater recht geben und zur Bank rennen, Fördertöpfe aufmachen, Arbeitsplatzabbau befürchten und umstrukturieren. Denn sie machen da alle einen Fehler: Investition hat erst mal nix mit Geld oder Effektivitätssteigerung zu tun, sondern ist eine Philosophie, ein Ethos, ein soziales Miteinander.

In der Grafik wird beispielhaft die Investition anhand der Konstruktionsebene betrachtet. Macht man einen Wechsel von der klassischen 2D-Zeichnung zu 3D ist das bei weitem nicht nur ein Wechsel eines CAD-Systems. Ja, oftmals wird dies so singulär betrachtet. Argument des CAD-Vertriebs: Man kann Probleme früher erkennen, besser betrachten, erreicht fehlerfreiere Konstruktionen. Sicherlich alles nicht unrichtig, doch aus unternehmerischer Sichtweise bei weitem nicht ausreichend. Dann schickt man die Konstruktionsabteilung zur Schulung, und nach 1-2 Wochen sind alle 3D. OK, ehrliche Vertriebsfirmen nennen da einen längeren Zeitraum, da man ja das in der Firma umsetzen muss. Und dann wird alles besser sein. Und gerade im Holzumfeld ist das leider nicht immer so, also eher seltener so, da die Konstruktion an sich ja nicht so schwierig ist, zumindest wenn man rechteckige Korpusse macht. Angeblich. Und dann beschwert sich der Chef, dass die Investition sich wohl nicht so rechnet. Was passiert da, ist Digitalisierung also nur was für die „Komplexen“, die „Industrie“?

Bei weitem nicht. Ich gehe sogar soweit, dass es dort am wenigsten bringt. Das Problem ist, dass wir verstehen müssen, dass eine Investition mehr ist als nur Geld auszugeben, eine Abteilung zu schulen, und dann dem Ganzen ein wenig Zeit zu geben.

Bei einer Investition geht man immer von einem IST-Zustand aus und will zu einem Soll-Zustand, also z.B. von der 2D-Zeichnung zu einem 3D-Volumenenmodell. Dieser Sprung bedarf, ja, sicherlich neuer Software, Schulung und evtl. Unternehmensberatung. Doch ist weitaus mehr notwendig. Die „Firma“, also alle Mitarbeiter, die Produkte, die Produktionsweise, Maschinen, Management und die Köpfe müssen mit dem „neuen“ klarkommen. Man muss damit leben, man muss die neuen Stärken und Schwächen verstehen, kennen und damit umgehen. Denn eine Investition bedeutet immer Veränderung, und das nicht nur an einer Stelle, sondern an jeder.

D.h. der Sprung von einer Investitionsstufe zur nächsten, also das Delta, muss überwunden werden. Dabei muss man verstehen, dass dieses Delta nicht zu groß ist. Es muss überschaubar sein, es muss im Unternehmen insgesamt umgesetzt werden, in jeder Abteilung, in jedem Kopf. Wenn dabei irgendetwas, also Abteilung, Menschen, Prinzipien, nicht mitgenommen wird, ist das Gesamtprojekt als gescheitert zu bezeichnen. Die Effizienz wird nicht erreicht, es entsteht Unzufriedenheit, es wird nur das Negative des Neuen gesucht und gefunden. Widerstände im Unternehmen steigen.

Leider ist es auch so, wenn man von einer Investitionsstufe zur nächsten will, wird das Delta immer größer, dadurch die Herausforderungen immer größer. D.h. wenn der Sprung zu groß ist, kann es nicht funktionieren, der nächste Sprung wird noch weniger funktionieren. Es muss immer mehr Energie in die Widerstände im Unternehmen notwendig. Warum ist es so: Die Auswirkungen werden immer ganzheitlicher, da ja immer mehr in die Digitalisierung eingebunden wird.

Und nochmals: Es geht in keinster Weise um Geld von Banken oder Fördertöpfe, es geht nicht darum, Arbeitsplätze abzubauen, sondern genau andersherum, Arbeitsplätze zu halten, Geld zu verdienen.

Wichtig dabei: Schulungen sind nur dazu da, die neue Infrastruktur zu nutzen, nicht mit ihr zu arbeiten. Das sind die Köpfe. Nur wenn alle diese „Transformation“ mitmachen und leben, ist man als Betrieb in der Lage, dieses Investitionsdelta abzuarbeiten.

Nur ein kleines Beispiel, woran z.B. eine Digitalisierung massiv Probleme machen kann: Mein Vater hatte Hände die mindestens doppelt so groß waren wie meine, eben von manueller Arbeit geprägt. Wie soll solch ein Mann ein kleines Mäuschen vernünftig an einem Bildschirmarbeitsplatz bedienen, um z.B. ein 3D Modell zu betrachten, um zu verstehen, wie man das Möbel zusammenbaut? Wenn er einen Linksklick auslöste, waren eigentlich immer alle 2 Tasten und das Rädchen gleichzeitig gedrückt. Zum Glück gibt es heute Touchscreen, damit geht es besser, wenn das alles eben nicht so filigran ist. Für ihn selber war daher ein Computer nix positives, hat aber die Digitalisierung massiv weitergetrieben, und das in einem 5 Mann Handwerksbetrieb. Wahnsinn. Da sieht man: Ein guter Ansatz, von 2D auf 3D zu wechseln ist toll, doch wenn man das alles bis zum Ende macht, kommen ganz andere Hürden auf einen zu. Und für solch einen Mann extra eine 2D-Zeichnung anzufertigen – das ist dann von mir ohne Kommentar.

Also, bei jeder Investition nicht nur das Geld, sondern das Ganze betrachten, die Veränderung im System betrachten. Und um die Firma nicht zu überfordern, darf dieses Delta nicht größer sein, wie das schwächste Glied in der vorgegebenen Zeit abarbeiten kann.

Eine Investition ist eine Investition in die Firma. Nicht nur in der Buchhaltung, sondern insbesondere in den Köpfen, im Feeling, in der Experience.

Ach ja, manch einer wird sich sicher über 4D und 5D wundern. 4D ist ein 3D-System, in dem die Historie mit betrachtet wird, also z.B. ein Feature-Modellierer. Ein 5D-System geht dann noch weiter, in dem es das Empfinden, das Erlebnis einer Konstruktion berücksichtigt. Das Ganze mündet letztendlich in einem Industrie 4.0 Gedanke. Doch das mal in einem weiteren Blog…