Optimiertes Prozessengineering durch Digital Twin

Das Digital Engineering beschleunigt den Produktionshochlauf um bis zu 40 Prozent und reduziert Rüstzeiten an der realen Maschine um bis zu 80 Prozent.

Mit der fortschreitenden Industrie 4.0 gewinnt die digitale Vision zunehmend an Kontur und vor allem an praktischer Relevanz für die CNC-Fertigungstechnik. Zu den prägenden Entwicklungen zählen der digitale Zwilling sowie die Werkzeuge der künstlichen Intelligenz und fortschrittlicher Analysen. In beiden Sektoren setzt DMG MORI seit jeher Maßstäbe.

Im Zuge der Digitalen Transformation (DX) – neben Prozessintegration, Automation und Grüner Transformation (GX) eine der tragenden Säulen in der Machining Transformation (MX) – schreitet die Entwicklung weiter voran. Die Kombination von End-to-End-Vernetzung, digitalen Zwillingen und KI-Tools sowie deren Wechselwirkungen eröffnen Fertigungsbetrieben vielfältige Perspektiven. Die Mehrwerte reichen von effizienteren Werkzeugmaschinen über eine verbesserte Prozessstabilität bis hin zu höheren Produktqualitäten. Innovationen und eine ökologisch nachhaltigere Produktion werden ebenfalls gefördert. Wie diese Konvergenzen die Zukunft der Fertigung gestalten können, zeigte DMG MORI auf der EMO 2023 mit zwei aktuellen Neuentwicklungen aus seinem digitalen Servicespektrum: Sowohl Digital Engineering als auch Digital Twin Test Cuts ermöglichen eine Prozessoptimierung schon vor dem eigentlichen Produktionsstart.

Digital Engineering: 40 Prozent schnellerer Produktionshochlauf

Das Digital Engineering setzt vor dem eigentlichen Produktionsstart an. Das gesamte Fertigungssystem wird einschließlich des Programms und der Automatisierung digital simuliert. Dadurch entfällt das zeitaufwendige und ressourcenintensive Einfahren der Maschine. Sogar neue Prozesse können digital eingerichtet werden, während die Maschine noch in Betrieb ist. Auch Mitarbeiter-trainings können digital erfolgen. „Der Produktionshochlauf lässt sich so um bis zu 40 Prozent beschleunigen“, nennt Dr. Daniel Niederwestberg, Head of Digital Twin bei DMG MORI, einen der Mehrwerte.

Gleichzeitig reduzieren sich die Rüstzeiten an der realen Maschine um bis zu 80 Prozent. Darüber hinaus gewährleisten die vollständige digitale Prüfung und Optimierung der Maschine und des Prozesses eine zu 100 Prozent kollisionsfreie Bearbeitung. „In der Gesamtheit seiner Funktionen und Fähigkeiten bietet das Digital Engineering den Anwendern schnellere Prozesse und dank der optimalen Verwertung von Daten und neuem Wissen eine gesteigerte Produktivität sowie eine verbesserte Effizienz“, ergänzt Dr. Daniel Niederwestberg.

Digital Twin Test Cuts: Probebearbeitung innerhalb von zwei Werktagen

Schon vor dem Kauf einer Maschine stellt sich die Frage, welche Fertigungslösung für die immer komplexeren und vielfältigeren Werkstücke optimal ist. Teil des Entscheidungsprozesses sind bis heute Probebearbeitungen beim Hersteller. Sie sollen Anforderungen hinsichtlich der Genauigkeit und Produktionszeit definieren und das Investitionsrisiko reduzieren. Dr. Daniel Niederwestberg ergänzt: „So bewährt dieses Vorgehen ist, so sehr kostet es Zeit, Geld und Ressourcen – zumal es oft schwierig ist, in kurzer Zeit die richtigen Maschinen, Werkzeuge, Vorrichtungen und Materialien für die repräsentativen Probebearbeitungen zu beschaffen.“ Genau hier greift der neue Digital Twin Test Cut von DMG MORI ein.

Die Digital Twin Test Cut Technologie erstellt einen exakten digitalen Zwilling der Maschine und simuliert den Zerspanungsprozess, ohne dass reale Werkzeuge, Vorrichtungen oder Materialien benötigt werden. Je nach Kundenanforderungen können in diesem Prozess auch optimale Bearbeitungsparameter ermittelt werden. Die Digital Twin Test Cut Technologie berücksichtigt in dem Fall alle relevanten Faktoren wie Schnittkraft, Werkzeugvibration oder Oberflächenqualität.

„Die virtualisierte Problemlösung liefert ein zuverlässiges Ergebnis wie das Zerspanen auf einer echten Maschine“, hält Dr. Daniel Niederwestberg fest. Dr. Naruhiro Irino, Operating Officer of Advanced Technology bei DMG MORI ergänzt: „Der Digital Twin ermöglicht eine offene Interaktion von Maschinen und Prozessen für die perfekte Planung, Steuerung, Simulation und Analyse.“

Der Hauptvorteil des Digital Twin Test Cut Service liegt in der erheblichen Zeitersparnis. In der Regel stehen die Ergebnisse der Simulation innerhalb von zwei Werktagen zur Verfügung. Auf konventionellem Weg dauerte es teils mehrere Wochen. Noch dazu sind digitale Probebearbeitungen umweltfreundlich, da keine echten Werkzeuge, Materialien und Kühlmittel verwendet werden und der Strombedarf viel geringer ist als bei der eigentlichen Bearbeitung.