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Mar 15, 2023

Nutzung von Daten für eine vernetzte Lieferkette

Die heutige Fertigungswelt wächst und diversifiziert sich weiter, und auch die Menschen

Die heutige Fertigungswelt wächst und diversifiziert sich weiter, und Einzelpersonen in der Branche arbeiten daran, ihren Horizont zu erweitern. Unternehmen, die ihre Produktivität steigern, Kosten senken oder eine bessere Mausefalle bauen möchten, wenden sich der intelligenten Fertigung oder Industrie 4.0 zu, um diese Ziele zu erreichen.

Was ist das Herzstück der meisten intelligenten Fertigungstechniken? Daten. Es sind die Kraft und der Treibstoff, die es einer Organisation ermöglichen, ihr Ziel zu erreichen.

Zu diesem Zweck hat America Makes 2019 in Zusammenarbeit mit dem National Center for Defense Manufacturing (NCDMM) AMNOW ins Leben gerufen, um eine robuste digitale Fertigungslieferkette zur Unterstützung der Armeebereitschaft aufzubauen. Das Programm wurde seitdem auf eine Reihe von Branchen und Organisationen ausgeweitet, mit dem Ziel, den Wert einer digital vernetzten Lieferkette und die Fähigkeit, Daten aus dem Herstellungsprozess zu extrahieren, zu etablieren und zu demonstrieren.

Das Programm bietet Herstellern und ihren Kunden einen Mehrwert. Für den Hersteller eröffnet die Verfügbarkeit von Prozessinformationen in Echtzeit alle Vorteile, die er von einer intelligenten Fertigung erwartet. Für den Kunden bedeutet der Zugriff auf Daten des Fertigungsprozesses eine größere Sicherheit, dass die Teile die erwartete Leistung erbringen. Darüber hinaus verfügt ein Unternehmen, das Herstellungsprozessdaten sammeln und zusammen mit seiner Hardware liefern kann, über einen erheblichen Marktvorteil gegenüber der Konkurrenz.

AMNOW interagiert direkt mit Mitgliedern der Lieferkette und hilft jeder Organisation, die Macht der Daten zu verstehen und zu qualifizieren, welche Daten bereits in ihrer Reichweite waren. Der nächste Schritt besteht darin, mit ihnen in den Bereich der intelligenten Fertigung zu gehen. Dies erreicht das Team, indem es jedem Lieferanten Zugriff auf ein Industrial Internet of Things (IIoT)-Gerät gewährt, das darauf ausgelegt ist, Herstellungsprozessdaten aus der gesamten Produktionsumgebung zu sammeln.

In früheren Projekten wurden einfache Geschwindigkeiten und Feeds erfasst, aber das war erst der Anfang. Heutzutage werden Stromverbrauch, Umgebung, Vibration, Rattern, Feuchtigkeit, Prozesstemperatur und alles andere, was sich auf die Ergebnisse auswirken könnte, in Echtzeit überwacht. Vorhandene Daten könnte der Lieferant dann zur späteren Abfrage speichern oder dieselben Daten als Teil eines vom Kunden lieferbaren Pakets liefern.

Bevor sie mit AMNOW interagierten, dachten die meisten Lieferanten, sie würden Informationen über ihre Prozesse sammeln. Aber diese Aktivität war entweder nicht vollständig, wurde sporadisch durchgeführt und/oder wurde von einem einzelnen Teammitglied durchgeführt, das dann zu einem Single Point of Failure wurde. Darüber hinaus gab es nur minimale Möglichkeiten, die Daten zu speichern und zu analysieren, geschweige denn, sie zur Steigerung der Effizienz innerhalb der Systeme zu nutzen. Dieser letzte Teil ist von entscheidender Bedeutung, da Daten nicht nur gesammelt, sondern auch wiederverwendbar gemacht werden müssen, um einen echten Mehrwert zu bieten.

Die Datenerhebung hat für eine Organisation noch einen weiteren wichtigen Vorteil, der im Rahmen des AMNOW-Programms wiederholt unter Beweis gestellt wurde: Sie ist ein Katalysator, der zur Rechtfertigung von Veränderungen eingesetzt werden kann und die Vorstellung in Frage stellt, dass „wir es schon immer so gemacht haben“. Diese Herausforderung kann schwer zu bewältigen sein, insbesondere wenn jüngere Ingenieure und Bediener in eine Fertigungsumgebung eingebunden werden. Neue Ideen und eine neue Perspektive können mit fundierten Daten unterstützt werden, um die Transformation selbst in den stabilsten Prozessen voranzutreiben.

Nachdem das Programm gezeigt hatte, dass es in der Lage ist, Daten zu Prozessen zu sammeln, bestand der nächste Schritt darin, zu validieren, wie es zu einer besseren betrieblichen Effizienz führen kann. Mehrere Lieferanten, die am AMNOW-Programm teilnehmen, könnten die gesammelten Informationen schnell nutzen, um einfache Änderungen vorzunehmen, die sich sofort auszahlen.

Ein Zulieferer stellte beispielsweise fest, dass die einfache Staffelung seiner Werkzeugauffüllungsaktivitäten auf zwei Produktionslinien zu sofortigen Kosteneinsparungen von 15 % führte. Eine andere Organisation erkannte den Wert der Fernüberwachung der Temperaturen kleiner Flüssigkeitsbäder, anstatt während des Prozesses einen Bediener im Raum zu positionieren. Ein weiteres Unternehmen fand es sinnvoll, das Gewicht einer Tubenfüllstation aus der Ferne zu verfolgen und diese Informationen dem Betreiber zur Verfügung zu stellen. Dadurch konnte der Bediener die Linie nach Bedarf anpassen, um eine genaue und gleichmäßige Produktabfüllung sicherzustellen und so Abfall und Ausfallzeiten zu reduzieren.

Die externe Überwachung von Maschinen ist nur eine Möglichkeit, wie das AMNOW-Programm Daten sammelt. Additive und fortschrittliche Fertigungsmaschinen erzeugen und sammeln automatisch einen Berg an Prozessdaten. Das AMNOW-Programm kann dabei helfen, auf diesen Datenspeicher an Bord der Maschinen zuzugreifen und ihn in Echtzeit an den Bediener zu übermitteln. Dies erfordert jedoch häufig den Aufbau von Schnittstellen zwischen dem IIoT-Edge-Gerät und der Maschinensteuerung. Bei einigen Maschinen ist der Vorgang so einfach wie das Aktivieren eines Protokolls. Andere erfordern die Installation einer Schnittstelle durch den Originalgerätehersteller (OEM). Wie bei allen Systemen sind einige ausgereifter als andere. Ein Teil der Mission des AMNOW-Programms besteht darin, diesen Bedarf wieder in Richtung der OEM-Community zu lenken und auf weitere Schnittstellenverbesserungen zu drängen.

Es ist auch wichtig, dass Informationen über erfolgreiche Erfahrungen gesammelt werden, um den Wert des Ansatzes zu demonstrieren, und diese dann mit denen geteilt werden, die diese Fertigungsgeschichten erlebt haben und deren Glaube an interne Prozesse möglicherweise in Frage gestellt wurde. Und wenn die Organisation einmal herausgefordert wird, muss sie diesen Teams ermöglichen, die betrieblichen Effizienzsteigerungen umzusetzen, die sie möglicherweise angedeutet haben. Hier sind einige Beispiele dafür, wie das AMNOW-Programm dies ermöglicht hat. Jedes davon bot Vorteile im Zusammenhang mit erweiterten Verbindungen, verbessertem Marketing und verbesserter Datenerfassung.

Allegheny Technologies Inc. (ATI) mit Sitz in Dallas ist ein globales Spezialwerkstoffunternehmen mit einem Umsatz von 4,1 Milliarden US-Dollar und einer starken, vertikal integrierten Lieferkette, das Legierungen, Formen und fertige Komponenten herstellen kann, die extremen Temperaturen, Korrosion und Belastung standhalten.

Durch die Kombination des fortschrittlichen Fertigungstechnologieangebots von ATI mit traditionellen Fertigungs- und Bearbeitungsprozessen eignete sich das Unternehmen hervorragend als früher Lieferantenpartner für AMNOW. ATI ist seit September 2020 Teil des Programms.

Im Rahmen des Programms unterstützte AMNOW ATI bei der Zusammenarbeit mit neuen Postprozessoren und anderen Mitgliedern der Lieferkette. Dieses erweiterte Lieferantennetzwerk hat dem Unternehmen eine größere Flexibilität gegeben, um auf Kundenbedürfnisse einzugehen. ATI hat seine Teilnahme an AMNOW auch dazu genutzt, seine Fähigkeiten zur Unterstützung der Bedürfnisse des Verteidigungsministeriums zu fördern.

Darüber hinaus stellte das AMNOW-Programm ein IoT-Gerät zur automatisierten Erfassung von Prozessdaten bereit. Die Erfahrung von ATI mit dem Gerät hat das Interesse daran geweckt, wie Mitarbeiter die Daten intern für eine bessere Prozesskontrolle und Leistung nutzen können. Das Ergebnis ist eine erwartete Effizienzsteigerung und eine Senkung der Gesamtproduktionskosten.

Penn United Technologies, ein von Mitarbeitern geführtes Unternehmen, wurde 1971 als kleiner Werkzeugbau in der Nähe von Saxonburg, Pennsylvania, gegründet. Das Unternehmen hat sich von einer Ein-Service-Werkstatt zu einem High-Tech-Fertigungsbetrieb mit mehr als 700 Mitarbeitern entwickelt. Eigentümer, die eine große Vielfalt an Fertigungslösungen anbieten. Das Unternehmen ist seit Februar 2020 Teil des AMNOW-Programms.

Penn United hat seine Materialkapazitäten um zwei zusätzliche Aluminium- und Inconel-Legierungen erweitert, Materialien, die das Unternehmen vor seiner Beteiligung an AMNOW nicht verwendet hatte. Diese Erfahrung hat auch den Weg für die Expansion in den Bereich Titan geebnet.

Penn United verfügte über einen robusten internen Prozess zur Entwicklung additiver Parameter, bevor er sich an AMNOW beteiligte. Durch die Durchführung des AMNOW-Projekts hat das Unternehmen diesen Prozess demonstriert und weiter validiert.

AMNOW erfordert die Erfassung von Prozessdaten als Teil einer digitalen Lieferung und stellt daher ein IoT-Gerät bereit, das eine automatisierte Datenerfassung ermöglicht. Der Einsatz dieses Geräts zur effizienteren Datenerfassung hat Penn United dabei geholfen, seinen AM-Prozess besser zu verstehen und seine Fähigkeit, Prozessprobleme zu verhindern oder zu beheben, zu verbessern.

Product Evaluation Systems Inc. (PES) ist ein unabhängiges Full-Service-Testlabor. Das Labor in Latrobe, Pennsylvania, beherbergt mechanische, chemische, zerstörungsfreie und metallurgische Prüfeinrichtungen sowie eine gut ausgestattete Maschinenwerkstatt.

Das Unternehmen ist seit August 2019 Teil des AMNOW-Programms und hat am Pilotprozess zur Lieferantenbewertung teilgenommen. Seitdem hat PES mehr als 2.300 Gutscheintests zur Unterstützung der Teilnehmerintegrations- und Demonstrationsprojekte durchgeführt.

AMNOW gab PES durch einen veröffentlichten Artikel die Möglichkeit, neue Kundenbeziehungen aufzubauen, in dem seine Testdienstleistungen an Teilen vorgestellt wurden, die einem beispielhaften Hardware-Flugtestbetrieb der US-Armee unterzogen wurden. Unter Einhaltung der Programmanforderungen für eine effektive Datenverarbeitung wurde PES an effizientere Daten herangeführt Managementprozesse und -methoden. PES hat diese Praktiken integriert, um seine Geschäftsangebote zu verbessern.

Die Teilnahme ermöglichte es PES, über die traditionellen Dienstleistungen hinaus zu expandieren, indem es seine gesamten Fähigkeiten innerhalb eines einzigen Projekts ausschöpfte. Diese umfassende Ausführung ermöglichte den Mitarbeitern auch einen tieferen Einblick in die Prüfung von AM-Teilen.

Vista AST LLC ist ein Lehrplan-, Ausrüstungs- und Supportdienstleister für den Bildungsbereich mit einem 10-köpfigen Team und entwickelt und fertigt Desktop-3D-Drucker mit geschmolzenem Filament und verwandte Technologien speziell für Bildung und Personalentwicklung. Durch die Kombination des AM-Technologieangebots von Vista AST mit erfahrenen Supportdiensten eignete sich das in Youngstown, Ohio, ansässige Unternehmen gut als früher Lieferantenpartner für AMNOW.

Darüber hinaus ist AST2, das Tochterunternehmen von Vista AST, ein zertifizierter 8a-Auftragnehmer, der Dienstleistungen ausschließlich für die US-Regierung erbringt. Seit März 2020 ist das Unternehmen Teil von AMNOW.

AMNOW ermöglichte Vista AST den Aufbau neuer Beziehungen zu einer Test- und Forschungseinrichtung. Dieses erweiterte Lieferantennetzwerk bietet Vista AST eine erhöhte Flexibilität, um den Kundenbedürfnissen gerecht zu werden.

Vista AST erweiterte und optimierte seine Materialfähigkeiten durch ein zusätzliches Polymer, das vor der Beteiligung an AMNOW noch nicht verwendet worden war. Dies führte auch zu einer Kapazitätserweiterung hinsichtlich der Berichterstattung über Rohstoffspezifikationen.

Die Teilnahme am AMNOW-Programm hat die Druckqualitätsprozesse von Vista verbessert. Dazu gehört ein umfassendes Verständnis der Materialeigenschaften mit Qualitätskontrollstandards für zukünftige kommerzielle Kunden und Projekte.

Für weitere Informationen zu AMNOW und wie Ihr Unternehmen teilnehmen kann, rufen Sie bitte das America Makes-Programmteam unter 330-622-4299 an oder besuchen Sie https://www.americamakes.us/amnow-successes; Weitere Informationen zu NCDMM finden Sie unter https://www.ncdmm.org.

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