Einzigartige Webplattform und Zero-Touch-Produktionsansatz ermöglichen Lieferung am nächsten Tag

Verkürzung der Vorlaufzeiten für kleine Frästeile

YouniQ Machining wurde im November 2017 gegründet, um eine starke Einschränkung bei der Bearbeitung von kleinen Vorrichtungen und Teilen zu beheben, die hauptsächlich zum Testen und Messen verwendet werden. Die Produktion solcher Teile wird in der Regel ausgelagert, aber die Produktionsstätten sind nicht gut ausgestattet, um die Anforderungen zu erfüllen. Die Fertigung von Einzelstücken dauert in der Regel acht bis 12 Wochen, wenn sie mit herkömmlichen Bearbeitungsprozessen hergestellt werden. Im Gegensatz dazu können viele Teile mit 3D-Druckverfahren hergestellt werden, die die Vorlaufzeit auf nur zwei Arbeitstage reduzieren. YouniQ Machining prüfte, ob eine ähnliche Durchlaufzeitverkürzung für die Zerspanungsbranche möglich ist.

Additive Fertigungs-/3D-Drucktechnologien entstanden in einer Zeit, in der Online-Plattformen allgemein akzeptiert wurden. Die Geschäftsmodelle der meisten Unternehmen, die 3D-Druckdienstleistungen anboten, waren von Anfang an sehr stark auf webbasierte Plattformen ausgerichtet. Die industrielle Fertigung ist zwar deutlich konservativer, doch nach eingehender Prüfung der Möglichkeiten und Grenzen konnte YouniQ Machining keinen Grund erkennen, warum sich die Zeit bis zur Markteinführung nicht erheblich verkürzen ließe.

Die einzigen einschränkenden Faktoren, die das Unternehmen identifizierte, waren die Maßtoleranzen, welche bei der Zerspanung typischerweise deutlich enger ausfallen. Nach einigen Untersuchungen wurde deutlich, dass diese Toleranzen fast nie ein Ausschlusskriterium darstellen: Die meisten Maschinenbaubetriebe bestimmen Toleranzen anhand von 2D-technischen Zeichnungen, die allgemeine und übermäßig enge Toleranzklassen aus dem ISO-System für Grenzmaße und Passungen vorgeben, was zu einer engen Passung führt. Weitere Ursachen für lange Vorlaufzeiten umfassen überlastete Produktionskapazitäten, Fachkräftemangel, übermäßig vorsichtige Abläufe und Materialengpässe.

Lösung des Problems durch Digitalisierung

YouniQ Machining stand vor der Hauptaufgabe, ein vollkommen neuartiges Geschäftsmodell zu entwickeln, um die Produktion von Einzelstücken bis hin zu Kleinserien bei einmaligen Lieferungen von bearbeiteten Teilen zu revolutionieren. Das Unternehmen verabschiedete sich von traditionellen Ansätzen und konzipierte den gesamten Prozess von Grund auf neu, von der Auftragsannahme über die Auftragsbewertung und Produktion bis hin zur Lieferung. Die einzige Möglichkeit, den neuen Lösungsansatz zu verwirklichen, bestand in der Digitalisierung aller Elemente des Prozesses.

Die Vision eines webbasierten Maschinenbaubetriebs

YouniQ Machining entwickelte die Vision eines digitalen Workflows, der den Bestellungs- und Produktionszyklus optimieren und beschleunigen könnte – ein webbasierter Maschinenbaubetrieb, der die Effizienz und Geschwindigkeit von Services im 3D-Druck in die Bearbeitungsprozesse einbringen könnte. Der digitale Ablauf beginnt damit, dass der Kunde ein 3D-Modell des gewünschten Bauteils in einem beliebigen CAD-Programm (Computer-Aided Design) erstellt und die CAD-Datei dann in ein Webportal hochlädt. Nach dem Hochladen könnte YouniQ automatisierte Routinen anwenden, die das Modell auf Herstellbarkeit analysieren und ein Angebot auf der Grundlage der simulierten Bearbeitungszeit und des simulierten Materials erstellen. Das Unternehmen könnte dem Kunden ein herunterladbares 3D-Modell des Teils mit den erwarteten Bearbeitungsergebnissen zur Verfügung stellen, mit dem der Kunde beispielsweise die Passform in einer Baugruppe überprüfen kann. Kunden könnten das Angebot basierend auf Material, Menge, Lieferung und Nachbearbeitungsanforderungen anpassen und dann die Bestellung aufgeben. Anschließend könnten die Mitarbeiter von YouniQ und der moderne Maschinenbaubetrieb des Unternehmens mithilfe von computergenerierten Programmen die Werkstücke herstellen und die Lieferung zu dem vom Kunden angegebenen Zeitpunkt und Ort arrangieren.

Auswahl der Tools

Eine der größten Herausforderungen bei der Realisierung des webbasierten Maschinenbaubetriebs war die Verbindung der Webumgebung mit computergestützten Lösungen für Konstruktion und Fertigung (CAD/CAM). Da keine vorkonfigurierte Lösung verfügbar war, musste YouniQ alles manuell programmieren. Eine CAD/CAM-Lösung mit einer leistungsstarken Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) war von entscheidender Bedeutung.

YouniQ Machining kooperierte anfangs mit einem CAD/CAM-Lösungsanbieter, der zwar eine hervorragende Webintegration bot, jedoch nicht in der Lage war, die erforderlichen API-Spezifikationen zu erfüllen. Zwar bot ein anderer CAM-Softwareanbieter eine robuste API, konnte aber bei der Integration ins Web und den CAD-Möglichkeiten nicht überzeugen. Das Unternehmen beauftragte dann Siemens Digital Industries Software, das Lösungen anbot, die alle Anforderungen von YouniQ Machining erfüllten.

Mit seiner Produktentwicklungssoftware NX™ bot Siemens erstklassige Funktionen in der CAD/CAM-Integration und Anwendungsprogrammierung, die schnell die der anderen Zulieferer übertrafen, da sie unendlich viele Möglichkeiten umfassten. Funktionen von NX, die sämtliche Lücken schlossen, waren die Web-Integration des JT™-Datenformats und die NX Open API zur Programmierung und Anpassung. Zusammen boten diese Schlüsselelemente eine offene Umgebung, großartige Programmiermöglichkeiten und eine sehr starke CAD-Verbindung, deren Bedeutung im Laufe der Zeit stetig zunahm.

Umsetzung der Vision mittels Digitalisierung

YouniQ nutzte die Siemens-Lösung, um die konventionellen Prozesse durch eine durchgängige Digitalisierung neu zu gestalten. Das Ergebnis ist ein Prozess, der den Kunden eine transparente Preisgestaltung, direktes Feedback zur Produzierbarkeit, Veredelungsalternativen und Modifikationen der Konstruktion bietet, die Kosten und Vorlaufzeiten reduzieren. Am wichtigsten ist, dass der optimierte und digitalisierte Prozess die Lieferzeiten von acht bis 12 Wochen auf nur zwei Tage verkürzte. Darüber hinaus müssen die Kunden für das Verfahren keine umfangreichen technischen 2D-Zeichnungen zur Verfügung stellen.

Synchrone Modellierung beschleunigt Konstruktionsänderungen

Ein wesentliches Merkmal der NX-Lösung, das den neu entwickelten Prozess möglich machte, ist die synchrone Modellierung. Diese Technologie ermöglicht die unmittelbare Bearbeitung der Komponenten-Geometrie, unabhängig vom verwendeten CAD-Ausgangssystem. Die synchrone Modellierung machte manuelle Änderungen am ursprünglichen CAD-Entwurf überflüssig. Mit NX ist YouniQ Machining in der Lage, das Teil unkompliziert neu zu konstruieren und dabei sicherzustellen, dass alle Spezifikationen und Toleranzen die geforderten Vorgaben erfüllen.

Automatisierung der NC-Programmierung für die Zerspanung

Die feature-basierten Zerspanungsfunktionen von NX CAM waren ebenfalls entscheidend für den digitalen Ablauf. Bei der feature-basierten Zerspanung können CNC-Programme (Numerical Control) automatisch auf der Grundlage von Formelementen im Komponentenmodell erstellt werden. Eine Funktion namens Machine Knowledge Editor (MKE) ermöglichte es YouniQ-Ingenieuren, alle Regeln und Werkzeuge aufzuzeichnen, die bei der Bearbeitung der Features verwendet werden, um Wissen und Daten zu erfassen, die die automatisierte NC-Programmierung steuern.

Ergebnisse

Mit ihrer webbasierten CNC-Fertigung und dem vollautomatischen Workflow hat YouniQ Machining die Zeit bis zur Markteinführung von den bei Konkurrenten üblichen acht bis 12 Wochen auf lediglich zwei Tage (Express-Lieferung) reduziert. Das Unternehmen bietet zudem kostengünstigere Lieferoptionen an – die Standardlieferung innerhalb von fünf Werktagen und die preiswerte Lieferung innerhalb von 15 Werktagen.

Mit seinem vollständig digitalisierten Workflow hat YouniQ Machining zudem höhere Margen als die Wettbewerber erzielt, was Investitionen in zukünftige Innovationen ermöglicht. Das Unternehmen hat auch seine Abhängigkeit von hochqualifizierten Experten reduziert und seinen Verwaltungsaufwand verringert, sodass sich das Unternehmen auf sein Kerngeschäft mit der Zerspanung konzentrieren kann. Durch die in NX definierten und programmierten Prozesse konnte das Unternehmen seine Entwicklungsabläufe vereinheitlichen und eine Standardisierung seiner Produktionshardware erreichen.

Obwohl die CAM-Lösung Siemens NX ein Schlüsselelement für das Erreichen dieser bemerkenswerten Ergebnisse war, trug auch die hochprofessionelle Unterstützung und Beratung von Emixa Industry Solutions wesentlich dazu bei. Mit seinem fundierten Wissen über Siemens NX CAD/CAM, Automatisierung und Postprocessing und seinen tiefgreifenden Erkenntnissen über die Branche war der Siemens Platinum Business Partner in der Lage, die Geschäftsanforderungen von YouniQ Machining in konkrete, greifbare Vorschläge und Lösungen umzusetzen. Mit seiner umfangreichen Erfahrung in der Unterstützung von Kunden in anspruchsvollen Umgebungen mit technischen High-End-Lösungen war Emixa Industry Solutions in der Lage, eine schnelle und reibungslose Implementierung zu realisieren, die Ausfallzeiten und andere Unterbrechungen begrenzt. Zusätzlich bietet Emixa Industry Solutions einen kontinuierlichen Feedbackprozess, um künftige Herausforderungen und Entwicklungen zu erkennen und zu bewältigen.

Zukünftige Pläne

YouniQ Machining plant, seine Online-Plattform zukünftig um mehr interaktive Funktionen zu erweitern. Dazu gehören die Eingabe von Toleranzen durch Kunden ohne 2D-Zeichnungen sowie die Ablösung der manuellen Produktfreigabe durch fortgeschrittene algorithmische Verfahren. Ein weiteres Ziel des Unternehmens ist es, die Verarbeitung von Produkt- und Fertigungsinformationen (PMI – 3D-Annotationen in Teilemodellen) zu automatisieren, um die modellbasierte Konstruktion zu fördern und eine größere Auswahl an Materialien bereitzustellen.