Georg Fischer (GF) Wavin macht sich stark für „Swiss Made“

Aufgabe:
Entwicklung elektrischer Gas- und Wasserversorgungssysteme in aller Welt

Lösung:
Erforderliche Technologie, die eine schnelle, effiziente und einfache Konstruktion ermöglicht, um bessere Zykluszeiten zu erzielen und der gesteigerten Nachfrage gerecht zu werden.

Ergebnisse:
Automation routinemäßiger Aufgaben und Verfahren zur Sicherstellung besserer Leistungen unter Verwendung qualitativ hochwertiger Produkte, u.a. zwei große FANUC R-2000 Roboter und ein kleiner M-20iA Montageroboter.
Aufgrund dieses hohen Automationsgrads wurde die Betriebsstätte in der Schweiz zukunftssicher gemacht.



VIDEO DER ERFOLGSGESCHICHTE ABSPIELEN

Qualität als entscheidende Lösung

Wenn drei Roboter ausreichten, könnte das Problem der „Betriebsbewachung“ leicht behoben werden. In der neuen Niederlassung von GF Wavin in Subingen, in der Elektrokomponenten im Spritzgussverfahren hergestellt werden, erkannte man schnell, dass neben den gelben Robotern auch eine weitläufige systematische Automation erforderlich war.

Es sind jedoch nicht nur Elektrokomponenten, die im GF Wavin Betrieb in Subingen produziert werden. Neben den Robotern und der umfangreichen Automation ziehen etwa 100 Mitarbeiter alle Register, um die bestmöglichen Kunststoffverbinder und Verbindungselemente herzustellen. In Subingen arbeiten Teams 360 Tage im Jahr im Vierschichtbetrieb. Abgesehen von einigen Sonderanfertigungen werden Rohrkomponenten und Verbindungselemente vornehmlich aus Polyethylen hergestellt, und zwar zu einem hohen Standard, für den das Unternehmen bekannt ist. GF Wavin gehört der Geschäftseinheit Piping Systems an, die mit einem Umsatzanteil von 39 % (2015) der größte Sektor der GF Gruppe ist.

Um der steigenden Nachfrage gerecht zu werden, wurde seine Kapazität erweitert. Der Betrieb schließt nun eine zusätzliche automatische Spritzgussanlage ein. Das Design der Roboter selbst war ein Leichtes, da ein bestehendes System kopiert werden konnte, dieses Mal allerdings mit FANUC Robotern. So konnte genau ermittelt werden, welche Reichweite und Nutzlast benötigt wurden. Die generelle Umstellung auf die gelben Roboter ist einerseits die Folge eines Rahmenabkommens zwischen der GF Gruppe und Fanuc bezüglich der Lieferung von Robotern, ist aber andererseits auf das Paket für diese Anwendung zurückzuführen, das den Anforderungen hinsichtlich Kosten und Leistung genau angepasst wurde. „Es war strategisch wichtig, einen zweiten Lieferanten zu haben.“ Leistung und Zuverlässigkeit sind das Qualitätssiegel von Fanuc.

Die vorhandene Zelle ist noch nicht lange im Gebrauch. Es bestand jedoch eine große Nachfrage für abgewinkelte Elektroverbindungsstücke sowie Formstücke mit 90 mm und 119 mm Durchmesser. Es heißt, „sie sind die Bestseller“.

Insgesamt besteht die Zelle vor allem aus zwei Spritzgussanlagen von Engel, der Wickelmaschine, zwei großen R-2000i Robotern und einem kleinen M-20iA Montageroboter. Einer der beiden großen Roboter entlädt die erste Spritzgussanlage und deponiert die Rohlinge vor der Wickelmaschine. Der M-20iA übernimmt die Handhabung der Wickelmaschine und bringt nach dem Wickeln einen weiteren Verbinder an. Der Verbinder liefert den Strom direkt weiter zum anschließenden Schweißen der Komponenten vor Ort.

Das Modell FANUC R-2000i verfügt über genau die richtigen Funktionen

Der zweite R-2000i ist eine Langarmausführung R-2000iB/185L, der die zweite Spritzgussanlage entlädt. Die aufgewickelten Rohlinge werden dann von der Anlage injiziert. Reichweite ist ein wichtiger Faktor für den Roboter, der die zweite Spritzgussanlage entlädt. Seine beiden „Kollegen“ müssen in kürzeren Zyklen arbeiten. Aber selbst der Arbeitsweg der Roboter wird für andere Aufgaben während des Arbeitszyklus genutzt. So wird jedes Teil im richtigen Zustand zur weiteren Bearbeitung deponiert.

Nur kleinere Mengen oder komplexe Verpackungen werden nach wie vor manuell gehandhabt. In jeder anderen Hinsicht läuft die Produktion vollautomatisch ab. Nur ganz am Ende der Linie werden Teile, die bereits in einem Beutel verpackt und mit einem Barcode versehen sind, von Mitarbeitern in Empfang genommen. Der Beutel darf jedoch nicht einfach in einen Behälter platziert werden, und aus diesem Grund führt der Mitarbeiter eine visuelle Prüfung durch, bevor er ihn in den Versandkarton legt. „Swiss Made“ ist gleichbedeutend mit „Schweizer Qualität“.

Die Zelle wird gesteuert von einer Master-SPS. Eine einfache Bedientafel ermöglicht die Eingabe von wichtigen Daten durch den Bediener und ist in der Regel auf Ein- und Ausschalten beschränkt. Der Zellenintegrator Paro hat jedoch auch dies aktualisiert und die Übersichtlichkeit des Bildschirms wie auch Menünavigation verbessert.

Selbst die Bedienung der alten Roboterzelle profitiert von all den Verbesserungen der neuen Betriebsstätte. Dazu Pauli: „Die Tatsache, dass insgesamt weniger Probleme auftreten, ist schlichtweg Teil des anhaltenden Verbesserungsprozesses. Auch den KUKA Robotern kommt dies zugute.“ Jeder Ablauf, jeder Schritt wurde analysiert. „Und der Prozess hält niemals wirklich an.“

Was die Zykluszeiten an sich angeht, gehen Mitarbeiter von GF Wavin proaktiv vor, wie Thomas Ettlin, Leiter von BMP, erklärt: „Wir bevorzugen es, ein bisschen langsamer zu arbeiten und einem Zyklus zwei weitere Sekunden zu widmen, wodurch sich unsere MTBF verdoppelt.“ Dies ist wesentlich effizienter.

Und ist heute gängige Praxis: Die Werkzeuge werden jeden Tag gereinigt, selbst wenn sie nicht aus der Maschine ausgebaut werden. Die so verbrachte Zeit ist auch Teil des proaktiven Produktionskonzepts. Fred Biedermann erklärt weiter: „Je früher und je regelmäßiger wir diese Aspekte handhaben, desto reibungsloser laufen die Dinge insgesamt.“ In jeder Schicht werden einige Teile entladen und durchlaufen eine rigorose interne Qualitätsprüfung. Nach dem Zufallsprinzip ausgewählte Komponenten werden auch einem Drucktest unterzogen.

Replizierte Prozesse führen zum Erfolg

Da die Zelle als Kapazitätserweiterung geplant war, wurden von Anfang an bestimmte Benchmark-Daten und Design-Kriterien festgelegt. So wurde zum Beispiel beabsichtigt, in Zellen 1 und 2 dieselben Werkzeuge einzusetzen. Da Prozesssicherheit bei GF Wavin nun ausschlaggebend für die Effizienz einer Zelle oder eines Systems ist, wurde das Zellen-Layout so weit wie möglich beibehalten. Obwohl das Layout auf einer bestehenden Zelle beruhte, untersuchten Fred Biedermann und die Bediener den Prozess Punkt um Punkt: Was funktioniert gut? Wo entstehen die häufigsten Wartungsprobleme? Wo befinden sich Engpässe? „Wir suchten speziell nach Kriterien, die die Prozesssicherheit und die Sicherheit der Mitarbeiter steigern würden“, erinnert sich der Projektleiter. Auf dieser Grundlage wurden wichtige Module wie die Spritzgussanlage von Engel ebenfalls in die neue Betriebsstätte einbezogen, während andere neue Module integriert und einige Abläufe verbessert wurden. Praktischerweise wurde die Zelle vom Systemintegrator Paro in der Nähe der Niederlassung in Subingen entwickelt.

Der Betrieb hat seine Höchstleistung noch nicht erreicht, seine beachtliche Produktionssteigerung lässt sich jedoch nicht von der Hand weisen. Betriebsleiter Pauli äußert sich dazu wie folgt: „Der Prozess spezifiziert einfach die Zykluszeiten.“ Was den Prozess insgesamt betrifft, besteht für die Zukunft jedoch noch Verbesserungspotenzial. In den zehn Jahren seit Inbetriebnahme der ersten Robotereinrichtung für Elektrokomponenten konnte die Leistung um 40 % gesteigert werden. „Je besser man den Prozess versteht, desto mehr ‚Steuerungsmöglichkeiten‘ bieten sich und desto besser sind die Ergebnisse.“ Aber, und das betont Pauli, das grundlegende Kriterium sei immer die Prozesssicherheit.

„Das Ziel einer Automation besteht darin, eine wesentlich bessere Leistung unter Verwendung qualitativ hochwertiger Produkte sicherzustellen. Eine positive Nebenwirkung dabei ist, dass die Betriebsstätte in der Schweiz zukunftssicher gemacht wurde“, sagt der Betriebsleiter. „Ohne Automation gäbe es die Betriebsstätte heute nicht mehr.“ Eindeutige Worte, untermauert von Taten: „Wir haben beachtliche Fortschritte in Bezug auf routinemäßige Aufgaben erzielt.“ In der Gruppe der GF Betriebe gibt es keinen einzigen, der allein für Sicherung zuständig ist. Jeder Betrieb verfügt über seine eigenen Spezialgebiete und somit auch über seine eigenen Stärken. Dazu Pauli: „Wir haben jeden Schritt und jeden Ablauf der neuen Betriebsstätte analysiert. Die daraus entstandene Verbesserung ist ein Prozess, den wir unerbittlich vorantreiben, der uns täglich herausfordert und unser Bemühen untermauert, effizient und flexibel zu bleiben.“