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FALLSTUDIE / INDUSTRIELLE LOHNFERTIGUNG
CNC-Fräsmaschinen-Monitoring in der industriellen Lohnfertigung
Wie lassen sich versteckte Kapazitätsverluste in einem gemischten CNC-Maschinenpark sichtbar machen? Die relevante Produktionsumgebung dieses Projekts umfasste rund 78 CNC-Maschinen. In einem 3-Maschinen-Pilot wurden 3-Achs- und 5-Achs-Fräsmaschinen der Baujahre 2009 bis 2018 überwacht.
Der Kunde berichtete von einer Produktivitätssteigerung von 28,57 %. WatchMen half dabei, Leerlauf, Rüstvorgänge, werkzeugbedingte Wartezeiten, Mikrostopps und Stillstände sichtbar zu machen.
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Industrielle CNC-Lohnfertigung: Produktive Bearbeitungszeit und versteckte Maschinenverluste sichtbar machen.
+28,57 %
höhere Produktivität
Vom Kunden berichtetes Ergebnis
78
CNC-Maschinen
CNC-Produktionsumgebung
15 min
Sensorinstallation
Pro Maschine im Projekt
In dieser Fallstudie · Projekt · Umsetzung · Maßnahmen · Ergebnisse · FAQ
DAS PROJEKT
Auf einen Blick
Branche
Industrielle Lohnfertigung
Maschinenpark
78 Maschinen
Maschinentypen
3-Achs- und 5-Achs-CNC-Fräsmaschinen
Baujahre
2009–2018
Betrieb
Berechnungsmodell: 2 × 8-Stunden-Schichten
Technologie
Externe Novo-AI-Retrofit-Sensorik + WatchMen
Fokus
Produktive Bearbeitung, Leerlauf, Rüstvorgänge, werkzeugbedingte Wartezeiten, Mikrostopps und Stillstände
DIE HERAUSFORDERUNG
Auch eine belegte CNC-Maschine kann produktive Kapazität verlieren
In einer variantenreichen CNC-Fräsfertigung kann eine Maschine belegt sein, obwohl Rüstvorgänge, Werkzeugbereitstellung, Prüfungen, Wartezeiten, Mikrostopps oder Stillstände die tatsächlich wertschöpfende Bearbeitungszeit reduzieren.
Zusätzlich können 3-Achs- und 5-Achs-Maschinen unterschiedliche Betriebsprofile aufweisen. Die Herausforderung bestand deshalb darin, produktive Bearbeitung von den Zeitverlusten rund um den Auftrag zu unterscheiden und nachvollziehbar zu machen, warum einzelne Maschinen oder Aufträge mehr Zeit benötigten als erwartet.
Produktive Bearbeitung
Erkennen, welcher Anteil der geplanten Maschinenzeit tatsächlich für wertschöpfende Bearbeitung genutzt wird.
Rüsten & Werkzeuge
Rüstvorgänge, Auftragswechsel und werkzeugbedingte Wartezeiten sichtbar und vergleichbar machen.
Unterbrechungen & Stillstände
Wiederkehrende Mikrostopps, längere Wartephasen und Stillstände erkennen, die innerhalb der gesamten Auftragsdauer leicht verborgen bleiben.
VON DER MASCHINE ZUR ANALYSE
Erfassen. Interpretieren. Kontext ergänzen.
Maschinenmonitoring liefert die physische Maschinen-Zeitleiste. Aussagekräftige CNC-Analysen entstehen aus validierten Maschinenzuständen in Verbindung mit Auftrags-, Programm-, Werkzeug- und Produktionsinformationen.
01
Maschinenverhalten erfassen
Externe Novo-AI-Sensoren schaffen eine gemeinsame Monitoring-Ebene über CNC-Maschinen unterschiedlicher Generationen hinweg, ohne dass für die grundlegende Überwachung direkt auf SPS oder Maschinensteuerung zugegriffen werden muss.
02
Maschinenzustände validieren
Edge Processing und Validierung unterstützen die Unterscheidung zwischen produktiver Bearbeitung, Leerlauf, Rüstaktivitäten, wiederkehrenden Unterbrechungen und Stillständen.
03
Produktionskontext ergänzen
WatchMen verbindet Maschinenzustände mit Auftrags- und Produktionsinformationen. Achskonfiguration, Bauteilfamilie, Geometrie, Programm, Werkzeuge, Losgröße, Prüfungen und Qualitätsanforderungen können dadurch bei der Analyse von Abweichungen berücksichtigt werden.
EXTERNE SENSOREN
CNC-Maschinendaten ohne SPS-Eingriff
Externe Retrofit-Sensoren erfassen das physikalische Verhalten bestehender CNC-Maschinen, ohne dass für die grundlegende Monitoring-Ebene direkt in die Maschinensteuerung eingegriffen werden muss.
WatchMen überführt validierte Signale in eine Maschinenzustands-Zeitleiste. Dadurch werden produktive Bearbeitung, Leerlauf, Rüstvorgänge und wiederkehrende Unterbrechungen über die Zeit sichtbar.
Auftrags-, Programm-, Werkzeug-, Qualitäts-, Instandhaltungs- und Bedieninformationen liefern anschließend den notwendigen Kontext, um zu untersuchen, warum ein bestimmter Verlust aufgetreten ist.
VON DATEN ZU MASSNAHMEN
Wiederkehrende CNC-Verluste in konkrete Verbesserungen übersetzen
Monitoring liefert die Datengrundlage. Das Produktionsteam kann anschließend die größten wiederkehrenden Verluste untersuchen und prüfen, ob Prozessänderungen tatsächlich nutzbare CNC-Kapazität freisetzen.
01
Versteckten Leerlauf reduzieren
Längere Wartezeiten rund um Materialbereitstellung, Vorbereitung des Folgeauftrags, Bedienerreaktionen und Qualitätsfreigaben untersuchen. Wiederkehrende Leerlaufmuster zeigen, an welchen Stellen Vorbereitung und Koordination verbessert werden können.
02
Rüsten und Werkzeugbereitstellung verbessern
Spannmittel, Werkzeuge, Programme und Material für den Folgeauftrag möglichst vorbereiten, bevor die Maschine verfügbar wird. Werkzeuge können vorkommissioniert und – wo sinnvoll – außerhalb der Maschine voreingestellt werden, um vermeidbare Wartezeiten zu reduzieren.
03
Mikrostopps und Stillstände reduzieren
Wiederkehrende kurze Unterbrechungen ebenso untersuchen wie längere Maschinenstörungen. Maschinen-Zeitleiste mit Auftrags-, Werkzeug- und Instandhaltungskontext verbinden, Verbesserungsmaßnahmen umsetzen und anschließend dieselben Kennzahlen erneut vergleichen.
ERGEBNISSE IM KONTEXT
Was sich im Projekt verbessert hat
BERECHNETES LEERLAUF-SZENARIO
−42,00 %
weniger Leerlauf
Im modellierten Produktionsszenario reduziert sich der Leerlauf um 42,00 %. Die detaillierten Vorher-/Nachher-Werte sowie die Berechnungsgrundlage finden Sie in der vollständigen Fallstudie.
+1.714,2
zusätzliche produktive Maschinenstunden pro Jahr
Geschätzter jährlicher Kapazitätsgewinn über die 3 überwachten CNC-Maschinen des Piloten.
Berichtetes Ergebnis: Der Kunde berichtete von einer Produktivitätssteigerung von 28,57 %. WatchMen half dabei, produktive CNC-Bearbeitung sowie wiederkehrende Verluste wie Leerlauf, Rüstvorgänge, werkzeugbedingte Wartezeiten, Mikrostopps und Stillstände systematisch sichtbar zu machen.
Jährliche Kapazitätsschätzung: Die modellierte Verbesserung entspricht rund 1.714,2 zusätzlichen produktiven Maschinenstunden pro Jahr über die drei überwachten CNC-Maschinen. Dabei handelt es sich um freigesetzte Bearbeitungskapazität innerhalb des bestehenden Maschinenplans und nicht um ein vollständiges Jahr direkt gemessener Mehrproduktion.
Kontext: Die Werte beziehen sich auf das beschriebene Projekt. Ausgangssituation, Produktmix, Schichtmodell und umgesetzte Maßnahmen beeinflussen das Ergebnis. Weniger Zeitverluste bedeuten nicht automatisch eine gleich hohe Steigerung von OEE oder Output.
GUT ZU WISSEN
Fragen zum CNC-Fräsmaschinen-Monitoring
Welchen Umfang hatte das Projekt?
Die relevante CNC-Produktionsumgebung umfasste rund 78 CNC-Maschinen, darunter 3-Achs- und 5-Achs-Fräsmaschinen. Die dokumentierten Maschinenbaujahre reichen von 2009 bis 2018.
Welches Produktivitätsergebnis wurde berichtet?
Der Kunde berichtete von einer Produktivitätssteigerung von 28,57 %. Die detaillierten Werte zu Leerlauf, Rüstzeiten, Werkzeugwartezeiten und jährlicher Kapazität sind modellierte Größen zur Einordnung dieses Ergebnisses.
Wie stark wurde der Leerlauf reduziert?
Im modellierten Produktionsszenario reduziert sich der Leerlauf um 42,00 %. Die detaillierten Vorher-/Nachher-Werte und die Berechnungsgrundlage finden Sie in der vollständigen Fallstudie.
Wie viel zusätzliche produktive Kapazität wurde berechnet?
Das Modell ergibt rund 1.714,2 zusätzliche produktive Maschinenstunden pro Jahr über die drei überwachten CNC-Maschinen. Dabei handelt es sich um eine annualisierte Kapazitätsschätzung und nicht um ein vollständiges Jahr direkt gemessener Mehrproduktion.
Welche Produktionsverluste können sichtbar gemacht werden?
Die Fallstudie betrachtet produktive Bearbeitung, Leerlauf und Wartezeiten, Rüstvorgänge und Auftragswechsel, werkzeugbedingte Wartezeiten, Mikrostopps und Stillstände.
Können bestehende CNC-Maschinen ohne SPS-Zugriff überwacht werden?
Ja. Der Retrofit-Ansatz von Novo AI verwendet externe Sensorik, um Maschinenaktivität sichtbar zu machen, ohne dass für die grundlegende Monitoring-Ebene ein direkter Zugriff auf die SPS erforderlich ist. Dieses Prinzip verwendet Novo AI auch in seiner bestehenden deutschen CNC-Fallstudie.
DIE VOLLSTÄNDIGE FALLSTUDIE
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Was möchten Sie in Ihrer CNC-Fräsfertigung sichtbar machen?
Nennen Sie uns die Anzahl Ihrer CNC-Fräsmaschinen, deren ungefähre Baujahre und ob Sie 3-Achs- oder 5-Achs-Maschinen einsetzen. Welche Produktionsfrage ist für Sie am wichtigsten: produktive Bearbeitung, Leerlauf, Rüstzeiten, Werkzeugwartezeiten, Mikrostopps oder Stillstände?
Gemeinsam können wir geeignete Pilotmaschinen auswählen und bestimmen, welche Maschinenzustände und wiederkehrenden Produktionsverluste zuerst transparent gemacht werden sollten.
Weiterlesen: CNC-Monitoring in der Präzisionswerkzeugfertigung · CNC-Monitoring in der Industrieausrüstungsfertigung · Alle Fallstudien · CNC-Maschinen nachrüsten und Maschinendaten erfassen
Externe Fachquellen: OEE.com: Definition und Berechnung der OEE (Englisch) · OEE.com: Sechs wesentliche Verlustarten in der Fertigung (Englisch). Diese Quellen erläutern allgemeine Kennzahlen und Verlustarten. Sie belegen nicht die kundenspezifischen Ergebnisse dieser Fallstudie.