Werkzeugverwaltung – mit moderner Software den Werkzeugbestand verwalten
Je nachdem, wie groß ein Unternehmen ist, fallen mehr oder weniger Werkzeuge im unternehmenseigenen Bestand an. Je größer der Bestand an Werkzeugen, desto schwieriger wird es, den Überblick zu behalten. Viele Jahre nutzen der Großteil der Unternehmen Excel als Werkzeugverwaltungs-Software. Doch mit wachsendem Werkzeugbestand wurde es schnell unübersichtlich, seine Werkzeugverwaltung mit-hilfe von Excel-Tabellen zu organisieren. Daher ist diese Methode im Hinblick auf das Industrie 4.0 Zeitalter nicht mehr zeitgemäß.
Eine ausgefeilte Werkzeugverwaltungs-Software schafft hier Abhilfe beim Werkzeug-Dschungel. Im Blick auf Industrie 4.0 ist es für die Unternehmen daher besonders wichtig zu klären, wie komplex eine solche Software sein und welchem Umfang an Funktionen diese besitzen muss.
Was ist Werkzeugverwaltung?
Durch eine Werkzeugverwaltung wird dafür gesorgt, dass die Informationen der unterschiedlichen Werkzeuge in einem übersichtlichen Rahmen verwaltet werden. Eine Datenbank sorgt dafür, dass die Daten der Werkzeuge gespeichert werden. Die Datenbank ist dabei an eine entsprechende Werkzeugverwaltungs-Software gekoppelt. Eine Werkzeugverwaltung kommt in der Fertigung zum Einsatz. Die Software ist in der Lage, verschiedene Arten von Daten, Grafiken, etc. der Werkzeuge zu erfassen.
Die Werkzeugverwaltung ist zudem dafür zuständig, dass der Fertigungsprozess ohne Fehler vonstattengeht. Innerhalb der Werkzeugverwaltung unterscheidet man zwischen Stammdaten und Bewegungsdaten.
Stammdaten
Unter Stammdaten versteht die Informatik und Betriebswirtschaftslehre Daten von verschiedenen Objekten, die im Unternehmen verwendet werden. Zu diesen Daten zählen beispielsweise Informationen von Produkten, den Mitarbeitern, Lieferanten und Kunden, welche für Geschäftsprozesse des Unternehmens relevant sind. Dabei werden die Stammdaten auf unterschiedliche Weise gespeichert, wie etwa in Datenbanken oder einfach als Datei. Bei Stammdaten handelt es sich immer um statische Informationen.
Stammdaten von Werkzeugen umfassen
- die geometrischen Funktionen,
- den Aufbau der Werkzeuge sowie die Art,
- wie man diese Werkzeuge verwenden kann.
Die Daten der Werkzeuge beinhalten innerhalb der Stammdaten die Werkzeugbeschreibungen sowie die Art, wie die Werkzeuge von Mitarbeitern und Maschinen verwendet werden sollen. Stammdaten von Werkzeugen beinhalten nicht Daten über die Verfügbarkeit der Werkzeuge, da dies von anderer Software übernommen wird.
Bewegungsdaten
Bei Bewegungsdaten handelt es sich häufig um das Gegenteil von Stammdaten. Im Gegensatz zu Stammdaten sind Bewegungsdaten dynamisch, da sich ständig ändern. Auf eine Datenbank bezogen sind Bewegungsdaten beispielsweise Kundendaten. Zu den Kundendaten gehören zum Beispiel die Bestellungen der Kunden sowie Vertragsdaten. Zu Bewegungsdaten zählen auch Änderungen des Bestandes in einem ERP-System.
Wissen, welches verfügbar ist, wird in den Stammdaten berücksichtigt. Dieses ist jedoch nur dann möglich, wenn an den Arbeitsplätzen der Mitarbeiter Daten für die jeweiligen Aufgaben vorhanden sind. Werkzeugdaten lassen sich leicht mithilfe der Werkzeugverwaltungs-Software mit Drittanbieter-Software koppeln. Dies passiert entweder über den Zugriff auf die Datenbank der Werkzeugverwaltungs-Software oder durch Zugriff auf diverse Schnittstellen.
Was kann eine Werkzeugverwaltungs-Software leisten?
Diese Art von Software erfasst den Lebenszyklus der Fertigungsmittel und pflegt diesen. Folgende Faktoren spielen hier eine Rolle:
- Beschaffung der Werkzeuge mit der Frage, zu welchem Zeitpunkt welches Werkzeug benötigt wird.
- Wie werden die einzelnen Werkzeuge zu einem kompletten Werkzeug zusammengebaut?
- Die Art der Verwendung: An welcher Maschine wird welches Werkzeug verwendet?
- Schleifen sowie Entsorgen des Werkzeuges.
Die Werkzeugverwaltungs-Software ist zudem der Dreh- und Angelpunkt der verschiedenen Werkzeugdaten. Daten zum Produkt, Schnittbedingungen sowie 3D-Modelle erleichtern der Arbeitsvorbereitung sowie -planung die Arbeit erheblich. Für die NC-Programmierung ist die Übergabe der Daten der Werkzeuge sowie den Schnittdaten an ein CAM-System von Nutzen. Weitere Profiteure der Werkzeugverwaltungs-Software sind der Einkauf, der vom ERP-System Informationen zur Bestellmenge der Schneidesätze zur Verfügung gestellt bekommt, Lagersysteme, Fertigungssteuerung sowie Voreinstellgeräte.
Welche Vorteile hat eine Werkzeugverwaltung?
Eine ausgefeilte Werkzeugverwaltungs-Software bietet einige Vorteile, die nachfolgend aufgelistet sind:
- Produktionsmittel werden effektiver genutzt.
- Kapitalbindungen werden vermieden.
- Abteilungsübergreifend können aussagekräftige Reports erstellt werden. So kann die Einkaufsabteilung anhand der Auswertungen ablesen, wann bestimmte Teile für die Werkzeuge wieder beschafft werden müssen.
- Neue Werkzeuge können durch die intelligente Datenbanksuche schnell gefunden werden.
- Aktuelle Empfehlungen und Informationen der Werkzeughersteller stehen durch die Software zur Verfügung.
Werkzeugkomponenten bei der Werkzeugverwaltung
Als Werkzeugkomponenten bezeichnet man einzelne Teile eines Werkzeugs, die, zusammengefasst, ein komplettes Werkzeug ergeben. Dabei werden die Einzelteile gekauft und entsprechend gelagert. Es findet eine Unterscheidung bei den Werkzeugkomponenten zwischen schneidenden und nicht-schneidenden Einzelteilen statt. Bei einem nicht-schneidendenden Einzelteil kann es sich zum Beispiel um eine Spannzange handeln und bei einem schneidenden Einzelteil um eine Wendeschneideplatte. Die schneidenden Einzelteile nutzen sich bei Benutzung nach und nach ab. Daher müssen diese in regelmäßigen Abständen ausgetauscht und ersetzt werden. Die nicht-schneidenden Einzelteile werden in der Regel nicht ausgetauscht, da sie sich im Normalfall nicht abnutzen.
Folgende Informationen sind zu den Einzelteilen bzw. Komponenten hinterlegt:
Wofür sind Werkzeuglisten in der Werkzeugverwaltung geeignet?
Die Komplett-Werkzeuge werden innerhalb der sogenannten Werkzeugliste erfasst und geführt. Die ausdruckbare Werkzeugliste enthält Informationen zur Bestückung (und somit für das Kommissionieren) der Komplett-Werkzeuge. In vielen Fällen bein-halten die Werkzeuglisten weitere Angaben zu den Komplett-Werkzeugen. Dazu zählen etwa Informationen für NC-Programme, Pläne für das Aufspannen und den Druck etc. In den Kopfdaten befinden sich Angaben zur eindeutigen ID, sowie Angaben, für welche Maschine welches Werkzeug geeignet ist. Eine Liste, welche die Werkzeuge enthält, führt alle Komplett-Werkzeuge auf, welche für einen Vorgang benötigt werden. Diese Liste enthält zudem für das NC-Programm wichtige Informationen, wie etwa, in welcher Abfolge die Werkzeuge vom NC-Programm abgearbeitet werden sollen. Auch stehen in der Liste bestimmte Angaben, die nur für einen speziellen Ablaufvorgang gelten, wie beispielsweise die minimale Länge, in der die Maschine scheiden soll. In der Rüstliste stehen schließlich die Informationen, die für die Kommissionierung und das Zusammenbauen der Werkzeuge relevant sind.
Die Rolle in der Logistik
Im Unternehmen ist die Logistik unter anderem für die Bestände, den Ort der Lagerung sowie den Beschaffungsprozess der Werkzeuge zuständig. Innerhalb der Logistikabteilung findet eine Unterscheidung zwischen Einzelteilen und den daraus entstehenden Komplett-Werkzeugen statt. Bei den Einzelteilen wird noch einmal granularer zwischen der internen und externen (durch Lieferanten) Herstellung getrennt. Folgende Unterscheidungen werden vorgenommen:
Wie sieht das Zusammenspiel zwischen Werkzeugdaten und Software aus?
Mit der Werkzeugverwaltung hat das Unternehmen einen starken Partner an der Hand, der einen effektiven Ablauf der Fertigungsaufträge sicherstellen soll. Informationen zu bereits bestehendem Wissen werden in den Stammdaten festgehalten und sind für alle Beteiligten somit jederzeit abrufbar. Andere Programme bedienen sich den von der Werkzeugverwaltung zur Verfügung gestellten Daten. Hier gibt es zwei Wege, wie die anderen Programme auf die Daten der Werkzeugverwaltung zugreifen:
- Mittels der Datenbank der Werkzeugverwaltung.
- Mittels integrierter Schnittstellen.
Das sind die gängigsten Applikationen in Verbindung mit der Werkzeugverwaltung
Im Folgenden zeigen wir die gängigsten Applikationen auf, die mit der Werkzeugverwaltung gekoppelt sind:
PPS-System: Jedes Bauteil wird in einem Arbeitsplan festgehalten. Der Arbeitsplan enthält unter anderem die verschiedenen Arbeitsschritte und Ressourcen, die für den Arbeitsgang benötigt werden. Da aber das PPS-System nicht die Möglichkeit bietet, Erläuterungen zu den Ressourcen zu speichern, erfolgt dies über die Werkzeugverwaltung. Bei einem Arbeitsauftrag stellt das PPS-System den Auftrag für die Fertigung zur Verfügung. Dieser enthält den kompletten Arbeitsplan. Zusätzliche Informationen wie die NC-Programme und Werkzeuglisten stammen dagegen von der Werkzeugverwaltung. Damit das PPS-System mit der Werkzeugverwaltung fehlerfrei kommunizieren kann, ist eine Schnittstellenverbindung nötig. Voraussetzung für diese Schnittstellenverbindung ist es, Dokumente und Betriebsmittel eindeutig zu nummerieren.
CAM-System: Das CAM-System verarbeitet und stellt die Bearbeitungsschritte der NC-Programme von CNC-Maschinen zur Verfügung. Die Werkzeugverwaltung stellt dabei die Informationen zur Bezeichnung, den Schnittwerten sowie der Geometrie zur Verfügung. Die Werkzeuge, welche von einem NC-Programm benutzt werden, speichert das CAM-System automatisiert in den Werkzeuglisten der Werkzeugverwaltung. So hat die Arbeitsvorbereitung einen Überblick, welche Werkzeuge für den Arbeitsgang benötigt werden.
Lagersysteme: Bei Lagersystemen stellt diese die dem Arbeiter Informationen zum Aufenthaltsort des benötigten Materials (beispielsweise welches Regal) zur Verfügung. Dabei übernimmt die Werkzeugverwaltung die Aufgabe, Artikelnummer und den Ort der Lagerung des entsprechenden Materials zu speichern. Wird nun eine Materialbewegung in der Logistik erfasst (durch das Buchen des entsprechenden Vorgangs), steuert die Werkzeugverwaltung das Lagersystem an. Sobald das Material in der Lagerverwaltung entnommen wurde, erfasst das Lagersystem dies automatisch.
Kataloge mit Werkzeugen: Die Hersteller der verschiedenen Werkzeuge stellen aus Gründen der Übersichtlichkeit heutzutage Daten ihrer Werkzeuge per Grafik zur Verfügung. Dabei handelt es sich um die technischen Informationen zu den einzelnen Werkzeugen. Diese sind in bestimmte DIN-Normen aufgegliedert. Bei den Grafiken handelt es sich entweder um 2D- oder 3D-Grafiken. Bei 2D-Grafiken ist das Format in einem DIN-Standard festgelegt. 3D-Grafiken liegen in den meisten Fällen im STL- oder STEP-Format vor.
CNC-Maschine: Damit eine CNC-Maschine die richtigen Arbeitsschritte zur Herstellung ausführt, benötigt Sie die Koordinaten der Werkzeuge sowie die Abmessungen. Moderne Systeme ermöglichen es, per extern gekoppeltem Gerät die genauen Einstellwerte einzugeben. Dabei befinden sich auf diesen Geräten Sollwerte, Bezeichnungen sowie Toleranzbereiche. Diese werden aus der Werkzeugverwaltung übernommen. Die Werkzeugverwaltung steht dabei in Kommunikationsaustausch mit den Voreinstellungsgeräten. Dabei werden auch Grafiken berücksichtigt.
