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Im Fokus: Steigerung der Produktivität

„Unser Markt ist hart umkämpft; daher müssen wir wettbewerbsfähig bleiben“, erklärt Peter C. Berger, Betriebsleiter der Flowserve Essen GmbH. Dies war Grund genug für das Unternehmen, nicht nur die Investition in ein Hochleistungsbearbeitungszentrum ins Auge zu fassen, sondern die Maschine mit einer Automationslösung zu kombinieren. Schließlich entschied sich das Unternehmen für ein horizontales Bearbeitungszentrum von Heckert in Kombination mit einem FPC-3000 von Fastems. Dieser flexible Palettencontainer ist der erste seiner Art, der jemals in Deutschland installiert wurde.

Die Flowserve Corporation mit Firmensitz in Dallas (USA) betreibt 110 Niederlassungen in 56 Ländern, ist weltweit tätig und hat sich auf die Bereiche Wasser, Energie, Öl, Gas und Chemikalien spezialisiert. Flowserve beschäftigt 17.000 Mitarbeiter und entwickelt Medienstromlösungen für Unternehmen; hierzu zählen vor allem Pumpen, Dichtungen, Ventile und Armaturen. Der Jahresumsatz beträgt derzeit etwa 5 Mrd. USD.

 

Von Edelstahl zu Kunststoff

„Flowserve betreibt allein in Deutschland sechs Niederlassungen, u. a. Flowserve Essen GmbH mit rund 180 Mitarbeitern, und stellt Regelventile und Regelarmaturen für die chemische und petrochemische Industrie her. Etwa zehn Prozent unserer Produkte werden in der Nahrungsmittelbranche eingesetzt. Unseren Schätzungen zufolge verarbeiten wir ca. 100 verschiedene Materialien, von Edelstahl und sogenanntem „schwarzen Material“ (d. h. korrodierende Materialien), über Titan, Tantal, Hartlegierungen auf Cobalt-Chrom-Basis, bis hin zu Aluminium und verschiedene Arten von Kunststoff“, zählt Hans-Jürgen Lübbehusen, Gruppenverantwortlicher für die Fertigung bei Flowserve Essen, auf. Seinen Angaben nach sind 45 Prozent der Produkte aus Essen für den deutschen Markt und die übrigen 55 Prozent für den Export bestimmt.

 

Günstigere Fertigungsmethoden

Flowserve Essen hat bereits umfassende Erfahrungen in der Automation gesammelt, z. B. mit dem horizontalen Bearbeitungszentrum (HCM), das an mehrere Palettenstationen angebunden wurde. „Dieses System wurde ausschließlich für die Bearbeitung von Aluminium eingesetzt, vor allem für kleine Werkstücke. Es wurde jedoch vor zwei Jahren verkauft. Buchstäblich zur gleichen Zeit machten wir uns darüber Gedanken, wie wir größere Komponenten und unterschiedliche Materialien günstiger fertigen und unser Unternehmen langfristig auf dem Markt etablieren könnten. In diesem Kontext hielten wir Ausschau nach einer hocheffizienten Maschine, die uns die Möglichkeit geben würde, das Werkstück nur einmal zur Bearbeitung aufzuspannen, da dieser Komponententyp bisher, je nach erforderlicher Bearbeitungsform, in verschiedenen Systemen gefertigt wurde. Dies bedeutete natürlich auch, dass das Aufspannverfahren mehrere Male wiederholt werden musste – das war sehr zeitaufwendig“, erinnert sich Hans-Jürgen Lübbehusen.

 

Von vornherein auf die Automation ausgerichtet

Flowserve Essen nahm sich bewusst Zeit für seine Entscheidung, welche Maschine zukünftig im Werk eingesetzt werden sollte, da das neue System eine Investition in die Zukunft sein sollte. Der Gruppenverantwortliche für die Fertigung blickt zurück: „Von Anfang waren wir uns einig, dass das neue horizontale Bearbeitungszentrum an eine Automationslösung angebunden sein sollte, damit wir bei Bedarf eine unbemannte dritte Schicht einführen könnten.“

Schließlich fiel die Wahl auf das horizontale Bearbeitungszentrum DBF 800 von Heckert, das die Durchführung des gesamten Bearbeitungsprozesses mit nur einem Aufspannen ermöglicht und dessen zugrunde liegendes TDM-Prinzip (Drehen, Bohren, Fräsen) einen entscheidenden Faktor hinsichtlich des Produktivitätsgrades des Fertigungssystems darstellt. Die Arbeitsspindel des TDM-Kopfes führt sämtliche Bearbeitungsvorgänge am aufgespannten Werkstück aus.

 

Ein HMC mit FPC von einem Komplettanbieter

„Mit dem Bearbeitungszentrum DBF 800 erhielten wir nicht nur eine hochleistungsfähige Maschine, die zahlreiche Fertigungsoptionen bietet , sondern auch eine maßgeschneiderte Automationslösung, für die uns der Maschinenhersteller den FPC-3000 von Fastems empfahl“, betont Hans-Jürgen Lübbehusen.

Der flexible Palettencontainer wurde erstmals im Jahr 2012 von Fastems eingeführt. Mit einer Länge von 11,5 m und einer Breite von 3,6 m bietet er ausreichend Platz für Maschinenpaletten mit einer Nenngröße von 800 x 800 mm wie im Falle von Flowserve oder alternativ mit einer Größe von 1.000 x 1.000 mm. Die maximale Last pro Palette, einschließlich der Maschinenpalette, liegt bei 3 Tonnen. Der FPC ist für schwere Werkstücke ausgelegt und verwandelt ein Bearbeitungszentrum, wie die Maschine DBF 800 von Heckert, in ein platzsparendes, flexibles Fertigungssystem.

 

 

Kein klassischer Großserienhersteller

Ein hoher Automationsgrad bei gleichzeitiger Flexibilität in der Fertigung ist sicherlich erstrebenswert, jedoch nicht immer ohne Weiteres umsetzbar, wie Betriebsleiter Peter C. Berger zu berichten weiß: „Wir wussten bereits vor der Installation des vollständigen Systems im August 2013, dass wir das Ziel einer dritten unbemannten Schicht nicht direkt würden umsetzen können. Daher setzten wir uns für alle notwendigen Vorbereitungen einen Zeitrahmen von einem Jahr.“

Die Aussage des Geschäftsführers ist nur allzu verständlich, wenn man bedenkt, dass Flowserve kein klassischer Großserienhersteller ist. Hans-Jürgen Lübbehusen führt aus: „Rund 60 Prozent unserer Produkte werden speziell für den Kunden gefertigt und sind daher – gelegentlich – einzigartig. Aufgrund der hohen Vielfalt an Komponenten müssen wir die NC-Programme für die verschiedenen Werkstücke mit äußerster Sorgfalt entwickeln und diese Komponenten mithilfe des HMC herstellen. Darüber hinaus müssen sich Maschinenbediener mit dem System in seiner Gesamtheit vertraut machen. Dieser gesamte Prozess nimmt viel Zeit in Anspruch und sollte im Hinblick auf die Prozesssicherheit und damit auch auf die Produktqualität realisiert werden. Ein bedachtes Vorgehen ist in diesem Zusammenhang also von entscheidender Bedeutung. Wenn ein großer Pool an NC-Programmen besteht, die im HMC ausgeführt wurden, können konkrete Ideen zur Implementierung einer dritten unbemannten Schicht erwägt werden.“

 

Vierfache Steigerung der Produktivität

Flowserve Essen hat durch den Einsatz des HMC bereits eine erste konkrete Verbesserung der Produktivität erzielt. Peter C. Berger nennt ein Beispiel: „Bisher nahm die Fertigung eines Aluminiumwinkelgehäuses eine volle Schicht in Anspruch, da parallel eine ganze Reihe verschiedener Fertigungsprozesse (z. B. Drehen und Bohren von Bohrungen) mit verschiedenen Maschinen ausgeführt werden musste. Nun können wir die notwendigen Vorgänge für vier dieser Winkelgehäuse in einer einzigen Schicht ausführen. Dabei werden zwei Winkelgehäuse in einer einzigen Aufspannung am HMC bearbeitet.“ Allein für dieses Werkstück wurde die Arbeitszeit um 75 Prozent reduziert.

„Darüber hinaus konnten wir die Leerlaufzeit der Komponenten minimieren, da das erneute Aufspannen für weitere Vorgänge an anderen Maschinen nun entfällt“, berichtet Hans-Jürgen Lübbehusen und ergänzt: „Wir haben das Potenzial im Voraus erkannt – und dies war für uns ein triftiges Argument für die Investition in das HMC und den FPC-3000. Selbstverständlich wird es immer auch Werkstücke geben, die aufgrund ihrer Materialstärke längere Spindellaufzeiten erfordern und daher nicht dasselbe Potenzial für Einsparungen bieten. Nichtsdestotrotz sind wir zuversichtlich, dass wir künftig in der Lage sein werden, die Produktionszeiten um 25 bis 50 Prozent zu verkürzen, selbst für Komponenten dieser Art.“

Mit der aktuellen Automationslösung ist Flowserve Essen optimal für die Zukunft gerüstet. Davon ist auch Betriebsleiter Peter C. Berger überzeugt: „Derzeit sind, wenn dies möglich ist, alle Palettenplätze belegt, und die Maschinenpaletten werden abhängig vom Auftrag und Liefertermin mit dem FPC der Maschine zugeführt. Zurzeit sind zwei Mitarbeiter in einer Schicht für das Beladen der Vorrichtung zuständig. Demnächst stellen wir den Betrieb auf ein Zwei-Schicht-System um. Der nächste Schritt auf diesem Weg wird die unbemannte dritte Schicht sein. Falls wir in einigen Jahren die Kapazitätsgrenzen des aktuellen Automationssystems erreichen, können wir den FPC-3000 um 12 zusätzliche Palettenplätze erweitern und bei Bedarf einen weiteren HMC anbinden.“

“Mit dem horizontalen Bearbeitungszentrum erhielten wir nicht nur eine hochleistungsfähige Maschine, die zahlreiche Fertigungsoptionen bietet, sondern auch eine maßgeschneiderte Automationslösung, für die uns der Maschinenhersteller den FPC-3000 von Fastems empfahl“, betont Hans-Jürgen Lübbehusen.

 

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