ABSTRACT
Druckgussbetriebesind - neben anderen Metallguss-/Gießereibetrieben - auf der einen Seite die letzte Front, wenn es um die digitale Transformation und Digitalisierungvon Unternehmensprozessen geht, da alte Traditionen, die von Generationen und großen Mengen an Erfahrung getragen werden, durch hochmoderne, softwarebasierte Unternehmenslösungstechnologien ersetzt werden können, die die Branche für junge Talente attraktiver machen und neue Erkenntnisse liefern. Auf der anderen Seite holen Druckgießereien wie kein anderer Industriebereich bei der Digitalisierung auf. Der Grund dafür liegt in der relativen Prozessfreundlichkeit im Vergleich zu Eisen-/Stahlgussbetrieben.
Zwar werden Metalle und Legierungen seit vielen Jahrhunderten in Gießereien und seit vielen Jahrzehnten im Druckguss geschmolzen und gegossen, doch seit der Einführung ausgeklügelter Planungs- und Kontrollsysteme haben sich die Verfahren verändert und stehen nun ständig auf dem Prüfstand.
Kostentransparenz, Material- und Energieeffizienz und Prozesssicherheit in Echtzeit, verbunden mit der viel zitierten "schnellen Markteinführung", sind unabdingbar geworden, wenn insbesondere Druckgießereien überleben wollen. Der digitale Wandel im Druckguss, aber auch in der Gießereiwelt, vollzieht sich derzeit mit einem zunehmenden Interesse an Themen wie IoT (Internet of Things), BIG DATA Management, Data Analytics und letztlich Datenvisualisierung in Echtzeit - wenn möglich.
In diesem Beitrag werden zwei Fallstudien von zwei völlig unterschiedlichen Druck-Gießereien vorgestellt und aufgezeigt, wie ein Druckgussbetrieb mit den Erkenntnissen der "Gießerei 4.0" eine verbesserte Prozesssteuerung erreichen kann. Der Weg dorthin kann aber sehr lang sein.
EINLEITUNG
In einer Gießerei, wie in allen wettbewerbsorientierten Unternehmen, will ein guter Kunde weder ein großartiges Geschäft noch das beste Geschäft. Alles, was er will, ist ein nachhaltiges Win-Win-faires-Geschäft. Und ein nachhaltiges Win-Win-faires-Geschäft ist nur möglich, wenn der Lieferant die richtigen Prozesse kennt und über das Fachwissen verfügt, um die „echten Produktkosten“ (Product „Actual Base Cost“ = „ABC“) zu managen. Sie – die Betriebe - müssen Ihr ABC kennen, denn es ist IHR strategisches Kapital! Dies gilt insbesondere für Metallgussbetriebe!
Definitionsgemäß umfasst ABC alle damit verbundenen Kosten für metallische Rohmaterialien, direkte Personalkosten, Fabrikgemeinkosten, Verkaufs- und allgemeine Verwaltungskosten, die alle einen variablen und ggf. einen festen Bestandteil haben. Im Metallguss nennen wir es auch C2C = Cost to Cast, da es mehr als nur eine Stückliste (Bill of Material) umfasst, da es auch eine "Bill of Operation", "Bill of Participated Machinery", "Bill of Sequence of Work", "Bill of Manpower used" und vieles mehr in einer präzisen digitalen Replikation (Digitaler Zwilling = Digital Twin = Ressourcenplan) des Metallgussprozesses einschließt.
DIE TATSÄCHLICHE SITUATION
In den meisten Gießereien, mit denen wir zusammengearbeitet haben, kennen leider viele ihr eigentliches ABC nicht. Dies geschieht, weil man oft nicht erkennt, dass die Kenntnis des Gießereiprozesses und die Kenntnis des Gießereigeschäfts zwei verschiedene Dinge sind. Diese beiden sind miteinander verbunden und schließen sich nicht gegenseitig aus. Wenn falsch mit ihnen umgegangen wird, kann es passieren, dass man sich entweder durch überhöhte Preise aus dem Markt drängt oder im anderen Extremfall durch zu niedrige Preise, um überhaupt im Geschäft zu bleiben. Viele Gießereien, mit denen wir zusammengearbeitet haben, streben einen Preis von $/kg für ihre Gussteile an. Dabei handelt es sich lediglich um (manchmal unzureichende) Annahmen, die nicht die tatsächliche Situation im Tagesgeschäft widerspiegeln. Je mehr angenommen wird, desto gröber wird das ABC und desto weniger Präzision herrscht vor.
Darüber hinaus gehen viele Gießereien aufgrund der oben beschriebenen Situation davon aus, dass sie rentabel sind, da der Cashflow am Ende des Monats positiv ist. Sie vergessen jedoch, dass vielleicht nur ein Bruchteil der produzierten Gussteile / erfüllten Aufträge wirklich dazu beigetragen haben, während andere Aufträge / andere produzierte Gussteile tatsächlich einen Verlust für den Betrieb verursacht haben.
Hindernis bei der Umsetzung
Viele Gießereien versäumen es, die richtige Infrastruktur und Ressourcen für eine effektive Implementierung eines Softwaresystems (Anmrk. d. Red.) bereitzustellen. Wie alle digitalen Plattformen arbeitet das FRP® - System mit einer Datenbank, die rechtzeitige Eingaben erfordert, um die Ist-Kosten-Daten richtig zu ERFASSEN: Materialmenge, Arbeitsfaktor, Zykluszeit und deren Verknüpfung mit der Produktidentifikation. In vielen Gießereien, mit denen wir zusammengearbeitet haben, scheitert die Einführung digitaler Plattformen an den unzureichenden Ressourcen für die Dateneingabe und an der Kultur, die das System aufrechterhalten soll.
Die Herausforderungen bei der Bestimmung eines Produkt-ABC‘s = C2C im Gießereigeschäft sind wie unten beschrieben und berücksichtigen alle Aspekte des Hauptgießprozesses mit einem diskontinuierlichen Arbeitsablauf. Wenn Gießereien ihre Abläufe auf eine integrierte digitale Plattform mit einer nahtlosen Berichtskette stellen und die Bedeutung des Einsatzes eines digitalen Zwillingsmodells in ihren täglichen Abläufen vollständig verstehen, können sie die beschriebenen Herausforderungen leicht bewältigen.
DIE 3 - "ABC" & "C2C" - HERAUSFORDERUNGEN:
#1. Volatilität der Metallpreise:
Volatilität der Metallpreise, obwohl in einigen Fällen ein gewisses Maß an Anpassung möglich ist, aber nur in wenigen Fällen. Mit einer angemessenen Datenbankkorrelation könnten Gießereien leicht einen "Rohstoffpreis-Szenario-Manager" erstellen und so ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber Preisschwankungen verbessern. Dies ist leicht möglich, wenn die Rohstoffpreise nicht nur in einer Excel-Datei erfasst werden, sondern in Form einer integrierten Datenbank mit automatischer Echtzeitanpassung an internationale Preisindizes sowie an externe Website-Quellen (z. B. Steel-Mint, Metalshub usw.). Ein Beschaffungsverantwortlicher in der Metallgießerei ist dann sogar in der Lage, zukünftige Trends "vorherzusagen" und frühzeitig gegenzusteuern, da er die tatsächlichen Produktionskosten / Rohstoffverbräuche kennt und mit den Planzahlen vergleichen kann.
#2. Prozessungewissheiten:
Prozessunsicherheiten sind vor allem beim Druckguss mit der Werkzeugstandzeit und den Betriebsbedingungen der Druckgussmaschine verbunden, die die Bestimmung einer Standard-Zykluszeit unmöglich machen. Beim Sandguss tragen die Materialbedingungen, die Schmelzequalität, die Kernqualität und weitere Aspekte zu diesen Unsicherheiten bei. Das Metallgussverfahren ist das EINZIGE Fertigungsverfahren, bei dem ein Produkt aus einer Flüssigkeit geformt wird. Daher ist die Überprüfung der tatsächlichen Prozessbedingungen und damit der Prozessvariablen zuweilen extrem schwierig und mit viel Rätselraten und Erfahrungswerten verbunden. Je mehr dies wieder standardisiert werden kann, indem alle auf eine integrierte Datenplattform gebracht werden, desto besser. Den Prozess zu planen und den Plan genau zu machen ist eine Sache. Den Plan auszuführen ist eine andere.
#3. Arbeitskosten:
Die direkten Arbeitskosten steigen mit zunehmender Lebensdauer des Werkzeugs. Zum Beispiel sind beim Druckguss umfangreiche Entgratungen und Nacharbeiten gewinnmindernd, da sie oft nicht berücksichtigt werden. Beim Sandguss würde man von zusätzlichen Putz- und Reinigungskosten sprechen oder bei weiteren Sekundärprozessen von zusätzlichen Wärmebehandlungs- und Bearbeitungskosten. Auch hier gilt der Grundsatz: Was man nicht messen kann, kann man nicht kontrollieren, und je besser man plant und den Plan ausführt, desto besser wird man in der Lage sein, die Arbeitskosten und viele andere Kosten unter Kontrolle zu bringen. Dies kann manchmal auch eine organisatorische Kontrolle beinhalten.
