Praxis-Leitfaden Schweißen 4.0

Andrea Gillhuber,

Industrie 4.0 im mittelständischen Schweißbetrieb

Der aktuelle Trend Welding 4.0 ist für viele mittelständische Schweißbetriebe noch Zukunftsmusik. Dabei sind entsprechende Schweißmanagement-Systeme wie ewm Xnet 2.0 schon mit geringem Investitions- und Administrationsaufwand einzuführen – auch in kleinen bis mittleren Schweißbetrieben mit rund zehn bis 40 Beschäftigten. Dieser Praxis-Leitfaden veranschaulicht, welche maßgeblichen Wettbewerbsvorteile Welding 4.0 bringt und welche technischen Voraussetzungen KMU erfüllen müssen. 

Einfacher, präziser, qualitätssicherer: Die Welding-4.0-Schweißmanagement-Software ewm Xnet 2.0 vereint den gesamten Wertschöpfungsprozess des Schweißens intelligent in einem digitalen System. © EWM

Welding 4.0 umreißt in Anlehnung an Industrie 4.0 die digitale Vernetzung und visuelle Abbildung des Wertschöpfungsprozesses eines Schweißbetriebs. Ziel ist es, Effizienz und Qualität in Planung, Fertigung, Qualitätsmanagement, Schweißaufsicht und Verwaltung zu maximieren. Dazu vernetzen Schweißmanagement-Systeme beliebig viele MIG/MAG- und WIG-Schweißgeräte eines Betriebs und lassen sie – auch in Echtzeit – via LAN/WLAN oder USB-Stick mit den PCs in den Planungs-, Verwaltungs- und Schweißaufsichtsbüros kommunizieren. So ergeben sich zahlreiche, bislang kaum realisierbare Auswertungsmöglichkeiten sowie Optionen, um konkrete Fertigungsabläufe zu optimieren.

In welchem Maß ein Unternehmen von Welding 4.0 profitieren kann, hängt insbesondere von seiner Zertifizierung und der Produktvielfalt ab: EN 1090 in der 1. oder in einer höheren Ausführungsklasse, Standard- oder Individualwerkstücke? Professionelle Welding-4.0- Schweißmanagement-Systeme wie ewm Xnet 2.0 sind modular aufgebaut und lassen sich individuell an den tatsächlichen Bedarf vor Ort anpassen.

Anzeige
Perfekt für qualifizierte Schweißverfahren: Mit dem WPQ-X Manager von ewm Xnet 2.0 lassen sich schnell präzise Schweißanweisungen (WPS) am PC erstellen und an ein Schweißgerät übermitteln. © EWM

Kostenvoranschläge für Schweißkonstruktionen werden bislang oft noch auf Basis von gefühlten Erfahrungswerten kalkuliert. Ob Treppe, Vordach oder Stahlhalle – „Pi mal Daumen“ funktioniert meist ungefähr. Ewm Xnet 2.0 dagegen liefert sämtliche kalkulationsrelevanten Daten für exakte Angebote. Unter anderem erfasst das System die effektive Lichtbogenzeit sowie den Bedarf von Strom, Gas und Zusatzwerkstoffen an. Diese Informationen basieren auf Vorgängerprojekten des Betriebs, bei denen die Schweißmanagement-Software die Werte ermittelt und zentral gespeichert hat.

Zum Aufruf der Kalkulation genügen wenige Mausklicks auf der plattformunabhängigen, browserbasierten Oberfläche des Systems. Auch simple Fragen werden beantwortet, beispielsweise: Was kostet die Fertigung von einem Meter Schweißnaht in einem bestimmten, bereits im Betrieb dokumentierten Schweißverfahren? Diese Dokumentations- und Auswertungsfunktion von ewm Xnet 2.0 (Modul 1) lohnt sich bereits für Unternehmen, die in der 1. Ausführungsklasse der EN 1090 zertifiziert sind und eine Vielzahl unterschiedlicher Schweißprodukte fertigen.

Exakte Vorgaben für den Schweißer – für jede Naht jedes Bauteils

Die Effizienz im Griff: Dank der Bauteileverwaltung von ewm Xnet 2.0 kann der Schweißer direkt am Werkstück eine fertiggestellte Naht durch Tastendruck am Brenner quittieren und die nächste Naht mit den automatisch richtigen Einstellungen beginnen. © EWM

Für Betriebe mit einer Zertifizierung in der 2. oder einer höheren Ausführungsklasse der EN 1090 wird Welding 4.0 noch interessanter. Denn wo qualifizierte Schweißverfahren und -prozesse sowie Schweißanweisungen (WPS) zwingend vorgeschrieben sind, steigt der Planungs- und Dokumentationsaufwand des Betriebs enorm. WPS beispielsweise lassen sich über den Grafik-editor des WPQ-X Managers in ewm Xnet 2.0 (Modul 2) am PC durch Skizzen erstellen, verwalten und direkt an das Schweißgerät des zuständigen Schweißers übermitteln. Dieser identifiziert sich vor Arbeitsbeginn über seinen persönlichen Hardware-Schlüssel, den Xbutton, am Schweißgerät. Entspricht seine in der Schweißerdatenbank hinterlegte Qualifizierung der geforderten Schweißaufgabe, kann er die Arbeit gemäß der WPS beginnen. Sowohl die tatsächlichen Schweißparameter als auch die Qualifizierung des Schweißers dokumentiert die Schweißmanagement-Software dauerhaft. So erfüllt der Betrieb seine Dokumentationspflicht. Welding 4.0 macht es sogar möglich, jeden einzelnen Schritt der Schweißfertigung vorab zu bestimmen, zu qualifizieren und während der Fertigung in Echtzeit zu dokumentieren. Das leistet die Bauteileverwaltung von ewm Xnet 2.0 (Modul 3): Bauteil-Zeichnungen werden hier direkt aus CAD importiert oder neu angelegt. Im nächsten Schritt definiert die Schweißaufsichtsperson den Schweißfolgeplan und ordnet jeder einzelnen Schweißnaht eine WPS zu. Dank vieler nützlicher Funktionen des Programms geht die Arbeitsvorbereitung so sehr zügig. Der Schweißer scannt anschließend einen vom Büro ausgedruckten Barcode, und sein angeschlossenes Schweißgerät erhält damit automatisch alle relevanten Daten über Bauteil und Schweißaufgaben via ewm Xnet 2.0. Wenn vorgegeben, stellt das Schweißgerät sogar die Parameter des Schweißverfahrens der jeweiligen Naht auftragsgemäß ein. Der Schweißer braucht dann nur nach jeder Raupe oder Lage per Up/Down-Taste am Brenner die jeweilige Fertigstellung zu quittieren. Der Baustein Bauteileverwaltung von ewm Xnet 2.0 ist insbesondere für Betriebe interessant, die in hoher Produktvielfalt fertigen. Die konkreten Vorteile für einen mittelständischen Betrieb: deutlich weniger Vorarbeit für die Schweißaufsicht, minimierte Einstellzeit für den Schweißer, gesicherte Qualität durch definierte Parametervorgaben und detaillierte Nachvollziehbarkeit jeder Raupe/Lage durch automatische digitale Dokumentation. Die Bauteileverwaltung eröffnet auch maximale Auswertungsmöglichkeiten für Nachkalkulation und Controlling: Da jede einzelne gefertigte Schweißnaht einem Bauteil oder Auftrag zugeordnet ist, sind detaillierte, auftragsbezogene Einblicke zu jeder Zeit möglich: Wie viel Zeit, Gas, Strom und Draht wurden beispielsweise für ein einzelnes Geländerfeld oder für einen bestimmten Träger mit Anschlussplatten verbraucht?

Einfacher Datentransfer – online und offline auf aktuellem Stand

Der Datenaustausch der Schweißgeräte mit einem zentralen Server kann bei ewm Xnet 2.0 online via LAN/WLAN erfolgen oder offline via USB-Stick. Entscheidet man sich für eine LAN-Vernetzung, werden die Schweißgeräte stationär über Netzwerkkabel mit dem Firmennetzwerk verbunden. Bei der Option WLAN erfolgt die Verbindung kabellos per Funk. Die Online-Vernetzung mit LAN/WLAN bietet gegenüber der Datenübertragung per USB-Stick große Vorteile: Vom Büro aus lassen sich in Echtzeit die aktuellen Betriebszustände aller angeschlossenen Schweißgeräte als Liste oder Lageplan übersichtlich darstellen. So kann beispielsweise die Schweißaufsichtsperson jederzeit sehen, mit welchem Gerät gerade welches Bauteil geschweißt wird, welche Parameter im Detail eingestellt sind und wie weit die Arbeit fortgeschritten ist.

Eventuelle Fehlermeldungen der Schweißgeräte werden auch im Büro sofort angezeigt, etwa bei einer Störung der Drahtförderung. So kann bei Bedarf zeitnah eingegriffen werden, um über einen längeren Zeitraum möglicherweise unbemerkte Schweißfehler infolge einer Störung zu verhindern oder Nachbesserungskosten bereits entstandener Fehler zu minimieren. Auch die Arbeitszuteilung lässt sich in Echtzeit effizienzsteigernd anpassen, wenn beispielsweise ein Schweißer schneller fertigt als geplant.

Für Schweißen im Zeitalter von Industrie 4.0: ewm Xnet 2.0 bietet Schweißbetrieben jeder Größe Lösungen, die ihre Wirtschaftlichkeit und Qualität in Planung, Fertigung und Dokumentation nachhaltig verbessern helfen. © EWM

Der Datentransfer zwischen Schweißgerät und ewm Xnet 2.0 ist auch offline via USB-Stick möglich. Wirtschaftlich sinnvoll ist diese Variante insbesondere für Betriebe mit bis zu drei vernetzten Schweißplätzen. Zur Übertragung der Informationen des USB-Sticks vom Schweißgerät braucht dieser nur im Büro angeschlossen zu werden. Nach drei einfachen Mausklicks synchronisiert sich das Schweißmanagement-System automatisch, und der USB-Stick kann wieder seinen Platz am Schweißgerät einnehmen.

Besser wirtschaften durch stetige Optimierung

Das fortlaufende Monitoring der Schweißmanagement-Software baut rasch eine wertvolle, unternehmensspezifische Datenbasis auf. Mit deren Hilfe kann der Schweißbetrieb seine Arbeitsabläufe stetig optimieren. Aus den Dokumentationen der gefertigten Aufträge lässt sich beispielsweise das Verhältnis zwischen Lichtbogen- und Arbeitszeit jedes per Xbutton angemeldeten Schweißers ablesen. Beträgt es in einem fiktiven Extremfall zehn Prozent Schweißzeit zu 90 Prozent Nebenzeit, wirft diese zuvor möglicherweise ungeahnte Erkenntnis Fragen auf. Denen kann man dann auf den Grund gehen: Was macht der Schweißer in der Nebenzeit? Eine mögliche Antwort: Material zur Schweißvorbereitung metallblank schleifen oder Schweißspritzer von Werkstücken beseitigen.

In beiden Fällen lässt sich effizienzoptimierend eingreifen: Die Schleifarbeit erledigt künftig eine kostengünstigere Hilfskraft und das Spritzerproblem wird durch Änderungen der Schweißverfahren abgestellt, zum Beispiel durch Einsatz des Impulslichtbogens. Werden die durch ewm Xnet 2.0 eröffneten Einblicke in die tatsächlichen Arbeitsprozesse konsequent zur Effizienzsteigerung genutzt, lässt sich der wirtschaftliche Erfolg des Betriebs steigern. Das Unternehmen verbessert so seine Wettbewerbsfähigkeit und die Mitarbeiter profitieren durch eine höhere Arbeitsplatzsicherheit.

Tatsächliche Aufwände ermitteln: Die Effizienzanzeige von ewm Xnet 2.0 zeigt, wie viel Schweißzeit, Draht, Gas und Strom für eine definierte Aufgabe aufgewendet wurden. Diese Daten erleichtern das spätere Überprüfen der Wirtschaftlichkeit. © EWM

Die Welding-4.0-Schweißmanagement-Software ewm Xnet 2.0 vernetzt digitale MIG/MAG- und WIG-Schweißgeräte von EWM ab dem Baujahr 2002. Bereits im Betrieb vorhandene Geräte können also problemlos in das digitale System integriert werden. Erforderlich hierzu ist lediglich ein externer Gateway von EWM, der mit der 7-poligen Schnittstelle des Schweißgeräts verbunden wird und die Kommunikation zwischen Schweißgerät und ewm Xnet 2.0 gewährleistet. Bei neuen Schweißgeräten von EWM ist der Gateway bereits als Option ab Werk in der Steuerung Expert 2.0 integriert, beispielsweise im neuen MIG/MAG-Multiprozessschweißgerät Titan XQ puls.

Entscheidet sich ein Schweißbetrieb dafür, die Welding-4.0-Schweißmanagement-Software ewm Xnet 2.0 einzusetzen, wird das Programm wird lediglich auf dem Server installiert: Die Nutzung erfolgt per Browser und ist damit plattformunabhängig mit allen verbundenen PCs, Tablets und Smartphones möglich. Pro Schweißgerät ist eine einmalige Softwarelizenz zum Festpreis erforderlich. Die Anzahl der Mitarbeiter, die die Software nutzen, ist uneingeschränkt. Regelmäßige Updates von EWM sind kostenfrei. Das System ewm Xnet 2.0 ist modular aufgebaut und lässt sich bedarfsgerecht von Modul 1 bis Modul 3 jederzeit durch Erwerb eines weiteren Moduls ausbauen. Die Implementierung kann entweder durch IT-Administratoren des Schweißbetriebs erfolgen oder durch EWM und deren Vertriebspartner.

Boyan Ivanov, Schweißfachingenieur bei der EWM AG / ag

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige

Electron Beam

Schweißen mit Elektronen

Das Schweißen mit Elektronenstrahlen ist in vielen Fällen eine praktikable Alternative zu konventionellen Schweißtechniken. Das Verfahren ist schnell, präzise und flexibel. Es eignet sich insbesondere für Bauteile mit großen Abmessungen. Das...

mehr...
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Leichtbau

Hybridteile durch Rührreibschweißen

Ein neues Verfahren auf Basis des Rührreibschweißens erlaubt es, Aluminium- und Stahlbleche unabhängig der Blechdicke hochfest miteinander zu verschweißen. Dabei ist die Naht so stabil, dass sich die Hybridplatinen sogar tiefziehen lassen.

mehr...