Produktentwicklung: interdisziplinär und kundennah

Wir schreiben das Jahr 2000. Die Kaltpressenreihe COLDmatic von Hatebur existiert seit mehr als 20 Jahren. Modelle wie die AKP 3-5, 4-5 oder 5-5 gelten in der Branche als State of the Art. Sie bieten clevere Lösungen für unterschiedliche Kundenbedürfnisse und verfügen über diverse Alleinstellungsmerkmale, die sie von vergleichbaren Maschinen abheben.

Wie damals üblich, sind sämtliche Funktionen mechanisch umgesetzt, die Pressen werden von einem zentralen Elektromotor angetrieben. Bei Hatebur reift die Überzeugung, dass diese Technologie sich kaum mehr weiter optimieren lässt. Für substanzielle Verbesserungen sind neue Ansätze gefragt. Das Entwicklungsteam macht sich an die Arbeit, um die nächste Evolutionsstufe auf den Weg zu bringen.

Von 2003 bis 2005 wird mit der Entwicklung der AKP 4-6 S ein erster, wichtiger Evolutionsschritt realisiert. Sie verfügt über sechs Umformstufen, was die Herstellung deutlich komplexerer Pressteile erlaubt. Damit bedient sie ein klares Marktbedürfnis. Hinzu kommen weitere zentrale Fortschritte: Die AKP 4-6 S arbeitet als erste Hatebur-Presse mit einem mechanisch-hydraulischen Lineareinzug und einer Ablegestation. Gegenüber dem bisherigen, rein mechanisch betriebenen Rolleneinzugssystem steigt die Präzision der Abschnitte sowie des Pressteilgewichts erheblich und die Pressteile werden schonend auf ein Austrageband abgelegt.

Produktentwicklung mit Realitätssinn

An der Erschaffung der AKP 4-6 S sind bis zu 15 Personen beteiligt, die während der einzelnen Phasen in unterschiedlichen Konstellationen zusammenarbeiten. Dies zeigt exemplarisch auf, wie Produktentwicklung bei Hatebur funktioniert. Zu Beginn lautet die wichtigste Aufgabe, aus der Idee heraus ein Konzept zu entwickeln, wie sich die Anforderungen des Markts technisch erfüllen lassen. Anschliessend entstehen bereits erste Funktionsbaugruppen. Parallel dazu überprüfte ein Gremium laufend die Einhaltung der vorgegebenen Marschrichtung. Zur weiteren Professionalisierung des Entwicklungsprozesses wird die neue AKP konsequent auf Basis eines vorgängig verifizierten Pflichtenhefts umgesetzt.

Doch mögliche Kundinnen und Kunden fragen verständlicherweise nicht nur nach den technischen Möglichkeiten einer Maschine, sondern auch nach dem Preis. Deswegen gilt es, schon von Beginn an die Kosten im Blick und im Griff zu behalten.

Kundenwünsche verstehen und erfüllen

Ende 2014 wird die erste COLDmatic 4-5 ECO ausgeliefert. Sie geht auf die Bedürfnisse eines langjährigen Kunden zurück. Dieser möchte weiterhin mit Hatebur-Maschinen arbeiten, hat aber einen klaren Zielpreis vorgegeben. Um dessen Einhaltung zu ermöglichen, ist er bereit, neue Wege zu gehen und praxisorientierte Vereinfachungen zu implementieren. Unserem Entwicklungsteam gelingt es, das Konzept «reduce to the max» perfekt umzusetzen und so die Zusammenarbeit mit dem Kunden langfristig zu sichern.

Die COLDmatic 4-5 ECO illustriert, wie sehr sich der Prozess der Produktentwicklung insgesamt gewandelt hat. Er ist deutlich kundenzentrierter geworden. Während die Frage vieler Maschinenbauerinnen und Maschinenbauer früher oft lautete: «Wozu sind wir technisch in der Lage?», gehen wir heute sehr gezielt auf die Bedürfnisse der Kundinnen und Kunden und des gesamten Markts ein.

Dezentrale Antriebstechnik revolutioniert die Prozessmöglichkeiten

2017 gelingt es, die in einfacheren Anwendungen bereits erprobte Servotechnologie von der Peripherie ins absolute Herzstück einer Maschine zu übertragen. Im Testfeld bei Hatebur wird eine AKP 3-5 mit einem dezentral angetriebenen Quertransport ausgestattet und dieser wird bis zur Serienreife weiterentwickelt. Dies ermöglicht, die Technologie im realen Einsatz zu betreiben und Maschinenbedienerinnen und -bediener wie auch Servicetechnikerinnen und -techniker früh ins Boot zu holen, um Feedback zu bekommen. Der zentrale Vorteil der Servotechnologie liegt in der Flexibilität: Während früher alles in der gleichen Geschwindigkeit ablief, können Greifer und der Quertransport einzeln angesteuert werden. Einstellungen sind damit wesentlich wiederholgenauer und einfacher möglich, da sie über die Steuerung vorgegeben werden und in Rezepten gespeichert sind.

2018 kommt als Resultat der ausführlichen Tests die COLDmatic CM 725 auf den Markt. Sie verfügt über einen bestechend einfachen und genauen Lineareinzug und ein flexibles Quertransportsystem, das mit der neuen Servotechnologie die kinematischen Möglichkeiten der Maschine clever erweitert. Optimierungen an der Maschine noch vor ihrer Marktreife erfolgen in enger Zusammenarbeit mit dem Erstkunden.

Interdisziplinäre Zusammenarbeit nimmt Fahrt auf

Die Einführung der dezentralen Antriebstechnik bedeutet auch eine weitere massive Veränderung in der Produktentwicklung. In der Vergangenheit kamen «zu Ende gedachte» Maschinen auf den Markt, an denen Neuerungen nur in kleinen Schritten vorgenommen wurden. Die neue Steuerungstechnologie und die fortschreitende Vernetzung erlauben Anpassungen auf Software-Basis, ohne dass grössere mechanische Umbauten der Hardware erforderlich sind. Dies reduziert Zeit und Kosten nicht nur für die Konzeption neuer Features, sondern auch für ihre Umsetzung in der Praxis.

Während der Entwicklung der dezentralen Antriebstechnik erreicht zudem die Zusammenarbeit zwischen der Maschinen- und der Elektrotechnik einen echten Durchbruch. Dieses interdisziplinäre Zusammenspiel kam bereits seit Längerem zum Tragen, doch jetzt erhält es endgültig seinen gebührenden Stellenwert. Es wird zum massgeblichen Innovationstreiber und damit zu einer der grossen Stärken bei Hatebur.

Direktantrieb für Pressschlittenfunktion

Als nächster Meilenstein wird die CM 725 in den Jahren 2018 und 2019 mit einem Direktantrieb ausgestattet. Statt in einem mechanischen Schwungrad wird die Energie jetzt in einem elektrischen Kondensator gespeichert. Erstmals eingesetzt wird die neue Technologie an der Maschine eines Kunden, der es uns ermöglicht, die neuen kinematischen Möglichkeiten im laufenden Betrieb zu testen.

Das neue System kann weiterhin mit der konventionellen Pressschlittenfunktion gefahren werden. Gleichzeitig können wir über die Steuerungssoftware neue Features freischalten, aus denen sich diverse Vorteile ergeben. Beispielsweise lässt sich bei gleichbleibender Umformgeschwindigkeit mit bestehendem

Werkzeug ein höherer Output erzielen. Im Grunde lässt sich das Prinzip mit einem Smartphone vergleichen, auf das man analog einer neuen App individuell bereitgestellte Funktionen laden kann.

Ein wesentlicher Vorteil der softwarebasierten Steuerung besteht in der grossen Menge an Produktionsdaten, die aufgezeichnet und ausgewertet werden können. Aus diesen lassen sich Erkenntnisse für eine zukunftsorientierte Produktion und die Entwicklung neuer Maschinen und Features ableiten. Je systematischer dies geschieht, desto mehr Nutzen entsteht daraus für die Betreiberinnen und Betreiber unserer Maschinen.

Webbasierte Anwendung für Maschineneinstellungen

2022 folgt das Online-Timing-Tool, das den Prozess der kinematischen Verfahrensauslegung digitalisiert. Dieses Tool ermöglicht es, die Teilegeometrien zu zeichnen, sie innerhalb der entsprechenden Umformstufen zu bewegen und so die zeitliche Abfolge für eine ideale Produktion zu bestimmen. Daraus lassen sich die notwendigen Werkzeugauslegungs- und Maschineneinstelldaten einfach und nachvollziehbar ableiten.

Die Entwicklung des Online-Timing-Tools erfolgt nach dem MVP-Prinzip. Als Basis für ein «minimal viable product», also ein minimales brauchbares Produkt, dient eine inhouse entwickelte Excel-Tabelle. Diese vereint alle notwendigen Parameter für die Auslegung des Zusammenspiels der einzelnen Maschinen-komponenten. Nachdem diese Tabelle von unseren Anwendungsentwicklern getestet ist und zuverlässig korrekte Ergebnisse liefert, entsteht daraus eine breit einsetzbare, webbasierte Anwendung – die unseren Kundinnen und Kunden als MVP zur Praxiserprobung in ihrem Umfeld zur Verfügung gestellt wird.

Rückwirkend betrachtet erfolgte die Entwicklung des Online-Timing-Tools, bevor der Markt tatsächlich reif dafür war. Denn so sehr wir uns bei Hatebur mittlerweile auf Marktanalysen und erkannte Kundenbedürfnisse stützen, gehört bisweilen auch Mut zur erfolgreichen Produktentwicklung. Mut, an die eigene Erfahrung zu glauben, an das Verständnis dafür, wie sich Anforderungen verändern. Und damit auch der Mut, manchmal auf das Bauchgefühl zu hören und ein Produkt voranzutreiben, weil man davon über-zeugt ist. Das Feedback zum Online-TimingTool zeigt uns, dass dies in diesem Fall gelungen ist.

Aktuelles und Ausblick

Im Moment arbeiten wir intensiv an der Aufzeichnung und Speicherung der Daten, die wir in der laufenden Produktion sammeln können. Dafür kommt ein Edge-Device zum Einsatz, das an der Grenze zwischen digitalen Prozessen und der physischen Umgebung die enormen Datenmengen nutzbar macht.

Eine erste Maschine mit Edge-Device ist mittlerweile ausgeliefert. Die Reise in ein neues Zeitalter hat damit begonnen und hier wird es in den nächsten Jahren zahlreiche Neuerungen geben. In einem ersten Schritt geht es  darum, die Daten einer Maschine auszuwerten und so allfälligen Handlungsbedarf zu erkennen, beispielsweise, weil Veränderungen in einem bestimmten Vorgang erkannt werden (Preventive Maintenance). Deutlich weiter geht der Ansatz, aus den Datenbildern mehrerer Maschinen eines Typs Muster abzuleiten und daraus beispielsweise die typische Lebensdauer einer Komponente unter bestimmten Bedingungen vorherzusagen (Predictive Maintenance).

Sie sehen: Unsere Entwicklerinnen und Entwickler verfolgen diverse Projekte mit einem relativ klaren Zeithorizont. Gleichzeitig gibt es gerade im Zusammenhang mit Big – oder besser Bigger – Data viele Bereiche, in denen sich noch kaum abschätzen lässt, welche Möglichkeiten sich hier künftig ergeben werden. Ein guter Grund für uns, aktiv und wachsam zu bleiben und uns immer weiter nach vorne zu bewegen. Und ein ebenso guter Grund für Sie, unsere Kundinnen und Kunden, gespannt und zuversichtlich mit uns in die Zukunft zu blicken.