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Take-off für TDM

Schweizer Flugzeugbauer Pilatus standardisiert seine Fertigungsprozesse und führt eine digitale Werkzeugdatenverwaltung ein

Zur Planung und Durchführung der Fertigungsprozesse bei dem Schweizer Flugzeugbauer, der Pilatus Flugzeugwerke AG,  ist die Werkzeugverwaltung TDM (Tool Data Management) ein wichtiger Bestandteil. Mehr als 6000 Einzelwerkzeuge für die Bauteilefertigung sind in der Werkzeugverwaltungssoftware samt Technologiedaten erfasst und dokumentiert. Ob Bestände, Lagerorte oder Plandaten für die Programmierung: alles ist auf Knopfdruck abrufbar – auch innerhalb anderer Systeme.

Logo Pilatus Flugzeugwerke
Trainingsflugzeug Pilatus
Team von TDM und Pilatus
Haben TDM bei Pilatus an den Start gebracht (v.l.n.r.): Torben Hesse (TDM Systems),
Walter Keiser (Pilatus), Dirk Weiß (TDM Systems), Marcel Aregger (Pilatus),
André Mühle (Pilatus), Marco Christen (Pilatus) und Claudio Riefoli (Pilatus)

Kontinuierliche Innovationen begleiten die Produktentstehung bei Pilatus (Stans/Schweiz).  Der Schweizer Flugzeughersteller steht dabei für Spitzentechnologie und Termintreue. Dieses Ziel lässt sich jedoch nur dann erreichen, wenn sämtliche Prozesse von der Entwicklung bis zur Fertigung permanent überprüft, optimiert und standardisiert werden. Die Basis dafür bildet einerseits ein Product Lifecycle Management (PLM). Um andererseits auch für den Fertigungsprozess die benötigten Werkzeug- und Technologiedaten standardisiert vorzuhalten, nutzt Pilatus seit 2008 die Software TDM, die Werkzeugdatenverwaltung der gleichnamigen TDM Systems GmbH. 

Über eine Standardschnittstelle ist TDM nahtlos in das PLM-System integriert. Als ERP-Software nutzt der Flugzeugbauer SAP, ebenfalls über ein Interface zu TDM angebunden.

 

Zentrale Werkzeugdatenbank verdrängt Excel & Co. 

Vor der TDM-Einführung sah die Fertigungswelt noch komplett anders aus. Insbesondere bei der Bereitstellung der Werkzeuge und Fertigungshilfsmittel fehlte oft die nötige Transparenz. „Da lagen Werkzeuge und Verbrauchsmaterialien wie Wendeschneidplatten als Sicherheitsbestände in den Schubladen der Mitarbeiter. Vieles lief auf Zuruf“, erinnert Walter Keiser an den Status quo vor 2006. 

Grund genug für das Projektteam um Walter Keiser, Leiter der NC-Programmierung, und Marcel Aregger, Leiter der Technischen IT, sich 2006 nach einer geeigneten Softwarelösung umzusehen. Wesentliches Ziel war es, eine integrierte Lösung zu schaffen, die sowohl die Fertigungs- und Auftragsplanung rund um SAP als auch die Fertigungsabläufe bis an die Maschine mit einbindet. „Am Anfang stand die Analyse aller Prozesse“, erinnert sich Walter Keiser noch recht genau. „Wir haben untersucht, welche Prozesse in der Planung und Fertigung gut und welche schlecht laufen. Mit dem Ergebnis haben wir dann zusammen mit den technischen Projektleitern von TDM Systems konkrete Anforderungen sowie Abläufe definiert. Heraus kam dabei ein 100 Seiten starkes Pflichtenheft.“ Marcel Aregger war die hohe Integration in vor- und nachgelagerte Systeme besonders wichtig: „Das Basissystem muss mit den vor- oder nachgelagerten Systemen kommunizieren können,  eine Insellösung kam daher gar nicht in Frage.“ Mit TDM fand Pilatus schliesslich die beste Lösung was Funktionalität und Kommunikation mit anderen Systemen betrifft.

Die ausgezeichnete Projektkoordination durch Herrn Großmann von TDM hat uns von Anfang an sehr geholfen. Unwegbarkeiten waren meist schnell beseitigt, ohne ihn wären wir sicherlich nicht schon nach relativ kurzer Zeit mit der TDM-Software gestartet.

Marcel Aregger

Leiter der technischen IT bei Pilatus Flugzeugwerke

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Mehr als ein Trainingsflug

Lager bei Pilatus
Aufgeräumt und auffindbar: Werkzeuge und Komponenten sind bei Pilatus in computergesteuerten Vertikalliften (Shuttle) gelagert. Der Mitarbeiter identifiziert sich mit seinem Ausweis mittels Scanner am TDM-Terminal und wählt anschliessend in TDM per Mausklick die gewünschte Komponente aus.

„Der wichtigste Teil innerhalb unserer Prozesskette bildet die Produktion“, betont Walter Keiser. Dabei ist die Fertigungstiefe enorm, die meisten Strukturbauteile stellt der Flugzeugbauer selbst her. Ob die Zerspanung komplexer Aluminiumbauteile, ob Blech- oder CFK-Bearbeitung, die Fertigung bei Pilatus hat die nötigen Kompetenzen. Zum Grossteil wird im Stanser Werk jedoch Aluminium zerspant. An 14 CNC-Bearbeitungszentren werden die Strukturbauteile für Rumpf, Fahrwerk und Tragflächen komplett gefertigt. Zirka 6000 produktive Einzelwerkzeuge, Aufnahmen, Schneidplatten etc. werden zu rund 1300 Komplettwerkzeugen montiert. Sonderwerkzeuge und häufig benötigte Kompletttools verbleiben im Magazin auf der Maschine. Alles andere wird entweder demontiert oder als Komplettwerkzeug eingelagert. Die nicht benötigten Fertigungshilfsmittel wandern in den Kardex-Shuttle, einen automatischen Vertikal-Liftschrank. Wer jetzt daraus etwas benötigt, der muss sich mit seiner Batch-Card direkt an der TDM-Lagersoftware anmelden.  Über die Mitarbeiter-Identifikation wird das Werkzeug auf die hinterlegte Maschine bzw. Kostenstelle gebucht und kann erst dann entnommen werden.  

Alle Daten sind zentral in der TDM-Datenbank abgelegt, aktuelle Werkzeug- und Technologiedaten, Schnittparameter wie Vorschub und Geschwindigkeit. Die Mitarbeitenden in der Werkzeugbereitstellung wissen auf Knopfdruck, wo sich was befindet, ob sich ein Bohrer nachschleifen lässt oder nicht. Dank TDM ist der gesamte Werkzeugkreislauf transparent geworden. Auswertungen über Bestände im Lager und an den Maschinen sowie über die Verwendungshäufigkeit geben Auskunft, welche Werkzeuge häufig im Einsatz sind und welche Ladenhüter sind. Auch die Kommunikation zwischen der Fertigung und der Planungsebene funktioniert jetzt besser. Jedes Werkzeug ist ordentlich erfasst und dokumentiert, mit korrekter und einheitlicher Bezeichnung. „Die Fertigung ist standardisiert, Improvisationen sind ausgeschlossen“, freut sich Walter Keiser. 

Ein weiteres Plus: Trotz der Vielfalt weiss die Arbeitsvorbereitung auf einen Klick, wo sich ein Werkzeug gerade befindet,  ob es sich im Lager oder als Komplettwerkzeug montiert auf einer der Maschinen befindet. Dadurch werden Doppelbestellungen vermieden und schliesslich Kosten gespart.

 

Sieben auf einen Streich

Aktuell sind es sieben Schnittstellen, über die TDM mit anderen Systemen verbunden ist. In der Planungsphase war bereits klar, dass die TDM-Schnittstellen die Anforderungen von Pilatus bis zu 80 % erfüllen. Die restlichen 20 % wurden durch Anpassungen realisiert. Das  Projektteam um Walter Keiser und die TDM-Spezialisten machten eine Kommunikation zwischen den Planungssystemen SAP, SIEMENS NX und Vericut möglich. Das bedeutet, heute werden mit aktuellen und korrekten Werkzeugdaten die NC-Programme geschrieben und simuliert. „Die Schnittstellen haben wir alle zeitgleich in Betrieb genommen“, so IT-Spezialist Marcel Aregger. Um  kein Risiko einzugehen, war die Planungsphase deshalb entsprechend lang und umfangreich, alle Abläufe und mögliche Arten des Datenaustausches wurden vorab definiert und simuliert. Der Vorteil der detaillierten Projektplanung: „Die  Einführung erfolgte ziemlich reibungslos, die wenigen Startprobleme wurden von den TDM-Projektverantwortlichen schnell gelöst.“

Am Beispiel Werkzeugbeschaffung zeigt sich, wie die TDM-Software, SAP und das Werkzeuglager jetzt zusammenspielen: Früher füllten die Mitarbeiter  Bestellscheine für den Werkzeugbedarf aus. Diese gingen an den Einkauf, wurden manuell erfasst und in SAP gebucht. Heute ist auch die Beschaffung von Werkzeugen und Verbrauchsmaterialien dank TDM zentral gesteuert. „Wir arbeiten hier nicht mit automatisierten Bestellungen. Mindestbestände werden zwar eingehalten und über das TDM-Lagermodul gemeldet, trotzdem überprüft einmal pro Woche unser zentraler Einkauf die Bestände und nimmt die Bestellung vor“, erläutert Walter Keiser den Beschaffungsprozess. Der Austausch der Bestelldaten inklusive Hersteller und Herstellernummer aus TDM an die ERP-Software erfolgt über die standardisierte SAP-Schnittstelle.

Auch die Werkzeugvorbereitung läuft jetzt optimal: Das Fertigungsleitsystems Fastems ist via Standardschnittstelle an TDM angebunden. Mit TDMshopcontrol, der Software für Werkzeugkreislaufmanagement, werden die Werkzeuge auftragsbezogen vorbereitet und sind somit zeitnah an der Maschine verfügbar. Automatisch erfolgt ein Abgleich zwischen den Werkzeugen auf der Maschine mit der Werkzeugliste für den Fertigungsauftrag. Dadurch wird auch verhindert, dass Werkzeuge doppelt vorgehalten oder unnötig gewechselt werden, und bei hohem Verschleiss wird rechtzeitig ein Schwesterwerkzeug bereitgestellt.

Einfache Bedienung sorgt für Akzeptanz

Zentrale Werkzeugverwaltung bei Pilatus
IT und NC-Programmierung ziehen bei zentraler Werkzeugdatenverwaltung am gleichen Strang: Marcel Aregger (links), Leiter der Technischen IT bei Pilatus, und Chef der NC-Programmierung Walter Keiser.

Durch die intensive Schulung jedes einzelnen Mitarbeiters, sind anfängliche Skepsis inzwischen einer breiten Akzeptanz gewichen. „Die Berührungsängste bei technischer Software sind gross. Sicher gab es Skeptiker, die dann doch lieber ihren Spezialbohrer oder die Schneidplatten weiter selbst bevorraten wollten“, so Walter Keiser. „TDM lässt sich jedoch leichter bedienen als ein Smartphone“, ist er überzeugt, „und so ein iPhone hat fast jeder in der Tasche.“ Trotz der hohen Funktionalität sei die Software einfach und intuitiv zu bedienen und performant.

„Qualität und Produktivität gehen bei uns Hand in Hand“, sagt Walter Keiser, Leiter der NC-Programmierung. „Konstruktion und Ingenieure arbeiten mit festen Vorgaben, zudem verfügen sie auch über das nötige Zerspanungs-Know-how.“ Testläufe an den CNC-Maschinen gibt es nicht mehr, alles muss auf Anhieb stimmen. Dank der korrekten Werkzeug- und Schnittdaten von TDM ist dies heute gewährleistet. Ob NC-Programmierer, CAM-Anwender bei der Fertigungssimulation, Voreinsteller oder Maschinenbediener, alle greifen mit TDM auf denselben Datenpool zurück, arbeiten mit identischen, getesteten und verlässlichen Werkzeug- und Technologiedaten. Eine laufende Maschine kann nicht gestoppt werden, ebenso wenig lassen sich Programme an der Maschine modifizieren oder abändern, aber wenn die richtigen Werkzeuge eingeplant und die Bearbeitung simuliert wurde, ist dies in der Regel auch nicht mehr nötig. „Unsere Prozesse sind standardisiert, die Werkzeugmaschinen laufen rund um die Uhr, 24 Stunden an sieben Tagen die Woche.“ Und TDM trägt immens zu mehr Standardisierung bei.

Pilatus – Marktnischen erfolgreich besetzt

Pilatus Hauptwerk in Stans/Schweiz
Pilatus Hauptwerk in Stans/Schweiz

Die Pilatus Flugzeugwerke AG, Stans/Schweiz, besetzte gleich vom Start weg 1939 eine Nische: der legendäre SB-2 Pelikan war speziell für den Einsatz in Bergregionen konzipiert. Ende der 1950er Jahre folgte mit dem Pilatus Porter PC-6 eine extrem robuste Mehrzweckmaschine. Besonderheit: aufgrund seiner STOL-Eigenschaft (Short Take-off and Landing) benötigt das Flugzeug nur sehr kurze Start- und Landepisten. Mit diesem Flugzeugtyp gelang Pilatus der internationale Durchbruch. Es folgten kontinuierlich weitere Nischenbesetzungen am Flugzeugmarkt. Jüngste Beispiele dafür sind etwa die PC-12 NG, ein einmotoriges Turboprop-Geschäftsflugzeug, oder der PC-21, ein Trainingsflugzeug für Militärpiloten. 

Zur Pilatus Gruppe gehören weltweit vier Geschäftseinheiten: Die Pilatus Flugzeugwerke AG in Stans (Schweiz) und die drei hundertprozentigen Tochtergesellschaften in Altenrhein (Schweiz), Broomfield (USA) und Adelaide (Australien). Die über 1.400 Mitarbeitenden (mehr als 1.300 allein in der Schweiz) planten und fertigten 2011 87 Flugzeuge und erwirtschafteten einen Umsatz von 781 Mio. CHF. 

www.pilatus-aircraft.com

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