Mittwoch, 31. Dezember 2014

DCNS setzt auf digitale Prozeßkette für die Fertigung

Vorrangiges Ziel: direkt zum guten Teil


Für die Fertigung der hochkomplexen Baugruppen verwendet der Hersteller die integrierten CAD/CAM-Lösungen TopSolid von Missler Software und NCSIMUL Machine von SPRING Technologies für die Maschinensimulation.

Der Bereich für die Herstellung von atomgetriebenen U-Booten der DCNS Cherbourg ist eine wahre Stadt in der Stadt und steht unter ständigem Zwang zur Verbesserung. DCNS stellt die komplexesten denkbaren Baugruppen her, ein Atom-U-Boot ist dabei um einiges komplexer als ein Flugzeug oder ein Auto. Es müssen mehr als 12.000 spezielle Bauteile (ohne Normteile) konstruiert, gefertigt und montiert werden, und dies selbstverständlich so preiswert und so schnell wie möglich und unter Einhaltung von drakonischen Qualitätsvorgaben. Entsprechend müssen auch die eingesetzten CAD/CAM-Werkzeuge dieser Herkulesaufgabe gewachsen sein. "Wir haben unsere ersten Produkte mit diesen Werkzeugen in den 1990er Jahren mit der Einführung von Strim 100 von Cisigraph und Euclid von Matra Datavision entwickelt", erklärt Hubert Amiot, Fertigungsleiter für U-Boote bei DCNS Cherbourg.


Unsere Teams haben viele 2D- und 3D-Konstruktionen und deren Fertigung auf CNC-Maschinen realisiert. "Die Herausforderungen bei der Konstruktion und Fertigung von neuen U-Booten haben uns jedoch dazu gezwungen, unsere Prozesse und unsere vorhandenen Werkzeuge von Grund auf in Frage zu stellen", erklärt der Experte von DCNS. Eine wichtige Feststellung: die Zeit für eine Integration von Konstruktion und Fertigung ist gekommen. "Wir brauchten die geeignete Lösung, um die Vorgaben zur Kostenreduktion, Terminverkürzung und Qualitätsverbesserung umsetzen zu können". Zusätzlich hat die DCNS seit einigen Jahren Programme aufgelegt, um sich in anderen Industriesektoren, wie den erneuerbaren Energien oder die zivile Atomkraft, zu diversifizieren und dadurch die vorhandene Erfahrung der Mitarbeiter und den außerordentlichen Maschinenpark besser auszunutzen. Selbstverständlich spielt auch verstärkt der Export eine Rolle, in Ländern wie Pakistan, Indien, Chile, Malaysia und Brasilien besteht Interesse an U-Booten aus Cherbourg.

Wie findet man also die CAD/CAM-Lösung für die Herausforderungen des 21. Jahrhunderts?


Als ein wahres Musterbeispiel umfaßte die Auswahlstrategie von DCNS mehrere Stufen mit einem klaren Ziel: der Umsetzung einer kompletten, digitalen Prozeßkette von CAD, CAM und Maschinensimulation. "Zuerst haben wir ein Pflichtenheft erarbeitet, anhand dessen wir drei CAD/CAM-Lösungen, von Dassault Systèmes, von PTC und Missler Software, untersucht haben", erläutert Hubert Amiot. "Am Ende hat sich TopSolid, die Lösung von Missler Software, als die geeignetste herausgestellt".  Damit fing jedoch ein großes Arbeitsprogramm erst an: die Programmierung von komplexen Bauteilen wie Verbindungen von Hüllensegmenten und von hohem Mehrwert sollte optimiert werden, eventuell der komplette Wegfall von Testbearbeitungen zur Überprüfung des NC-Programmes, Verbesserung bei der Abstimmung der Postprozessoren, Verwaltung der Änderungsstände von Programmen und Bauteilen, uvm.

"Die von Missler Software vorgestellte Software, welche CAD/CAM und Maschinensimulation von NCSIMUL in einer Lösung verbindet, macht alles dies möglich", erklärt Fabien Pourpour, Leiter CAM-Programmierung bei DCNS. Als Verantwortlicher für das Projekt  hat er die Aufgabe erhalten, um die Organisation der NC-Programmierung von Grund auf zu überprüfen und auf neue Füße zu stellen. Denn wichtigstes Glied der Kette sind die Mitarbeiter. "Wir haben uns entschlossen, den Programmierern eine eigene Position und eigenen Status zuzuordnen, bisher waren diese einfach in die Produktion integriert". Damit wird ein gängiges Problem in größeren Unternehmen verhindert: Probleme in den Programmen sind Fehler der Programmierung, Erfolge hingegen sind Errungenschaften der Fertigung. Wesentlicher Faktor auch ist externer Sachverstand, welcher eine objektive Sicht auf die vorhandene Prozeßkette und ihre Hindernisse hat. C2MIS als spezialisiertes Beratungsunternehmen im TopSolid-Umfeld hat diese Unterstützung geleistet und auch bei der Realisierung der Postprozessoren Unterstützung gewährt.

Die besonderen Maschinen von DCNS, z.B. eine Vertikaldrehbank von Bost mit einem 5-Achs-Kopf, 10 Meter Drehdurchmesser bei 5 Meter Höhe und einem Werkstückgewicht von 350 Tonnen oder die Vertikaldrehbank Schiess-Berthiez mit 14 Metern Drehdurchmesser, haben hier schon einige besondere Anforderungen. Das Verhältnis zwischen Programmierung und Fertigung hat sich durch die Einführung der virtuellen Prozeßkette radikal verändert. "Durch die vollständige Simulation des Prozesses für alle Bauteile hat eine gewisse Ruhe und Sicherheit Einzug gehalten, und beide Gruppen streiten nur noch über .... technische Fragen".

Jeder Mitarbeiter verwendet nun die gleiche Arbeitsmethode und die Programmierer sind in der Lage, mehrere Maschinen zu betreuen. Dei Arbeit der Fertigung ist besser vorbereitet, Arbeitsanweisungen sind dank der realistischen 3D-Darstellungen klarer und einfacher zu verstehen. Der Produktivitätsgewinn ist spürbar: "Anfang 2014 hatten wir noch 250 Fertigungsaufträge im Rückstand, heute sind es noch 10", sagt Fabien Pourpour.

Zur Erinnerung

Problemstellung

  • Verbesserung der Programmierung von komplexen Werkstücken mit hohem Mehrwert
  • Einsparung von Testbearbeitungen und Testwerkstücken zur Überprüfung des NC-Programmes.
  • Erleichterung bei der Erstellung der Postprozessoren, besserer Umgang mit Bauteiländerungen

Lösung:

  • Einrichtung einer digitalen Prozeßkette mit TopSolid und NCSIMUL
  • Einrichtung eines eigenen CAM-Verantwortlichen mit erweiterten Vollmachten
  • Trennung der CAM-Abteilung von der Fertigung

Nutzen

  • 100% aller Programme werden simuliert und überprüft
  • Bessere Dokumentation aller Bearbeitungen
  • Verbesserter Dialog zwischen Arbeitsvorbereitung von Fertigung
  • Produktivität verzehnfacht

DCNS Cherbourg in Zahlen

  • 2250 Mitarbeiter
  • 50 Hektar Werksfläche
  • 12 Millionen Arbeitsstunden zur Fertigung eines Atom-U-Bootes
  • Lebensdauer eines Atom-U-Bootes: 50 Jahre


: