Schweizerische Bundesbahnen AG
20 MAI 2021
Autodesk Inventor CAM in der Bahntechnik Das Wichtigste in Kürze
Die Anforderungen an Bahntechnik-Dienstleister sind größer geworden: Bei zunehmendem Kostendruck muss mehr Leistung mit denselben Ressourcen erbracht werden. Aus diesen Gründen hat die SBB eine umfassende Digitalisierung, Zentralisierung und Automatisierung ihres Bahntechnik Centers (BTC) initiiert. Die Vorgaben: Neue CNC-Maschinen sollen mit einem zukunftsfähigen CAM-System computergestütztes Arbeiten ermöglichen, die Produktion wird zentralisiert und die digitale Durchgängigkeit auf 100 Prozent erhöht.
„Durch die Umstellung von Werkstattprogrammierung auf Autodesk Inventor CAM konnten wir unsere Produktivität um 20 Prozent und die Maschinenauslastung um 30 Prozent steigern.“ – Markus Aebi – Leiter Fertigung und Sicherungsanlagen SBB
Seit der Implementierung von Inventor CAM und Vault im März 2020 können die Mitarbeiter des BTC effizienter, sicherer und entspannter arbeiten. Die Maschinen müssen nicht mehr beaufsichtigt werden und Just-in-Time-Produktion ist nun innerhalb weniger Stunden möglich. Zusätzlich ist die Fehlerquote signifikant gesunken. Die Zahlen bestätigen: Die Effizienz wurde gesteigert in den Punkten Maschinenauslastung, Verfügbarkeit und Produktivität – bei gleichen Ressourcen.
Das Bahntechnik Center der SBB produziert verschiedenste Teile für die Bahninfastruktur,
zum Beispiel Schienen für den Bahnhof Lausanne. © SBB
Umstrukturierung des Bahntechnik Centers
Standortkonzentration, Digitalisierung, geringere Lagerhaltung: Die SBB modernisiert derzeit ihr Bahntechnik Center, das für die Schweizer Bahnen und das zugehörige Schienennetz Bahntechnikprodukte herstellt und liefert. Von der Weiche bis zur Signalanlage fertigt das BTC in Hägendorf als zentraler Produktions-und Logistikbetrieb sämtliche Bahntechnik-Komponenten. Mit umfassenden Dienstleistungen, die von der Entwicklung über die Fertigung, Aufarbeitung, Lagerung und Auslieferung bis hin zu Wartung und Entsorgung aller relevanten Ersatzteile reichen.
Umfassende Digitalisierung und Automatisierung
Im Rahmen dieser Standortkonzentration und Modernisierung strebt das Bahntechnik Center gleichzeitig auch die umfassende Digitalisierung und Automatisierung aller Prozesse an, um so deutliche Effizienzsteigerungen bei gleichbleibenden Ressourcen zu erreichen.
Das konkrete Ziel hierbei: wegzukommen von der Lagerfertigung auf Vorrat, die viel Kapital bindet, hin zur direkten Just-in-Time-Produktion mit möglichst hoher Durchgängigkeit, effizienter Produktionssteigerung, Automatisierung und mehr Verlässlichkeit im Fertigungsprozess. Eine Herausforderung in mehrfacher Hinsicht, für welche die SBB auf eine gewinnbringende Kombination aus der Anwendung Inventor CAM von Autodesk (mit angebundener Maschinensimulation “HSMSimul”), dem Warenwirtschaftsprogramm SAP sowie neuen CNC-Maschinen in der Fertigung setzt.
Von 40 Tagen auf 24 Stunden Lieferzeit mit Inventor CAM
Seit das BTC im März 2020 Inventor CAM in seine Fertigung implementiert hat und von der Werkstattprogrammierung hin zum Programmieren mit CAM wechselte, lassen sich bereits beachtliche Erfolge verzeichnen. Denn wo es früher oft 40 Arbeitstage dauerte, bis Ersatzteile wie Weichenantriebe beim Kunden waren, kann das BTC heute einzelne Bauteile innerhalb von einem Tag ausliefern – eine enorme Effizienzsteigerung.
Die CAM-Fachverantwortliche Nadine Wimmer bereitet mit Inventor CAM
die Mehrachs-Bearbeitung von Komponenten vor. © SBB
Keine Maschinenstillstände, optimale Auslastung der Produktionsanlagen, höhere Produktivität
Das SBB Bahntechnik Center konnte durch die neue CAM-Programmierung und die damit verbundenen Simulationsmöglichkeiten er Bearbeitungsprozesse seine Produktivität in der Komponentenfertigung um bis zu 20 Prozent steigern. Durch Maschinensimulation wurde die Ausfallzeit der Anlagen signifikant gesenkt und die Prozesssicherheit erhöht.
Die Einführung von Inventor CAM
Die Ausgangslage, in die Inventor CAM implementiert werden sollte, war geprägt von seit Langem bewährten Best-Practice-Abläufen, bei denen jeder Mitarbeiter seinen eigenen Programmierstil hatte, weshalb wenig Einheitlichkeit und Effizienz herrschte. Um dieser langjährigen Praxis bei der Einführung angemessen zu begegnen, führte Fertigungsleiter Markus Aebi Inventor CAM über drei Monate ein. Im Rahmen einer End-to-End-Betrachtung wurde die Fertigung langsam vom Bearbeiten einzelner Aufträge direkt an der Maschine hin zum zyklischen Arbeiten mit unbeaufsichtigten Maschinenparks umgestellt.
Um genau zu wissen, wie das Team mit 3D-Modellen, Postprozessor und Maschinensimulation umgehen muss, hat es zunächst einen Grundkurs von zwei mal drei Tagen bei der HSMTEC GmbH absolviert, im Anschluss sein Werkzeugsortiment verkleinert und ein vollautomatisches Nachbestell- sowie Lagersystem entwickelt. Werkzeuge können jetzt mithilfe von Bibliotheken und Barcodes abgescannt, ausgegeben und automatisch nachbestellt werden, keines muss mehr zeitaufwendig gesucht werden. Die Werkzeugvielfalt hat sich so um 30 Prozent reduziert, mehrere Zwischenschritte, wie etwa Nachbestellungen, konnten eliminiert und neue, effizientere Standards in der Produktion gesetzt werden.
Verbesserungen: Mehr Effizienz, mehr Sicherheit, entspannteres Arbeiten
Seit der Implementierung von Inventor CAM bleiben die CNC-Maschinen im Bahntechnik Center durchgehend produktiv. Ein wichtiger Erfolgsfaktor für die SBB ist dabei die Einheitlichkeit in der Programmierung und die mit der Maschinensimulation einhergehende Verlässlichkeit mit nahezu null Fehlerquote. Mithilfe der Simulation kann das Team sicherstellen, dass keine Kollisionen während der Bearbeitungsprozesse entstehen. Das Arbeiten mit den CNC-Maschinen ist für die Mitarbeiter des BTC einfacher und sicherer geworden.
Die digitale Durchgängigkeit vom 3D-Modell bis zum CNC-Programm und das angeschlossene Warenwirtschaftsprogramm hat sich mit dieser Arbeitsweise klar verbessert. CNC-Programme sind heute nicht mehr direkt auf der Maschine hinterlegt, sondern in Vault abgespeichert. Mit dieser Vorgehensweise können nur Mitarbeiter mit den entsprechenden Zugriffsberechtigungen an den CNC-Programmen arbeiten. Die reibungslose Zusammenarbeit zwischen auf dem System trainierten Mitarbeitern ist somit gewährleistet und es werden keine unautorisierten Veränderungen an den CNC-Programmen mehr vorgenommen.
Eine weitere Verbesserung wurde im Bereich der Werkzeugstandzeiten erreicht. Mit den effizienten Fräsverfahren (zum Beispiel Trochoidalfräsen) konnten die Standzeiten verlängert und die Lärmemissionen durch den Fräsprozess deutlich reduziert werden. Wiederkehrende Aufgaben können durch eigens definierte Funktionen, die in Inventor CAM hinterlegt sind, schneller erledigt werden.
Zukunftsaussichten
Im nächsten Schritt plant das SBB Bahntechnik Center die Einführung eines Direct-Data-Interfaces zwischen Vault und seinen CNC-Maschinen, um eine hundertprozentige digitale Durchgängigkeit zu erreichen. In Abstimmung mit dem SAP-System gilt es hier noch einige Hürden zu überwinden. Aus diesem Grund wurde der Projektzeitraum bis 2023 festgelegt.
Über das Unternehmen
Die SBB mit Hauptsitz in Bern wurde 1902 gegründet. Die SBB ist in drei Divisionen (Personenverkehr, Infrastruktur, Immobilien), die Konzerngesellschaft SBB Cargo sowie zehn Konzernbereiche mit Steuerungs- und Dienstleistungsfunktionen gegliedert. Sie beschäftigt aktuell 32.500 Mitarbeiter. Für die Division „Infrastruktur“ ist das Bahntechnik Center ein wichtiges Glied der Versorgungs- und Entsorgungskette.
Die Aufgaben des BTC sind die Herstellung und Lieferung von Bahntechnikkomponenten, um den Unterhalt und die Verfügbarkeit von insgesamt 14.500 Weichen und 34.700 Signalen sicherzustellen. Das BTC bietet Dienstleistungen über den gesamten Lebenszyklus seiner Produkte an – von der Entwicklung über Fertigung und Auslieferung bis hin zur umweltgerechten Entsorgung. Beliefert werden Kunden in der ganzen Schweiz sowie dem angrenzenden Ausland.
Über HSMTEC GmbH
HSMTEC wurde 2010 durch Thomas Schuster in der fränkischen Bierstadt Spalt gegründet. Aktuell hat das Unternehmen neun Mitarbeiter und betreut HSMWorks bzw. Inventor CAM . Darüber hinaus ist die Bearbeitung im gesamten D-A-CH Raum möglich.
Das Unternehmen hat mehr als 20 Jahre Erfahrung mit 3D-CAD- und CAM-Systemen und kann daher seine Kunden bestmöglich betreuen.
Dieser Anwenderbericht wurde verfasst von der Autodesk SA