Der CAM-Prozess der Zukunft

Viele Unternehmen sehen in der Automatisierung von CNC-Maschinen den einzigen Ausweg, um ihre Kapazitäten zu erweitern. Dafür ist ein stabiler und durchgängier CAM-Prozess notwendig.

Christian Almhofer
Senior Prozess Consultant bei der Pimpel GmbH

„Um die volle Effizienz im CAM-Prozess zu erreichen, bedarf es eines maßgeschneiderten Digitalisierungskonzepts, das exakt auf die individuellen Bedürfnisse eines Unternehmens zugeschnitten ist.“

„In der heutigen Zeit reicht es nicht mehr aus, beim Kunden lediglich eine CAM-Software zu installieren, um dessen Anforderungen zu erfüllen“, erklärt Christian Almhofer, Senior Prozess Consultant bei der Pimpel GmbH. „Fertigungsbetriebe im DACH-Raum stehen vor der enormen Mammutaufgabe, sich einem rasant verändernden Markt anzupassen, um die Wirtschaftlichkeit ihrer Produktion langfristig zu sichern. Während die Fertigungskosten steigen und die Kunden zunehmend preissensibler werden, nehmen jedoch die Anforderungen an die Komplexität der Bauteile und die Reaktionszeiten zu.“

Viele Unternehmen sehen daher den einzigen Ausweg in der Automatisierung von CNC-Maschinen, um ihre Kapazitäten zu erweitern und durch eine weitgehend mannlose Fertigung rund um die Uhr wettbewerbsfähige Preise zu erzielen.

Der Digitale Zwilling spielt eine entscheidende Rolle für den Erfolg des CAM-Arbeitsplatzes der Zukunft – die Pimpel GmbH bietet hier mit CHECKitB4 eine passende Lösung.

Andere Herausforderungen in der CAM-Programmierung

„Obwohl diese Investition vielversprechend wirkt, zweifeln viele Unternehmen letztlich an der Umsetzbarkeit eines solchen Projekts“, erläutert Almhofer weiter. So stehen typische Fertigungsunternehmen oft vor der Herausforderung, eine hohe Teilevielfalt zu bewältigen, die jedoch meist in Kleinserien oder als Einzelteile produziert wird. Man kann leicht abschätzen, welchen enormen Output an CNC-Programmen eine Produktion, die 24 Stunden am Tag und 7 Tage die Woche läuft, erfordert. Erschwerend hinzu kommt die Notwendigkeit, dass diese Programme so hochwertig und prozesssicher sein müssen, damit sie ohne Bediener direkt an der CNC-Maschine gestartet werden können. In den meisten Betrieben ist jedoch gerade die CAM-Programmierung die Abteilung, die am stärksten vom Fachkräftemangel betroffen ist, weshalb der Aufbau zusätzlicher Ressourcen oft ein unrealistischer Wunsch bleibt. Unternehmen scheitern daher nicht aufgrund ihres technischen Know-hows, sondern am Mangel an qualifiziertem Personal.

Um zukunftsfähig zu bleiben und das Ziel der automatisierten Fertigung zu erreichen, haben Unternehmen laut Almhofer also nur eine Chance: Sie müssen ihre vorhandenen Ressourcen optimal nutzen. Oft fehlt jedoch eine klare Projektidee, um einen effektiven Workflow zu implementieren, da viele Unternehmen die CAM-Programmierung auf die Auswahl von Geometrien, die Eingabe von Technologiedaten und das Warten auf die Berechnung von Werkzeugwegen irrtümlicherweise reduzieren. Tatsächlich ist die CAM-Programmierung jedoch ein umfassender Prozess, der bereits mit dem Fertigungsauftrag im ERP-System beginnt und mit der Freigabe des NC-Programms sowie der Bereitstellung der Dokumentation für die Maschinenbediener endet. „Das erklärt auch, warum die Entwicklung effektiver und automatisierter Workflows für Unternehmen besonders herausfordernd ist, wenn man die damit verbundene Komplexität versteht“, fügt der Prozess-Experte ergänzend hinzu.

CHECKitB4 unterstützt bei der Optimierung der Fertigung, da es neben der NC-Steueung auch den Digitalen Zwilling der Werkzeugmaschine in der Arbeitsvorbereitung etabiliert.

Der Einsatz von KI: Zukunftsmusik oder realistische Option?

Immer häufiger fragen daher Kunden nach dem Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) im CAM-Prozess, um dessen Anwendung zu vereinfachen und zu beschleunigen. „Die Vorstellung, dass ein unerfahrener Anwender durch KI, ähnlich wie bei ChatGPT, zu einem professionellen Content Creator mit tiefgehender Expertise wird, wäre sicherlich ein Traum. Doch die Idee, ein Bauteil vollständig von einer KI programmieren zu lassen, betrachten wir eher als Zukunftsmusik“, erklärt Almhofer.

Eine KI benötige stets eine umfangreiche Datenbasis, und genau darin liegt das Hauptproblem. „Welches Unternehmen würde sein wertvolles Know-how in eine Cloud laden, die von einer KI genutzt wird, sodass auch der Wettbewerb ohne jegliche Investition von Zeit und Geld davon profitiert?“

Effizienzsteigerung durch Automatisierung: Mit einer digitalisierten und automatisierten Arbeitsvorbereitung ergeben sich für Unternehmen Chancen, Mitarbeiter langfristig an ihr Unternehmen zu binden.

Automatisierte Prozesse und Wissensdatenbanken

„Es ist unbestreitbar, dass KI in naher Zukunft bestimmte Aufgaben der CAM-Programmierung erleichtern und beschleunigen könnte“, fährt Almhofer fort und weist darauf hin, dass selbst mit KI der grundsätzliche Kosten- und Ressourcenaufwand unverändert bleibt. Ein Bauteil mit einer Laufzeit von fünf Minuten verursacht – abgesehen von der reduzierten Programmierzeit – weiterhin ähnliche Kosten wie ein Bauteil mit einer Laufzeit von 60 Minuten.

Um wirklich signifikante Vorteile zu erzielen, ist es laut Almhofer daher entscheidend, den gesamten CAM-Prozess zu automatisieren und eine firmeneigene Wissensdatenbank zu entwickeln. Dies erfordere allerdings eine moderne und leistungsfähige IT-Landschaft, die nicht nur den aktuellen, sondern auch zukünftigen Bedürfnissen eines Unternehmens gerecht wird. Ebenso essenziell sei, dass die eingesetzten Softwarelösungen prozessfähig und offen sind. „Die Systeme müssen miteinander vernetzbar sein und die Möglichkeit bieten, Teilprozesse zu automatisieren und firmenspezifisches Wissen effizient zu speichern und zu nutzen“, fügt Almhofer hinzu.

„Unsere Erfahrung zeigt, dass es nicht ausreicht, einfach nur leistungsstarke Softwarelösungen bereitzustellen und die Anwender zu schulen. Um die volle Effizienz zu erreichen, bedarf es eines maßgeschneiderten Digitalisierungskonzepts, das exakt auf die individuellen Bedürfnisse eines Unternehmens zugeschnitten ist. Wir legen daher großen Wert auf eine frühzeitige, individuelle Beratung, beginnend mit Workshops, in denen wir das Unternehmen und seine Ziele intensiv kennenlernen. Diese Erkenntnisse fließen dann in einen klar definierten Projektplan ein, der den Weg in eine erfolgreiche, digitale Zukunft ebnet,“ zeigt Almhofer auf. „Unsere Kunden profitieren dabei von fast 30 Jahren Erfahrung in erfolgreichen CAD/CAM-Projekten, die ihnen kontinuierlich zur Verfügung steht.“

Darstellung des CAM-Prozesses der Zukunft.

Nachhaltiger Unternehmenserfolg und Mitarbeiterbindung

Durch ein gezieltes Digitalisierungsprojekt können Unternehmen somit nicht nur die Effizienz ihrer CAM-Programmierung steigern, sondern auch erfolgreich eine große, oft unterschätzte Gefahr abwenden: die Fluktuation ihrer besten Mitarbeiter. „Selbst bei gut verdienenden CAM-Programmierern macht sich die Inflation bemerkbar, was schnell zu Unsicherheiten und existenziellen Ängsten führen kann“, fügt Almhofer hinzu.

„Viele Unternehmen haben bereits ihr Budget ausgeschöpft und verfügen kaum noch über Spielraum, um Gehälter anzupassen. Eine unzureichende Gehaltserhöhung kann schnell dazu führen, dass ein CAM-Programmierer innerlich kündigt und sich emotional angegriffen fühlt. Für den Arbeitnehmer ist eine Gehaltserhöhung oft ein wichtiges Signal der Wertschätzung seiner Leistung“, erläutert Almhofer. Zusätzlich verschärfen moderne Recruiting-Prozesse, die keine schriftlichen Bewerbungen mehr erfordern, die Situation. „Diese vereinfachten Bewerbungsverfahren senken die Hemmschwelle für einen Jobwechsel erheblich, was es für CAM-Programmierer leichter macht, sich umzuorientieren.“

Doch gerade in der heutigen Zeit sind Unternehmen auf ihre besten Leute angewiesen, um erfolgreich die nächste Epoche einzuleiten. Mit einer digitalisierten und automatisierten Arbeitsvorbereitung ergeben sich auch für Unternehmen Chancen, diese Mitarbeiter langfristig an ihr Unternehmen zu binden. Denn ein bestmöglich automatisierter Workflow setzt laut Almhofer eine Gruppe von Prozess-Spezialisten im Unternehmen voraus, die permanent Prozesse und Technologien weiterentwickeln, Methodiken für die Automatisierungsmodule definieren und die Wissensdatenbank aufbauen, damit auch weniger qualifizierte Programmierer effizient Teile programmieren können. „Natürlich lässt sich eine Position im Unternehmen monetär besser bewerten, wenn sie konsequent daran arbeitet, technologische Wettbewerbsvorteile zu sichern und Prozesse so zu optimieren, dass täglich Kosten eingespart werden. Dadurch kann der bestehende Frust schnell in persönliche Erfüllung umgewandelt werden“, fügt Almhofer ergänzend hinzu.

Digitaler Zwilling

Der Digitale Zwilling spielt eine entscheidende Rolle für den Erfolg des CAM-Arbeitsplatzes der Zukunft. Durch das Klonen der CNC-Maschine in die Arbeitsvorbereitung werden auch die Einfahrprozesse dorthin verlagert, sodass das CNC-Programm bereits in dieser Phase durch den CAM-Programmierer eingefahren werden kann. „Sollten während eines virtuellen Maschinenlaufs Syntaxfehler oder Kollisionen auftreten, können diese sofort behoben werden“, zeigt Almhofer den großen Vorteil eines Digitalen Zwillings auf. Dies gewährleistet nicht nur, dass das CNC-Programm mannlos gestartet werden kann, sondern liefert auch realistische Laufzeiten für die Feinplanung, die auf tatsächlichen NC-Zeiten basieren und nicht auf geschätzten CAM-Zeiten.

Der Digitale Zwilling trägt laut Almhofer zudem entscheidend zur Zukunftsfähigkeit der CAM-Programmierung bei, insbesondere im Kontext von New Work. Er ermöglicht es CAM-Programmierern, im Homeoffice zu arbeiten, was dem Unternehmen die Chance bietet, zusätzliche Anreize zu schaffen und zur Verbesserung der Work-Life-Balance beizutragen – ein wichtiger Faktor, um auch jüngere Generationen anzusprechen. Zudem erlaubt der Digitale Zwilling, die Personalsuche auf Regionen mit schwächerer Infrastruktur auszuweiten, wodurch die Fachkräftesituation zusätzlich entschärft werden kann.

AMB-Highlights

„Auf der kommenden AMB laden wir Unternehmen herzlich ein, uns an unserem Stand im Eingangsbereich Ost zu besuchen und mit uns über die Chancen der Digitalisierung zu sprechen. Als besonderes Highlight zeigen wir unseren ‘CAM-Process for the Future’. In dieser Präsentation erläutern wir verschiedene Szenarien und Lösungen, die Entscheidern das enorme Potenzial eines automatisierten CAM-Prozesses in Verbindung mit einem Digitalen Zwilling verdeutlichen“, freut sich Christian Almhofer abschließend auf interessante Gespräche in Stuttgart.

AMB 2024: Eingang Ost, Stand EO126