Die Hirata Corporation ist ein Maschinen- und Anlagenbauer mit Sitz in Kumamoto, Japan. Seit der Gründung im Jahr 1951 hat sich Hirata durch den Einsatz seiner selbst entwickelten Module einen breiten Kundenstamm in mehr als 40 Ländern aufgebaut. Das Unternehmen ist sehr aktiv in der Automobil- und Halbleiterindustrie, und seine Stärke liegt in der Bereitstellung von Maschinen aus einer Hand, von der Planung, über die Konstruktion bis hin zur Inbetriebnahme. Die Philosophie von Hirata ist es, Kunden Maschinen und Systeme zu liefern, die „menschenfreundlich“ sind.
2019: Eine Herausforderung für Hirata
Es sieht so aus, als wäre alles auf einem guten Weg, nachdem das Debugging von Programmen und Einlernen von Positionen Hirata lange Zeit Kopfzerbrechen bereitete. Das Programm selbst kann noch vor dem Bau der Maschinen geprüft werden, doch die Fehlersuche kann erst erfolgen, wenn die Maschinen gebaut sind und das Programm ausgeführt wird. Dann geht es mit dem Einlernen weiter. Normalerweise erfolgt das Einlernen über eine Bedienerschnittstelle (HMI), wobei die Positionseingabe für jede Roboterachse große Sorgfalt und Präzision erfordert und dadurch mit erheblichem Zeitaufwand verbunden ist. Es ist nur natürlich, dass man sich bei Hirata fragte: „Wie wäre es, wenn wir den Debugging-Prozess starten könnten, ohne auf den Bau der Maschine warten zu müssen?“ Gleichzeitig stellt die Inbetriebnahme Hirata vor eine weitere Herausforderung. Vor allem bei Projekten in Übersee mussten die Mitarbeiter vor Ort mehrere Wochen (oder sogar Monate, je nach Bestimmungsort) warten, bis die Maschinen am Standort eintrafen. Sie stellten sich in dieser Situation die Frage, wie sie die Zeit während der Versand- und Frachtzeit nutzen könnten.
Dann wurde Hirata auf die Emulate 3D™-Software von Rockwell Automation® aufmerksam. Hirata und Rockwell Automation unterhielten eine Geschäftsbeziehung, bei der es um die Lieferung von Komponenten wie speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) oder Servoprodukten ging, die insbesondere für Maschinen in den Vereinigten Staaten bestimmt waren. Im Januar 2019 erwarb Rockwell Automation Emulate3D zur Erweiterung seines digitalen Engineering-Angebots und begann mit der Vermarktung des digitalen Tools. Zu dieser Zeit wurde das Offline-Einlernen über Simulationssoftware immer beliebter. Da die Simulation jedoch keine Programmtests unterstützt, konnte auch keine Fehlersuche mit Simulationswerkzeugen durchgeführt werden. Die Emulation hingegen ermöglicht es Ingenieuren, ein Programm in einer virtuellen Umgebung mit 3D-CAD-Objekten (Computer-Aided Design) auszuführen. So können die Ingenieure mit der Fehlersuche beginnen, ohne auf die Fertigstellung der Maschine warten zu müssen. Hirata war beeindruckt von der ersten Demo, die technische Berater von Rockwell Automation Japan durchführten.
Machbarkeitsnachweis durch Ausprobieren
Es war Juni 2019, als das Team von Rockwell Automation Japan den Ingenieuren von Hirata eine Emulate3D-Demo gab. Die Verantwortlichen von Hirata waren von der Präsentation und der Demo beeindruckt, sahen aber noch die Notwendigkeit einer technischen Überprüfung. Daraufhin begann eine gemeinsame Proof-of-Concept-Reise. Von Hirata erhielten die Rockwell Automation-Berater eine Reihe von technischen Informationen für die Erstellung einer maßgeschneiderten Demonstration. Neben der maßgeschneiderten Demo erhielt Hirata von den Rockwell Automation-Beratern zusätzlichen Input für weitere Einrichtungsrunden. Nach einem regen Kommunikationsaustausch über mehrere Monate kannten sich die Ingenieure von Hirata schließlich so gut mit dem Tool aus, dass sie sich zur Budgetgenehmigung an ihre Geschäftsleitung wandten. Herr Shimizu in Geschäftsbereich 2, Geschäftseinheit 2 in Kumamoto, beschreibt diesen Moment so: „Wir haben mit mehreren Simulationslösungen gearbeitet, die in einem kleinen Maßstab Nutzen stifteten. Doch Emulate3D war anders. Nachdem wir das von Rockwell Automation entwickelte Demoprogramm mit unseren echten 3D-CAD-Daten erhalten hatten, waren wir von der Qualität beeindruckt und sahen enormes Potenzial für eine Vielzahl von Anwendungsfällen.“
Nach der Genehmigung des Budgets wurden im Januar 2020 eigens Ingenieure zugewiesen, und es begannen intensive praktische Schulungen durch die technischen Berater von Rockwell Automation. Nach mehreren Monaten Schulung waren die abgestellten Ingenieure in der Lage, das Emulationstool in vollem Umfang zu nutzen, was großartige Ergebnisse bei einigen aktuellen Projekten hervorbrachte. Dieser Erfolg führte zur Einrichtung des neuen „Digital Engineering Teams“, das dem Geschäftsbereich des Geschäftsführers Herrn Kusuguchi untersteht und dem vier neue Ingenieure angehören. Im April 2021 richtete die Geschäftseinheit 3, die organisatorisch neben der Geschäftseinheit von Herrn Kusuguchi angesiedelt ist, das „3D Design Promotion Team“ mit vier Ingenieuren ein. Bei Emulate3D wurde jetzt die Entwicklungszeit um 30 Prozent verkürzt und die Effizienz bei der Fehlersuche um 70 Prozent gesteigert.
Unerwartete „Nebenprodukte”
Dank integrierter Virtual Reality-Funktionen kann Emulate3D nicht nur für die Prüfung von Maschinen mit SPS-Programmen verwendet werden, sondern auch für detaillierte Sicherheitsprüfungen oder Gefahrenprognosen in virtuellen Umgebungen. Auch eine virtuelle Inbetriebnahme ist damit möglich, wodurch Hirata die Einsatzzeit der Ingenieure und die Inbetriebnahme verkürzen kann. Darüber hinaus können Fehlerbehebung oder Werksabnahmeprüfung (FAT) anhand eines virtuell emulierenden Maschinenbetriebs durchgeführt werden. Hirata zufolge gehen aufgrund der weltweiten Pandemie immer mehr Anfragen zur Werksabnahme (FAT) und Fehlerbehebung aus der Ferne ein. Es ist ein enormer Vorteil, nicht nur für Hirata, sondern auch für die Endkunden, dass sich die Geschäftspraxis von Präsenz zu Remote ändert. Darüber hinaus können durch die Kombination von Emulate3D mit Virtual Reality virtuelle Schulungsumgebungen geschaffen werden, in denen die Mitarbeiter am Standort ihre Anlagenschulung absolvieren können, während sie auf den Seetransport warten. Die virtuelle Schulung eignet sich ebenfalls für neu eingestellte Mitarbeiter, die sich einarbeiten wollen.
Nächste Schritte
Die Vorteile von Emulationswerkzeugen in der Fertigungs- und Maschinenbauindustrie wurden hinreichend hervorgehoben, aber Hirata sieht auch einen breiteren Nutzen dieses Tools. Als Hersteller von Maschinen und Anlagen kann das Unternehmen zum Beispiel Maschinendemonstrationen mittels Emulation plus VR durchführen, ohne auf einen Messestand angewiesen zu sein. Das Vertriebsteam kann die Schnelldemo Kunden – selbst aus der Ferne, auf einem Tablet – zeigen, mit entsprechend positiven Auswirkungen auf die Verkaufszyklen. Der Vorgesetzte von Herrn Shimizu, Herr Kusuguchi, ist zuversichtlich: „In Bezug auf Qualität und Durchlaufzeit konnten wir bereits einen Mehrwert liefern, aber wir werden in der Lage sein, mit innovativen digitalen Tools wie Emulate3D eine weitere Wertschöpfung zu erreichen.“ Die Reise von Hirata wird weitergehen.
