CloudNC im Engineer - Wie das britische Unternehmen CloudNC Pionierarbeit in der AI Fertigung leistet

CLOUDNC VORGESTELLT IN DER INGENIEUR - VERÖFFENTLICHT AM 5. JULI 2019.

Das britische Feinmechanikunternehmen CloudNC hat einen bahnbrechenden neuen AI Ansatz für die Fertigung eingeführt. In diesem exklusiven Q&A-Interview erläutert Theo Saville, CEO des Unternehmens, die Kerntechnologie und erklärt, wie das Unternehmen eine brandneue Fabrik von Grund auf neu aufgebaut hat.

WAS HABEN SIE ERREICHT? KÖNNTEN SIE DAS KONZEPT UND DIE KERNTECHNOLOGIE BESCHREIBEN?

Die einfache Version ist, dass wir eine neue Fabrik für Präzisionsbearbeitung eröffnet haben, die enorme Kosteneinsparungen für alle bietet, die CNC-gefertigte Teile benötigen. Die Kerntechnologie ist eine AI Software, die die Programmierung von CNC-Maschinen vollständig automatisiert und wesentlich schnellere Produktionszyklen ermöglicht, als dies mit herkömmlicher Software möglich ist, was zu entsprechend niedrigeren Kosten führt.

Außerdem entwickeln wir ein neuartiges, softwaregesteuertes Konzept für den Betrieb des Werks, das wir Factory Operating System nennen, und implementieren es in Werk 1 - unserer ersten Produktionsstätte. Unser Ziel ist es, die 100 Milliarden Pfund schwere Branche der CNC-gefertigten Teile vollständig zu revolutionieren. Wir wollen Kunden, die ein einzelnes Teil bis hin zu Hunderten oder Tausenden von Teilen benötigen, Qualität in Luft- und Raumfahrtqualität zu etwa der Hälfte des Preises bieten.

WAS SIND DIE GRUNDLEGENDEN PROBLEME BEI DEN BESTEHENDEN KONZEPTEN FÜR DIE CNC-FERTIGUNG?

In der heutigen Industrie gibt es drei grundlegende Probleme. Erstens: Bevor man mit der Produktion von Bauteilen beginnen kann, muss man die Maschine CAM . Dies ist äußerst komplex, sehr zeitaufwändig und erfordert große Fachkenntnisse. Das macht Prototypen und Kleinserien sehr teuer, da die Kosten nicht umgelegt werden können. Außerdem gehen viel mehr qualifizierte CAM in den Ruhestand als in den Beruf eintreten, so dass wir einen Fachkräftemangel haben.

Zweitens gibt es Billionen von Möglichkeiten, selbst ein einfaches Bauteil mit einer CNC-Maschine herzustellen, aber nur einige davon sind schnell. Die Menschen sind ziemlich gut darin, eine funktionierende Lösung zu finden, aber die optimale Lösung zu finden ist viel, viel schwieriger. Unsere Erfahrung zeigt, dass die meisten Bauteile weniger als halb so schnell hergestellt werden, wie es theoretisch möglich wäre, und daher in der Regel doppelt so teuer sind wie nötig - eine Beobachtung, der die uns bekannten Forschungsgruppen und Werkzeug- und Maschinenhersteller zustimmen.

Drittens ist die Branche insgesamt, von der Bestellung bis zur Auslieferung - selbst wenn man das Element der CAM außer Acht lässt - weniger effizient als sie sein könnte. Sie muss erst noch anfangen, die Vorteile fortschrittlicher Automatisierung, Software und Robotik oder erstklassiger Lieferketten- und Organisationsmanagementansätze wirklich zu nutzen.
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WAS SIND DIE GRUNDLEGENDEN PROBLEME BEI DEN BESTEHENDEN KONZEPTEN FÜR DIE CNC-FERTIGUNG?

In der heutigen Industrie gibt es drei grundlegende Probleme. Erstens: Bevor man mit der Produktion von Bauteilen beginnen kann, muss man die Maschine CAM . Dies ist äußerst komplex, sehr zeitaufwändig und erfordert große Fachkenntnisse. Das macht Prototypen und Kleinserien sehr teuer, da die Kosten nicht umgelegt werden können. Außerdem gehen viel mehr qualifizierte CAM in den Ruhestand als in den Beruf eintreten, so dass wir einen Fachkräftemangel haben.

Zweitens gibt es Billionen von Möglichkeiten, selbst ein einfaches Bauteil mit einer CNC-Maschine herzustellen, aber nur einige davon sind schnell. Die Menschen sind ziemlich gut darin, eine funktionierende Lösung zu finden, aber die optimale Lösung zu finden ist viel, viel schwieriger. Unsere Erfahrung zeigt, dass die meisten Bauteile weniger als halb so schnell hergestellt werden, wie es theoretisch möglich wäre, und daher in der Regel doppelt so teuer sind wie nötig - eine Beobachtung, der die uns bekannten Forschungsgruppen und Werkzeug- und Maschinenhersteller zustimmen.

Drittens ist die Branche insgesamt, von der Bestellung bis zur Auslieferung - selbst wenn man das Element der CAM außer Acht lässt - weniger effizient als sie sein könnte. Sie muss erst noch damit beginnen, die Vorteile fortschrittlicher Automatisierung, Software und Robotik oder erstklassiger Lieferketten- und Organisationsmanagementansätze wirklich zu nutzen.

WELCHE VORTEILE HAT DER CLOUDNC-ANSATZ GEGENÜBER BESTEHENDEN ANSÄTZEN?

Die drei Hauptaspekte des CloudNC-Angebots gehen diese Probleme frontal an. Durch die Abschaffung der manuellen Programmierung der CNC-MaschineCAM ), die Verkürzung der Bearbeitungszyklen durch optimierte CNC-Maschinenanweisungen und die Optimierung der Produktionsabläufe durch fortschrittliche Software, Prozesse und Organisationskultur können wir unseren Kunden Teile in Flugzeugqualität zu bahnbrechenden Preisen anbieten.

Unsere AI CAM reduziert die Tage oder Wochen, die für die Programmierung erforderlich sind, auf wenige Minuten. In der Zwischenzeit kann unsere AI durch die Nutzung der enormen Rechenleistung der Cloud eine große Anzahl möglicher Methoden durcharbeiten und eine der besten auswählen. Das Ergebnis ist sowohl eine höhere Effizienz als auch eine bessere Qualität. Factory 1 ist auf diesen Prozess ausgerichtet und nutzt die besten verfügbaren CNC-Maschinen, um ihr Potenzial voll auszuschöpfen.

Aber während die Optimierung der Programmierung und der Bearbeitung den Großteil des Mehrwerts von CloudNC ausmacht, gibt es ein enormes Potenzial zur Optimierung aller anderen Aspekte des Fabrikbetriebs. Mit einem Neustart und der Möglichkeit, schnell neue Software zu entwickeln, können wir Tools für die Automatisierung aller Bereiche von der intelligenten Planung über die Inspektion bis hin zum Qualitätssystemmanagement entwickeln und weiterentwickeln.

Wir haben festgestellt, dass die Lohnbearbeitung von den bestehenden Softwareanbietern nicht gut bedient wird, insbesondere wenn es um das Fabrikmanagement geht. Während Industrie 4.0-Technologien und maßgeschneiderte Software die alten Betreiber mit der Zeit erreichen könnten, gehen wir dieses Problem mit unserem eigenen, intern entwickelten Factory Operating System an, das speziell für die Herausforderungen der Lohnbearbeitung entwickelt wurde.

Da wir mit einem weißen Blatt Papier angefangen haben, konnten wir auch die besten Industrie-4.0-Lösungen von Drittanbietern implementieren, ohne uns um unsere Altsysteme kümmern zu müssen, denn wir haben keine!

WIR HABEN GEHÖRT, DASS SIE EINE FABRIK GEBAUT HABEN. ERZÄHLEN SIE UNS DAVON.

Die Lernkurve beim Bau von Fabrik 1 war unglaublich steil und absolut faszinierend. Wir wollten hier einen Raum schaffen, in dem wir eine skalierbare "Blaupause" für unsere Fabriken entwickeln, die wir dann für eine rasche Expansion nutzen können. Wir haben einen sehr ehrgeizigen, aber durchaus realisierbaren Plan, fast sofort weitere Fabriken im Vereinigten Königreich zu bauen, und bald darauf sollen weitere Fabriken auf internationaler Ebene folgen.

Wir haben inzwischen für fast jede vertikale Fertigungsstufe mindestens ein paar Chargen produziert.

Factory 1 verfügt über die besten CNC-Maschinen von Herstellern wie DMG Mori und Mazak, unterstützt durch die beste Roboterautomatisierung der Klasse von Erowa. Unser Ziel ist es, völlig autonome, flexible Fabriken zu errichten, in denen die Preisgestaltung, die Lieferkette (von den Rohstoffen bis zur Fertigstellung), die Produktion, die Qualitätssicherung, die Verpackung, die Verladung und der Versand vollständig automatisiert und softwaregesteuert ablaufen, unabhängig davon, ob es sich um Chargen von 1 oder 100.000 Stück handelt. Unser Fachpersonal wird nur in den schwierigsten und interessantesten Fällen die Arbeit übernehmen.

Wir wollen, dass der Mensch durch seine einzigartigen Fähigkeiten einen Mehrwert schafft und nicht durch sich wiederholende Prozessaufgaben, die entweder langweilig, gefährlich oder schmutzig sind. Factory 1 wurde mit dieser Vision im Hinterkopf gebaut - sie ist hochgradig automatisiert und sehr flexibel, so dass wir neue Software, Automatisierungstechnologien und Verfahren schnell testen können, während wir sie entwickeln.

WIE SIEHT DER GESCHÄFTSPLAN AUS? PLANEN SIE, DIE KERNTECHNOLOGIE ZU LIZENZIEREN ODER WEITERE FABRIKEN ZU BAUEN?

Unser Plan besteht nicht darin, die Kerntechnologie AI zu lizenzieren, sondern unsere Technologie zu erproben und rasch neue Fabriken aufzubauen, die unsere Fähigkeit zur Belieferung von immer mehr Kunden erweitern können. Es gibt mehrere Gründe für diesen Ansatz, aber der wichtigste ist, dass wir insgesamt viel bessere Ergebnisse für unsere Kunden erzielen können, indem wir Software und Verfahren entwickeln, um jede Phase der Reise des Bauteils durch die Fabrik zu optimieren, vom ersten Angebot bis zum Versand, und nicht nur die Schritte der Programmierung und Bearbeitung.

Die Möglichkeit, die Bearbeitung und die CAM zu automatisieren, eröffnet interessante Möglichkeiten, wie z. B. eine perfekt genaue automatische Angebotserstellung und eine leistungsstarke dynamische Produktionsplanung, die beide ohne die Kerntechnologie von CloudNC nicht möglich sind. Dies sind nur einige Beispiele, an denen wir gerade arbeiten, aber die Liste ist enorm. Unser Ziel ist es, dass Sie in einigen Jahren kaum mehr als ein paar Momente ohne Wertschöpfung in einer CloudNC-Fabrik finden werden, mit den entsprechenden Vorteilen für unsere Kunden.

MIT WELCHEN KUNDEN ARBEITEN SIE BEREITS ZUSAMMEN? WIE HOCH IST IHRE DERZEITIGE KAPAZITÄT UND VORLAUFZEIT?

Die CNC-Bearbeitung berührt fast jeden Bereich der Industrie. Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Medizintechnik sowie Öl- und Gasindustrie sind die Branchen, für die wir derzeit die größten Stückzahlen liefern, aber wir haben inzwischen für fast alle vertikalen Fertigungsbereiche zumindest ein paar Chargen hergestellt. Das einzige Segment, für das wir noch nicht gearbeitet haben, ist der Werkzeug- und Formenbau.

Obwohl die Fabrik 1 erst seit ein paar Monaten in Betrieb ist, ist sie bereits nahezu ausgelastet. Das stimmt uns sehr zuversichtlich, dass die Industrie bereit ist und auf CloudNC wartet, und wir sehen uns bereits nach Standorten für weitere Fabriken um. Unsere Preise bedeuten, dass die Kapazitäten selbst bei unserer derzeitigen Installationsrate für neue Maschinen schnell ausgelastet sind. Deshalb entwickeln wir jetzt eine Fast-Track-Lösung, die unseren fehlenden Engpass bei der CAM für Aufträge mit kurzen Vorlaufzeiten ausnutzt. Vereinfacht gesagt, können wir weiterhin neue Aufträge zu enorm reduzierten Preisen im Vergleich zu den bisherigen Methoden annehmen und werden bald in der Lage sein, eine ähnliche prozentuale Kostenreduzierung im Vergleich zu Fast-Track-Diensten wie Proto Labs zu erreichen, während wir gleichzeitig wesentlich hochwertigere Teile liefern.

WAS HINDERT ANDERE PRÄZISIONSHERSTELLER DARAN, IHR MODELL ZU KOPIEREN? WELCHE SCHUTZMASSNAHMEN HABEN SIE GETROFFEN?

Wir hoffen, dass das gesamte produzierende Gewerbe unser Modell kopiert, da wir uns voll und ganz dem Ziel verschrieben haben, einen Goldstandard für moderne, Industrie 4.0-fähige Fertigung zu setzen. Unser Ziel ist es, eine autonome Revolution in der Fertigung zu erreichen, und das kann man nicht alleine schaffen. Was unsere Kerntechnologie betrifft, so hindert uns nichts daran, dass andere versuchen, sie zu kopieren. Was ich jedoch sagen möchte, ist, dass wir glauben, dass wir einige der weltweit besten Talente im Bereich der Softwaretechnik haben, die mehrere Jahre in die Entwicklung der Kerntechnologie investiert haben - wir haben auf die harte Tour gelernt, wie schwierig die Automatisierung der Bearbeitung ist!

WAS IST DER HINTERGRUND DES PROJEKTS UND WIE HABEN SIE ES AUF DEN WEG GEBRACHT?

Ich habe das Unternehmen gemeinsam mit unserem CTO, dem Softwareingenieur Chris Emery, gegründet. Aber unser Team ist schnell auf mehr als 70 Mitarbeiter angewachsen - und diese Zahl steigt derzeit um zehn bis zwanzig pro Monat!

Als Chris und ich anfingen, erhielten wir Unterstützung und Ermutigung aus vielen verschiedenen Quellen, darunter InnovateUK, das Advanced Manufacturing Research Centre (AMRC), das Manufacturing Technology Centre (MTC) und die Warwick Manufacturing Group (WMG).

Unsere ultimative Vision ist es, die Grenzen so weit zu verschieben, wie sie nur möglich sind. Wir wollen die besten Produktionsanlagen der Welt besitzen und betreiben

Wir konnten bis heute mehr als 11 Millionen Pfund an Risikokapital anziehen, was uns geholfen hat, zu wachsen und CloudNC immer mehr wichtige Kontakte und Fähigkeiten zu verleihen. Derzeit besteht unser großartiges Team aus einer Gruppe von weltweit führenden Software-Ingenieuren und einem Management-Team mit umfassender Erfahrung in der Skalierung von Tech-Start-ups zu einigen der erfolgreichsten Unternehmen der Welt, darunter Uber, Betfair und Fetchr.

Außerdem verfügt das Führungsteam über bahnbrechende Erfahrungen mit Industrie 4.0 und Greenfield-Montage von riesigen, massiven Luft- und Raumfahrt- und Automobilbetrieben und sogar über Ingenieurskenntnisse, die dazu beigetragen haben, den Curiosity-Rover der NASA auf den Mars zu bringen. Unser menschliches Potenzial entspricht mehr als unserem technologischen Potenzial und wir sind alle sehr gespannt auf die Zukunft der CNC-Bearbeitung für CloudNC und die Welt im Allgemeinen.

WAS IST IHRE ULTIMATIVE VISION? UND WAS SIND DIE NÄCHSTEN SCHRITTE, UM DIESE ZU ERREICHEN?

Unsere ultimative Vision ist es, die Grenzen so weit zu verschieben, wie sie nur möglich sind. Wir wollen die besten Fertigungsanlagen der Welt besitzen und betreiben - die flexibelsten, effizientesten und produktivsten. Wir wollen uns der Herausforderung stellen, diese Grenzen bis an die technologischen Grenzen zu verschieben, wobei die besten Köpfe für die Herausforderungen auf dem Weg zu einer vollständig autonomen, flexiblen Fertigung eingesetzt werden.

Wir können uns eine Zukunft vorstellen, in der die Bestellung von Teilen so einfach und schnell ist wie die Bestellung eines personalisierten T-Shirts im Internet. Und wir sind wirklich begeistert davon, was CNC-Bearbeitungsmöglichkeiten dieser Art für die Industrie bedeuten - billigere Produkte, schnellere Innovationszyklen und eine bessere Zugänglichkeit zur Präzisionsfertigung.

Wir wollen den Engpass beseitigen und der Industrie helfen, flexibler, effizienter und innovativer zu werden. Am Anfang jeder Vision steht eine Idee - ein Konzept. Es erfordert dann viel Arbeit, bis ein funktionierender Betrieb entsteht, der das Versprechen einlöst. An diesem Punkt befinden wir uns im Moment - wir lösen das Versprechen des Möglichen ein. Unsere Botschaft an die Industrie lautet: Versuchen Sie es mit uns - es könnte wirklich nicht einfacher sein, nehmen Sie einfach Kontakt auf, kein Auftrag ist zu klein, kein Auftrag ist zu groß!
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CloudNC wird in The Engineer vorgestellt.