James Schuler ist Betriebsleiter bei der Paragon Space Development Corporation in Tucson, Arizona. Paragon entwirft, entwickelt und fertigt Lebenserhaltungs- und Temperaturregelsysteme für bemannte Weltraummissionen.
Wir haben mit James über die Herausforderungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie gesprochen, darüber, wie Paragon CAM in seinen Arbeitsabläufen einsetzt, und warum er glaubt, dass AI in der Zukunft der Zerspanung eine wichtige Rolle spielen AI .
- Wer sind Sie und wo sind Sie ansässig?
Mein Name ist James Schuler. Ich bin der Betriebsleiter hier bei der Paragon Space Development Corporation, und unser Firmensitz befindet sich in Tucson, Arizona.
- Wer sind Ihre Kunden, und was machen Sie für sie?
Paragon Space produziert, entwickelt und konstruiert Lebenserhaltungs- und Temperaturregelsysteme für bemannte Raumfahrtmissionen.
Zu unseren Kunden zählt unter anderem die NASA, mit der wir bei einer ganzen Reihe verschiedener Projekte zusammenarbeiten, und wir sind Teil des Northrop-Teams für HALO, den „Habitation and Logistics Outpost“. Das wird unsere neue Mondraumstation sein, die hoffentlich im Laufe des nächsten Jahres in die Umlaufbahn gebracht wird.
Zu den Aufgaben der bemannten Raumfahrt gehört es, das Leben der Astronauten nicht nur zu sichern, sondern auch für ihr Wohlbefinden zu sorgen. Wir haben Komponenten für unsere Feuchtigkeitsregelsysteme entwickelt, die die Luftfeuchtigkeit in der Kabine auf einem für die Astronauten angenehmen Niveau halten. Außerdem wird die Flüssigkeit so weitergeleitet, dass sie aus dem Raumfahrzeug abgeleitet oder für Experimente, die Trinkwasseraufbereitung oder andere Zwecke wiederverwendet werden kann.
Ich war während meiner gesamten Zeit hier an unserem Kühlkörperprogramm beteiligt. Ich habe an am Rumpf montierten Kühlkörpern gearbeitet, die die Wärme der Elektronik aus den Raumfahrzeugen ableiten. Wir sind zusammen mit Sierra Space Teil des Dream-Chaser-Teams, und – was uns hier bei Paragon wohl am meisten bekannt macht – eines unserer bekanntesten Produkte ist unsere Technologie zur Urinrückgewinnung. Derzeit befindet sich auf der Internationalen Raumstation unsere Aufbereitungsanlage, die 98 % des Wassers aus dem Urin an Bord zurückgewinnen, damit es später weiterverwendet werden kann.
- Vor welchen Herausforderungen stehen Sie heute in Ihrem Unternehmen?
Die rasante Entwicklung von Bauteilen ist in jedem Umfeld mit ständigen Veränderungen verbunden, insbesondere in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Bei uns sind es die sich ständig ändernden Anforderungen, die von einem Moment auf den anderen auf uns zukommen können. Die Frage ist also: Wie reagiert man darauf? Wie passt man sich daran an?
Wir haben ein Team für das Produktlebenszyklusmanagement, das ständig im Blick behält, was sich ändert, was angepasst wird, um diesen hohen Anforderungen gerecht zu werden, und wie wir das dann an die Mitarbeiter in der Produktion weitergeben. Wenn diese Information dann ankommt, heißt es: Okay, das ist toll, aber jetzt haben wir einen Stillstand und müssen dieses Teil, das gerade in Arbeit ist, neu programmieren. Es läuft gerade auf der Maschine, wir werden das heute Nacht im automatisierten Betrieb laufen lassen – was macht ihr dann?
Vor der Einführung von CAM war die Umsetzung von Konstruktionen ein großer Engpass für uns. Wir können die Teile programmieren und fertigen, aber wie bringen wir sie durch die Produktion? Wir fertigen jedes Quartal 500, 600, 700 Teile, aber es handelt sich um kleine Stückzahlen von drei Teilen, eine hohe Produktvielfalt und sehr komplexe, sehr [präzise] Teile. Auch das ständige Auf und Ab dieser Anforderungen ändert sich ständig. Wie soll man das alles verwalten und nachverfolgen? Das war in der Vergangenheit eine sehr große Herausforderung und ein Engpass für uns.
- Wann haben Sie angefangen, CAM zu verwenden?
Wir nutzen CAM nun seit etwa einem Jahr, sodass wir bald den ersten Jahrestag mit der Software feiern.
- Wie verwenden Sie es? Wie hilft Ihnen CAM und wie fügt es sich in Ihren Arbeitsablauf ein?
Wir nutzen sie in erster Linie für das Reverse Engineering der weichen Spannbacken. Das ist unsere absolute Lieblingsfunktion der Software. Ich habe heute mit unserem Zerspaner gesprochen, und wir haben uns gefragt: „Wie sollen wir das für Arbeitsgang 3 spannen?“ Er sagte: „Wir fräsen ein paar weiche Spannbacken. In fünf Minuten habe ich ein Programm für dich. Du kannst sofort mit dem Fräsen anfangen. Bis heute Abend haben wir das für den unbeaufsichtigten Betrieb fertig.“
Dadurch konnten sie bei ihrer Arbeitsweise abwechselnd flexibel und kreativ vorgehen. Normalerweise hätten wir eine Warteschlange von drei, vier oder fünf Projekten vor uns. Wenn wir sagen würden: „Oh Mann, heute ist Schluss für heute. Wir verlieren Spindelzeit“, dann heißt es: „Nein, tun wir nicht. Lasst uns umdisponieren. Lasst uns die Werkzeuge standardisieren. Lasst uns standardisieren, was wir tun und wie unsere Werkstückspannungen aussehen.“ CAM hat uns dabei und bei unserer Schruppbearbeitung geholfen.
Selbst wenn wir ein Teil nicht fertigstellen können, haben wir dank CAM die Flexibilität, den Schieberegler [im „Cutting Parameters Explorer“] nach Belieben zu verstellen, um zu bestimmen, wie aggressiv wir bei der Werkzeugbahn vorgehen wollen – und das auch dann, wenn wir das Teil im Schruppzyklus im „Lights-out“-Betrieb bearbeiten. Wenn niemand hier ist, fahren wir sehr konservative Werkzeugbahnen. Das verlängert die Standzeit der Werkzeuge. Wenn wir morgens hereinkommen, ist das Teil bereits zu 60, 70 oder 80 % fertig.
Wir setzen [CAM ] für alles ein, von kundenspezifischen Strangpressprofilen über Knüppel bis hin zu Aufträgen mit massiven Platten. Wir haben hier einige GRT-Typ-510-Portalfräsmaschinen, die wir für unsere Kühler einsetzen – große, offene Portalfräsmaschinen mit flachen Enden. Die nehmen einfach enorm viel Platz ein. Die Möglichkeit, auf einen schnellen Schruppdurchlauf zu warten oder auch nur schnell ein paar Löcher zu bohren, dies zügig zu erledigen, die Parameter einzustellen, es einmal auszuführen und dann über die gesamte Software hinweg zu wiederholen, ist einfach fantastisch.
Derzeit nutzt nur eine Person CAM . Unser Hauptprogrammierer steuert alle unsere Maschinen. Wir haben sechs CNC-Maschinen in der Fabrik. Wir sind zwar klein, aber Flexibilität ist unser Markenzeichen. Wir verfügen über eine Vielzahl unterschiedlicher Maschinentypen, anstatt uns auf den Durchsatz zu konzentrieren. Wir möchten die Flexibilität haben, eine größere Vielfalt an Produkten herzustellen, anstatt 10.000 Teile am laufenden Band zu produzieren.
- Welchen Unterschied hat CAM für Ihr Unternehmen gemacht? Was sind die Vorteile für Sie?
Dadurch konnten wir den Durchsatz definitiv steigern. Ich würde sagen, wir sind effizienter und effektiver geworden.
Wir nutzen eine Software zur Werkzeugvalidierung in Verbindung mit CAM , und da wir die Ergebnisse nun durch einen Drittanbieter überprüfen lassen können, haben wir mehr Vertrauen in die Software gewonnen. So muss niemand mehr zwei oder drei Stunden lang daneben sitzen und zusehen, wie sich die Spindel dreht. Die Mitarbeiter sagen zufrieden: „Okay, ich habe meine Werkzeuge abgeglichen. Es ist nichts zusammengebrochen. Ich kann einen Timer stellen, da ich weiß, dass der Vorgang 30 oder 40 Minuten dauert, und später wiederkommen“, und sie haben Vertrauen in den Werkzeugweg und das, was die Software generiert hat.
Dieses Vertrauen ist enorm. Es bedeutet, dass wir die Spindelbetriebszeit aufrechterhalten, den automatisierten Betrieb am Laufen halten und mit einem kleinen Team einen höheren Durchsatz erzielen können.
Ganz klar: Allein schon die Soft-Jaws haben sich bezahlt gemacht. Selbst wenn wir sie nur dafür genutzt hätten, hätte sich die Software von Paragon meiner Meinung nach schon allein dadurch amortisiert.
- Welche Auswirkungen hat die Nutzung von CAM für Ihre Kunden?
Manchmal kommen unsere Kunden mit der Frage auf uns zu: „Hey, alle in unserer Lieferkette stecken fest. Habt ihr noch freie Kapazitäten?“ Das erleben wir sowohl bei einigen unserer Lieferanten als auch bei Leuten, die sagen: „Hey, jetzt sind wir an der Reihe. Wir liegen im Rückstand. Könnt ihr uns in der Klemme helfen?“
Wenn wir freie Spindelzeit haben, machen wir das gerne und übernehmen die Offline-Programmierung oder fertigen die Teile sogar selbst an.
- Wie möchten Sie CAM in Zukunft einsetzen?
Ich denke, das lässt sich derzeit gut skalieren. Wir arbeiten daran, unsere Werkzeugbibliotheken zu optimieren. Das war eine der Herausforderungen, denen wir bei der ersten Implementierung von CAM gegenüberstanden.
Diese Vereinheitlichung der Werkzeuge und Spannvorrichtungen hat uns wirklich dabei geholfen, unseren Plan zur Optimierung in der Fertigung zu erkennen und auszuarbeiten. Wie sieht also ein Standardlayout aus? Welche Art von Teilen passt am besten in welche Maschine? Ich glaube, die Bediener und die Programmierer fangen jetzt an, effektiver miteinander zu kommunizieren, da sie wissen: „Hey, früher haben wir das auf unseren Nullpunkt-Spannvorrichtungen bearbeitet. Jetzt ziehen wir es eigentlich vor, das auf dem Vakuumspannfutter zu bearbeiten.“ Also lassen Sie uns die Programmierung entsprechend anpassen.
Dadurch können wir flexibel reagieren und diese Änderungen schnell umsetzen, ohne sagen zu müssen: „Ich kann mir keine viertägige Verzögerung leisten, um das umprogrammieren zu lassen. Ich muss das wieder in die Maschine einbauen.“ Das hat definitiv dazu geführt, dass die Kommunikation und die Planung sowohl aus APQP-Sicht als auch aus betrieblicher Sicht besser durchdacht sind: Wie gehen wir an ein Bauteil heran und wie bringen wir es zur Fertigstellung?
- Wie wird sich CAM Ihrer Meinung nach auf die Fertigung und die maschinelle Bearbeitung auswirken?
Ich glaube, die größte Hürde in der Fertigung besteht darin, dass die Vorbehalte [gegen den Einsatz AI] abgebaut werden müssen. Bei unserem ersten Verkaufsgespräch und unserer Beratung lautete eine der Fragen: „Wofür wollen Sie das einsetzen?“ Für uns war das der nächste logische Schritt. Bei welchen Arbeitsschritten sind wir zuversichtlich, dass dies bewältigt werden kann?
Wenn Sie [CAM ] nur für weiche Spannbacken und Schruppbearbeitungen eingesetzt hätten, würde ich schätzen, dass wir dadurch in unserem Tagesgeschäft etwa 40 bis 50 % an Effizienz zurückgewonnen haben. Und das in einem Umfeld mit großer Produktvielfalt und geringen Stückzahlen. Ich würde sagen, das ist ziemlich beeindruckend, wenn man bedenkt, dass wir nur einen Programmierer haben, der sechs Maschinen versorgt.
Wenn das genau das ist, wonach Sie suchen – wenn Sie ein small shop sind small shop als Einzelprogrammierer expandieren möchten oder es sogar als Starthilfe für diejenigen nutzen wollen, die noch nicht unbedingt über die nötige Erfahrung verfügen, aber Ihrer Programmierabteilung neuen Schwung verleihen möchten –, dann gibt es meiner Meinung nach Chancen für die Leute. Aber sie müssen bereit sein, Neues auszuprobieren.
Ich glaube, wir im Betrieb und in der Fertigung verharren manchmal in unseren gewohnten Mustern. Die Herausforderung bei AI der Fertigung besteht also darin, diese Gewohnheiten zu durchbrechen – nicht nur bei CAM , sondern bei der weltweiten Einführung insgesamt.
- Gibt es noch etwas Wichtiges, das oben nicht angesprochen wurde?
Einer der wichtigsten Punkte für alle, die CAM einführen möchten, ist: Man sollte auf jeden Fall alles gut vorbereitet haben. Schauen Sie sich an, was zu tun ist, und erledigen Sie diese Vorbereitungsarbeiten, damit Sie, sobald es losgeht, sofort voll durchstarten können.
Wenn Ihre Werkzeugbibliotheken nicht mit den Werkzeugen ausgestattet sind, die Sie täglich verwenden, kann dies Ihre Arbeit verlangsamen. CAM ist insofern hervorragend, als es Ihnen Werkzeuge empfiehlt, aber wie wir alle aus Erfahrung wissen, kann diese Werkzeugbibliothek schnell auf 10.000 verschiedene Werkzeuge anwachsen, und das ist hier nicht das Ziel. Das Ziel ist es, effizient und effektiv zu arbeiten.
Also legen Sie los, stellen Sie sicher, dass Sie sich gründlich informiert haben, dass Sie die Materie verstehen und einen Plan haben, wofür Sie das Ganze nutzen wollen, und fangen Sie klein an. Versuchen Sie nicht, gleich das gesamte Unternehmen abzudecken. Gehen Sie sehr gezielt vor. Wählen Sie ein oder zwei Aufgaben oder sogar eine Maschine oder einen Arbeitsplatz aus und arbeiten Sie sich von dort aus vor, um zu sehen, was Sie tun können, um eine solide Grundlage zu schaffen. Sobald Sie das geschafft haben, übertragen Sie dieses Arbeitsplatzkonzept auf den Rest der Fabrik – Sie werden es nicht bereuen.
[Dieses Interview wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit gekürzt und überarbeitet.]
