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Best Practice: Schrittweise Digitalisierung erhöht die Produktivität bei OTTO QUAST

Ein neuer Beitrag der Themenreihe "Best Practice Beispiele zum Digitalen Wandel in der Betonfertigteilindustrie" beschreibt die Entwicklung bei der Firma Otto Quast. Das Unternehmen digitalisiert seine über viele Jahre gewachsenen Produktionsanlagen am Standort in Freudenberg schrittweise. Teil der mehrjährigen Modernisierungs- und Digitalisierungsstrategie ist das Retrofit der kompakten 25 Jahre alten Umlaufanlage zur Produktion von Filigrandecken.

Die Firma Otto Quast mit Hauptsitz in Siegen (NRW) konzipiert, errichtet und saniert Gebäude, Straßen und Brücken in allen Leistungsstufen bis hin zum Schlüsselfertigbau. Das mittelständige Unternehmen erbringt hochqualitative Arbeiten im Beton-, Mauerwerks-, Tief- und Straßenbau aus einer Hand. Ebenso gehören selbst konzipierte und als Generalübernehmer/Generalunternehmer ausgeführte Produktions- und Verwaltungsstätten im Industriebau und Gewerbebau zum Tagesgeschäft – und das seit 75 Jahren. Teil der Unternehmensgruppe sind auch zwei Betonfertigteilwerke mit Standorten im benachbarten Freudenberg und in Coswig (Sachsen). Neben klassischen konstruktiven Bauteilen wie Stützen, vorgespannten Dachbindern und Treppen werden vor Ort auch Filigrandecken und Wandelemente produziert. Das gesamte Produktspektrum umfasst jedoch weit mehr: dazu gehören unter anderem Unterflurbehälter, Brückenelemente und sogar Fundamente für Elektro-Charger. Dabei versteht sich der Freudenberger Standort als Engineering-Partner für seine Auftraggeber. In den modernen Büros sitzen 20 Konstrukteure und Bauplaner, die gemeinsam mit den Kunden bedarfsgerechte Lösungen erarbeiten.

Die Produktionsstätten sind dem vielfältigen Angebot des Unternehmens angepasst und über die Jahre stetig gewachsen. Zu den zentralen Bereichen, die das gesamte Werk versorgen, gehören die Bewehrungsfertigung, die Schreinerei und die Mischanlage. Um diese Bereiche herum sind die produktspezifischen Fertigungsbereiche angesiedelt. Eine Standfertigung ermögliche die Produktion der großen konstruktiven Elemente. Dabei können beispielsweise bis zu 30 m lange Stützen mit Fuß, 57 Tonnen schwere Betonelemente, vorgespannte Binder und Pi-Becken mit einer Spannweite von bis zu 37 m oder individuelle Treppen produziert werden. Zwei Umlaufanlagen dienen der Produktion der flächigen Elemente. Auf der neueren, der beiden Anlagen werden Massivteile und Sandwichelemente produziert. Eine inzwischen mehr als 25 Jahre alte Produktionsanlage stellt Filigrandecken im Umlaufverfahren her.

Digitalisierungsstrategie von Otto Quast

Die aktuelle Retrofitmaßnahme an der Deckenanlage ist eingebettet in eine übergeordnete Strategie. "Mithilfe von moderner Technik wollen wir die Produktion unseres Werks sichern, die Qualität erhöhen, die Produktivität steigern und damit die Wettbewerbsfähigkeit unserer Firma langfristig gewährleisten", erläutert Andreas Schimanski, der Geschäftsführer des Betonfertigteilwerkes ist.

Die erste Maßnahme war die Modernisierung der Mischanlage durch den Austausch der Mischer und die Ergänzung eines Silos. Im nächsten Schritt wurde im Engineering auf 3D-CAD-Konstruktion umgestellt. Für die konstruktiven Elemente kommt die BIM CAD-Software STRAKON aus dem Hause DICAD zum Einsatz und in der Deckenabteilung wird das Programm bauBIT eingesetzt. Für die Produktionsplanung wird BETSY verwendet. Nachdem das Unternehmen auf der planerischen Seite State-of-the-Art aufgestellt ist, werden jetzt die Produktionsanlagen in den Fokus genommen.

Die Deckenanlage vor der Modernisierung

Den Anfang der Digitalisierungsoffensive in der Produktion macht die Halle 1. Auf einer kompakten Umlaufanlage werden Filigrandecken produziert. Errichtet wurde sie 1994 von der Firma Sommer.

Der grobe Produktionsablauf ist wie folgt. Nach dem Reinigen fährt die Palette auf den Schalplatz. Hier werden Schalungen und Einbauteile gesetzt. Bei der Platzierung der Teile unterstützen zwei Laserprojektionsanlagen von Seifert. Per Zustimmtaster fährt die Palette weiter zum Bewehrungsplatz. Eine Richt-/Schneidanlage der Firma Filzmoser stellt die erforderlichen Rundstäbe zur Verfügung. Auf der nächsten Station werden die Gitterträger aufgesetzt und fixiert, bevor die Palette auf den Betonierplatz fährt.

Mittels eines manuellen Betonverteilers bringt ein Mitarbeiter die passende Menge Beton ein. Nach dem Verdichten fährt die Palette in die Härtekammer. Dabei können drei Paletten hintereinander in ein Fach geschoben werden. Ein spezieller Verriegelungsmechanismus sorgt dafür, dass die hinteren Paletten beim Herausziehen wieder nach vorne transportiert werden.

Die Steuerungstechnik der Anlage wurde seit der Errichtung der Anlage nicht maßgeblich verändert. Bis vor kurzem war eine Simatic S5 Steuerung von Siemens und der Feldbus Interbus von Phoenix mit dezentraler Peripherie im Einsatz. Die Zeichnungen der Elemente und der Palettenbelegung werden ausgedruckt und laufen mit der Palette mit. Die Daten für die Laserprojektion werden in einem Übergabeverzeichnis auf einem virtuellen Server abgelegt. Die Anordnung der Elemente auf den Paletten erfolgt derzeit noch manuell. In einer händisch geführten Liste wird die Zuordnung von Palettennummern und Elementen verwaltet.

Schritt 1: Modernisierung

Als Grundlage für weitere Maßnahmen, musste zunächst die Steuerungstechnik auf den neusten Stand gebracht werden. Zeitgemäße IT-Systeme lassen sich mit der veralteten Technik nicht mehr koppeln. Dies ist aber nicht der einzige Grund für die Erneuerung. "Man findet immer weniger Fachleute, die sich mit der seit vielen Jahren vom Hersteller Siemens abgekündigten Produktfamilie auskennen. Ganz abgesehen von der immer schwieriger werdenden Ersatzteilversorgung", berichtet Andreas Schimanski. "Das hatte schon spürbare Auswirkungen auf die Anlagenverfügbarkeit."

Im ersten Schritt ersetzt eine zeitgemäße Simatic S7 die bisherige Steuerung. Das Profibus-System von Siemens löst das Feldbussystem Interbus ab. Dabei konnten die Schaltschränke und Vorortbedienstellen zum größten Teil erhalten werden. Ausgetauscht wurden lediglich die Steuerungen und die dezentrale Peripherie. Dank einer guten Vorbereitung reichte dem Team von Unitechnik eine Woche Stillstand im Februar dieses Jahres, um die Anlage umzubauen und neu in Betrieb zu nehmen. Die äußerlich sichtbarste Veränderung ist ein großer Touchbildschirm, der jetzt an der Wand der Härtekammer hängt. Über den Bildschirm haben die Bediener Zugriff auf das Anlagenlayout und die Härtekammerbelegung. Auslageraufträge können initiiert und Umbuchungen durchgeführt werden. Getreu der Philosophie des digitalen Wandels kommen die Informationen zu den Mitarbeitern – und zwar dorthin, wo der Mitarbeiter sie benötigt. Niemand soll in den Leitstand gehen müssen, um eine Information zu bekommen.

Schritt 2: Digitalisierung

Die nächste Stufe ist schon geplant. Anfang nächsten Jahres wird die Deckenanlage mit einem Leitrechner an das CAD- und das ERP-System gekoppelt. Zum Einsatz kommt UniCAM.10 von Unitechnik. Dadurch profitiert Otto Quast von automatischer Palettenbelegung, Rückmeldung von Produktionsdaten ins ERP-System und einer hohen Transparenz in der Produktion. Vor allem eröffnet der Leitrechner aber eine Vielzahl von digitalen Möglichkeiten. Großbildschirme ersetzen zukünftig die Papierzeichnungen und Produktionskennzahlen sollen für alle sichtbar in der Halle angezeigt werden.

Mitarbeiter mitnehmen

Ein weiterer Aspekt ist Andreas Schimanski sehr wichtig: "Ohne unsere Mitarbeiter wird es nichts mit der digitalen Reise: Wir haben ein großartiges Team und sehr erfahrene Mitarbeiter. Sie müssen selbst von den Vorteilen der neuen Technologie überzeugt sein. Das funktioniert am besten, wenn wir Sie in den Prozess einbinden."
Das ist auch einer der Gründe, warum sich Otto Quast entschieden hat, seine digitale Agenda in mehreren Schritten umzusetzen. "Wir haben gut funktionierende Abläufe. Es gibt keinen Grund die Maßnahmen überstürzt anzugehen", ergänzt Schimanski.

Fazit und Zukunftsaussichten

Otto Quast treibt für sein Betonfertigteilwerk in Freudenberg ein konsequentes Modernisierungsprogramm voran. Das Retrofit der Filigrandeckenfertigung erfolgt in zwei Schritten. Nach der Erneuerung der Steuerungstechnik steht als nächstes der Leitrechner UniCAM.10 auf der Agenda. Dieser ermöglicht die weitere Digitalisierung der Produktion – hin zur papierlosen Fertigung. "Wir haben mit Unitechnik einen sehr guten Partner für die Umsetzung unserer digitalen Agenda gefunden", resümiert Andreas Schimanski.

Auch über die bisherigen Maßnahmen hinaus gibt es weitere Vorhaben, die die Produktivität künftig steigern. Wie die Teilautomatisierung der Bewehrungsfertigung, Modernisierung einer weiteren Umlaufanlage. Auch Teilautomatisierungen der jetzigen Produktionsbereiche sind im Gespräch.
So werden innerhalb der nächsten Jahre diverse Modernisierungsmaßnahmen bei Otto Quast stattfinden die das Unternehmen für die Zukunft marktbestimmend zu machen.

Zur Person:

Andreas Schimanski (1973) studierte Bauingenieurwesen mit dem Schwerpunkt konstruktiver Ingenieurbau in Hamburg. Sein Diplom erhielt er 2004. Zunächst war er für mehrere Jahre bei Goldbeck im Betonfertigteilbereich tätig, wo er ein neues Fertigteilwerk in Hamm auf der grünen Wiese realisieren konnte. Nach zuletzt vierjähriger Auslandserfahrung in Canada, wo er ein neues Fertigteilwerk aufgebaut hat, ist er jetzt bei OTTO QUAST Fertigbau Lindenberg GmbH & Co. KG als Geschäftsführer tätig.