15.03.2019 | Ausgabe 3/2019

„Deutsche Gießereibranche ist sehr offen für die Digitalisierung“

Im Interview mit der GIESSEREI PRAXIS schildert Ole Köser, Manager Center of Excellence für Guss & Metallurgie bei ESI Group, die Herausforderungen, denen sich die Gießereibranche in Zeiten der zunehmenden Digitalisierung stellen muss.

Foto: ESI Group

Foto: ESI Group

Die französische ESI Group mit Hauptsitz in Paris ist ein führender Anbieter rund um Software-Lösungen für das Virtual Prototyping. Als Spezialist für Materialphysik unterstützt ESI die Industrie dabei, physische durch virtuelle Prototypen zu ersetzen. So können zukünftige Produkte virtuell gefertigt und getestet werden. Eines der herausragenden Produkte von ESI ist die Simulationssoftware ProCAST, die seit mehr als 25 Jahren erfolgreich eingesetzt wird.

Ole Köser, der das Center of Excellence für Guss & Metallurgie bei der ESI Group leitet, äußert sich gegenüber der GIESSEREI PRAXIS zu Fragen über die Digitalisierung und wie wichtig dieses Thema auch für kleine und mittelständische Unternehmen ist.

GIESSEREI PRAXIS: Seit über 40 Jahren bietet ESI Software für unterschiedliche Industriesparten  an. Damit ist ESI groß geworden und zählt heute zahlreiche Großunternehmen zu seinen Kunden, darunter Motoren- und Automobilhersteller. Können auch kleine und mittlere Gießereien (KMU) Ihre Software nutzen und damit die Vorteile z.B. von Simulationssoftware realisieren?
Ole Köser: ESI hat ein umfangreiches Portfolio unterschiedlicher Softwareprodukte,  das sowohl auf großindustrielle Kunden (OEM und Tier 1 Supplier) als auch auf die Nutzung bei kleinen und mittleren Unternehmen zugeschnitten ist. Auch im Bereich  er Gießereisimulation besteht ohne Aufwand die Möglichkeit, die Software auf die spezifischen Anforderungen der Kunden durch eine entsprechende Auswahl der Module anzupassen. Insbesondere für KMU sind in der Gießereisimulation geführte, am Arbeitsablauf orientierte Abläufe (Workflows) in der Benutzeroberfläche integriert, die die Nutzung der Software stark vereinfachen, ohne dass dabei Vereinfachungen in den physikalischen Modellen im Solverangewendet werden.

Es heißt, dass kleine und mittelständische Unternehmen in Deutschland noch zurückhaltend bei der Digitalisierung ihrer Prozesse sind. Wie kann man KMU stärker  für die Digitalisierung gewinnen? 
Unser Eindruck ist, dass die Gießereibranche in Deutschland schon seit langer Zeit sehr offen bei der Digitalisierung der Prozesse  ist. So ist z.B. Gießereisimulation in weiten Teilen implementiert und wird seit langer Zeit als Standardanwendung verstanden. Geht es um eine weitere Digitalisierung im Sinne von Digital Factory, Big Data und digital / Hybrid TwinTM , so identifizieren wir vergleichbare Verzögerungen sowohl bei großen Playern als auch bei KMUs, was sicherlich auch damit zu tun hat, dass sich die gesamte Industrie im Umwandlungsprozess befindet und sich z.B. bestimmte beste Praktiken und Standards für die unterschiedlichen Anwendungenerst durchsetzen müssen. ESI hat  es sich in diesem Zusammenhang zum Ziel gesetzt, die Entwicklung von hauseigenen Softwarelösungen (IoT, Big data, digital Hybrid TwinTM) im Bereich von Industry 4.0 besonders zu fördern und entsprechend auf dem Markt anzubieten. Ein besonderes Augenmerk legt ESI dabei auf den Aspekt, dass Industrie-4.0-Lösungen im Sinne einer Demokratisierung  des Marktes natürlich auch für KMUs bereitzustellen sind.

Müssten die Verbände der Maschinenbau- bzw. Gießereibranche gegebenenfalls stärker aktiv werden, um die Digitalisierung in den Unternehmen voranzutreiben?  Oder welche anderen Möglichkeiten oder Anforderungen sehen Sie?
Ein wichtiger Aspekt ist hier die Standardisierung von Verfahrensweisen bei der Digitalisierung, bei der natürlich die Verbände eine große Rolle spielen. Hierbei ist es jedoch  auch notwendig, auf europäischer Ebene zusammenzuarbeiten und nicht nur länderspezifische Lösungen anzustreben. Augenscheinlich haben Märkte wie die USA und China weniger Probleme in diesem Bereich. Darüber hinaus kostet die Digitalisierung natürlich Geld, was besonders für KMUs eine entsprechende Anforderung darstellt. Förderprogramme auf europäischer Ebene (H2020, Eureka) stellen eine gute Möglichkeit dar, Digitalisierung auch für KMUs zu unterstützen. Auch in meiner Rolle als Vorsitzender von dem Eureka Cluster Metallurgy Europe unterstützen wir länderübergreifende Projekte im Bereich Metallurgy, die einen Bezug auf Industrie 4.0 aufweisen (siehe www.metallurgy-europe.eu). In gleicher Weise ist dies auch für den Eureka Cluster SMART gültig (siehe www.smarteureka. com), der Projekte im Bereich fortgeschrittener Fertigung unterstützt.

Auf welchen Märkten erwarten Sie für ESI in den nächsten Jahren das größte Wachstum und mit welchen Produkten?
Die Industrie ist dem Druck ausgesetzt, neue Produkte, über die zum Teil wenig Erfahrung  bestehen, kostengünstig, mit hoher Qualität und in immer kürzerer Zeit herzustellen. Um in diesem Markt erfolgreich zu bestehen, führt kein Weg an weiterer Digitalisierung im Sinne von Industry 4.0 und SMART Factory vorbei. ESI hat sich in  einem Angebot entsprechend aufgestellt und erwartet mit der wachsenden Nachfrage in diesem Bereich den Umsatz konsistent mit der Marktentwicklung zu erhöhen. In Bezug auf das Produktfolio identifizieren wir eine größere Chance für integrierte Lösungen und nicht für singuläre Produktanwendungen. Auch hier ist ESI gut aufgestellt, da sowohl unterschiedliche Schritte der Fertigung als auch das Verhalten des Produktes im Einsatz dargestellt werden können.

 

ProCAST – eine feste Größe in der Gießerei-Simulation

Die Entwicklung von Simulationssoftware in den 1980er Jahren begann im Gießereibereich mit der Identifizierung einzelner  Hotspots, wo kritische Punkte eines Gussteils sichtbar gemacht werden konnten. Erst mit der Weiterentwicklung von Computer-Aided-Design (CAD) und der numerischen Simulationssoftware wurde es möglich, Änderungen am Gießsystem vorzunehmen und Schwachpunkte auf einfache Weise zu beheben.

ESI war bei dieser Entwicklung von Anfangan dabei und präsentierte 1990 seine  erste Version der Simulationssoftware ProCAST. Sie ermöglicht die Vorhersage von Fehlstellen im Guss, Eigenspannungen, des Bauteilverzugs, der Mikrostruktur sowie der mechanischen Eigenschaften. Darüber hinaus werden auch andere gussrelevante Fertigungsverfahren, wie das Kernschießen und die Wärmebehandlung, von der Lösung abgedeckt. Unter Ausnutzung der Potenziale immer leistungsfähigerer und schnellerer Computer können ESIs ProCAST-Simulationen verteilt auf mehrere Kerne, Prozessoren und sogar auf  mehreren Computern laufen und so Simulationszeiten von Tagen und Wochen auf Minuten und Stunden reduzieren.

ProCAST wird heute nach eigenen Angaben als stärkste, umfangreichste und genaueste industrielle Gieß-Simulationslösung angesehen. Nicht nur die ersten Anwender, die ProCAST schon seit seiner Einführung einsetzen, sind auch heute noch Kunden. Das amerikanische Unternehmen PCC Airfoils LLC, ein Hersteller von hochpräzisen Feingussteilen für hauptsächlich in der Luftfahrt- und der Energieindustrie eingesetzte Turbinen, war im Jahr 1990 einer der ersten ProCAST-Kunden.

Nahezu 1000 weitere Unternehmen haben sich seitdem für ProCAST entschieden, darunter General Electric, Rolls Royce, Amcast Automotive (heute General Aluminum) and Howmet (inzwischen ein Bereich von Alcoa).

Wie können kleine und mittlere Unternehmen an die Digitalisierung herangeführt  werden, etwa durch stufenweise Einführung von Virtual Prototyping, Virtual Manufacturing usw.?
Die Einführung der Digitalisierung ist aufgrund des Marktes unumgänglich, aber kein Prozess, den man im Hauruckverfahren  in einer Firma implementieren kann. Der Bedarf und die notwendigen Schwerpunkte sind sicherlich kundenspezifisch zu setzen. Wie in der Frage angedeutet, geht dies sicherlich nur schrittweise und in enger Absprache mit dem Kunden.

Wie gewinnen Sie neue Kunden, und was sind die ersten Schritte bei der Einführung der Digitalisierung?
 ESI ist Anbieter von Softwarelösungen (im  Sinne von Lizenzen) aber auch als Dienstleister tätig. Für komplexere individuelle Lösungen (falls notwendig bei der Einführung der Digitalisierung) bietet sich u.U. der Einstieg über ein Projekt an. Innerhalb ESI wird dieser Prozess auch als sogenannte Co-Creation bezeichnet. Im Rahmen eines gemeinsam mit dem Kunden definierten Projektes wird die Erfahrung gewonnen, welche Lösung der Kunde tatsächlich benötigt. Dies fließt im Weiteren auch in die Spezifikation zukünftiger Produktversionen ein.

Mit welchen Befürchtungen werden Sie in den Betrieben konfrontiert, wenn von Digitalisierung, Internet of Things oder Big Data die Rede ist? 
Ein zentraler und sehr sensitiver Punkt der Befürchtung der Industrie ist die Sicherheit der Daten. Die Einführung der Digitalisierung, Internet of Things, Big Data ist in vielen Fällen mit der Verarbeitung von Daten in der Cloud verbunden. Daten sind zum einenstreng vertraulich, zum Teil aber auch notwendig mit Zulieferern und Kunden zu  teilen. Datenmanagement in der Cloud, dasdiese Aspekte verlässlich behandelt, ist eine  absolute Notwendigkeit.

Viele Unternehmen sind gegenüber digitalisierten Prozessen aufgeschlossen. Wichtig ist die Sicherheit der Daten. / Foto: ESI Group/Herrenknecht

ESI ist ein weltweit agierendes Unternehmen und profitiert von der zunehmenden  E-Mobilität. Aber wie beurteilen Sie die Einführung der E-Mobilität speziell in Deutschland im Vergleich zu Frankreich, Norwegen, China, USA?
Die Einführung der E-Mobilität ist ein weltweites  Phänomen. Meiner Ansicht nach hängt der unterschiedliche Fortschritt der Implementation stark davon ab, wie die unterschiedlichen Regierungen, die Einführung unterstützen. Norwegen und China sind Beispiele für eine starke Förderung, die sich in einer entsprechenden Verbreitung der E-Mobilität auswirken. Ich war im letztenJahr in China auf einem Projekttreffen und  konnte bei einer Fahrt übers Land mit einem chinesischen ESI-Kollegen feststellen, wie auch in kleinsten Dörfern Infrastruktur für E-Mobilität in Form von größeren Ladestationen von der Regierung bereitgestellt wird. Norwegen unterstützt E-Mobilität für den Endverbraucher sowohl kommerziell, als auch durch die Bereitstellung von Sonderprivilegien für Elektroautos (Nutzung von Sonderspuren und Parkplätzen etc.). In den USA kommt zum Tragen, dass neue Player wie Tesla nicht eine in Jahrzehnten aufgebaute industrielle Infrastruktur und Erfahrung benötigen, wie diese z.B. für die Motorfertigung in Deutschland existiert. 

Welche aktuellen und neuen Produkte wird ESI dieses Jahr auf der GIFA in Düsseldorf besonders herausstellen?
ESI präsentiert in der Hauptsache das Gießereisimulationspaket  ProCAST, das in diesem Jahr in der Version 2019 Bestands- und Neukunden zur Verfügung gestellt wird. Darüber hinaus wird eine neuerstellte Softwarelösung für die Simulation unterschiedliche Aspekte der additiven Fertigung demonstriert. Weitere Schwerpunkte werden auf Softwarelösungen für Datenanalyse (Big Data) und IoT gesetzt.

Gibt es bei der Simulationssoftware besonders herausragende Entwicklungstrends?
Der Trend der Kundenanforderung geht  insbesondere in Richtung einer benutzerfreundlichen und einfachen Anwendung der Software, die stark am Kunden orientiert ist und sich in der Bedienung nah am zu simulierenden Prozess orientiert. Um sich diesemTrend anzupassen, hat ESI beispielsweise im  Bereich der Gießereisimulation prozessorientierte Arbeitsabläufe (Workflows) integriert, die den Nutzer durch die Softwareanwendung führen. Parallel dazu steigt der Anspruch hinsichtlich der Genauigkeit derverwendeten physikalischen Modelle. Das erfordert, dass in eine nutzerfreundliche, simplifizierte Anwendung im Hintergrund immer komplexere Solver verpackt werden.  Zudem wird Simulationssoftware immer stärker direkt in den Produktionsprozess zur Prozessoptimierung integriert.

Die Simulationssoftware „ProCAST“ ermöglicht die Vorhersage von Fehlstellen im Guss, Eigenspannungen, des Bauteilverzugs, der Mikrostruktur sowie der mechanischen Eigenschaften. / Foto: ESI Group

Die Simulationssoftware ProCAST ist bereits seit über 25 Jahren auf dem Markt. Was sind die Neuerungen  der aktuellen Version und wohin könnte die weitere Entwicklung gehen?
Die Neuerungen der Gießereisimulationslösung ProCAST  bestehen in der Hauptsache in einer Vertiefung und Erweiterung der Funktionalität zugeschnitten auf spezifische Gießprozesse. Für den Druck- und Kokillenguss wurde beispielsweise ein Sprühmodul integriert sowie die Möglichkeit, den Fluss der Kühlmedien in den Kühlkanälen (Geschwindigkeits- und Temperaturfelder) konkret zu simulieren, um  ine höhere Genauigkeit bei der Darstellung des Temperaturhaushalts in den Formteilen zu gewährleisten. Entsprechend wurde für den Feinguss eine Optimierung der Anordnung  des Isoliermaterials außerhalb der keramischen Form integriert (wrapping scheme), die dem Nutzer ermöglicht, einen Prozess mit einer gerichteten Erstarrung zu definieren,bei dem das Auftreten von Porosität reduziert  wird. Zusätzlich zu derartigen spezifischen prozessorientierten Erweiterungen wurde auch eine umfangreiche Verfeinerung in unterschiedlichen Solvermodulen, wie zum Beispiel im Kornstrukturmodul und im Mikrostrukturmodul, implementiert.

Bitte schildern Sie kurz, wie Sie mit Ihren Kunden  bei der Einführung einer Software, Beratung, Service, Updates usw. kooperieren.
Die Kooperation mit unseren Kunden ist sehr spezifischauf die Kundenanforderung  zugeschnitten. Im direkten Kundengespräch wird die individuelle Aufgabenstellung gemeinsam definiert, um eine angepasste Lösung auszuwählen. So gelingt es, den Kunden in die Lage zu versetzen, die Software in einer Art und Weise zu verwenden,die im Zeitraum eines Jahres ein konkretes  RoI (Return of Invest) generiert.

Die Fragen stellte Gerd Theißen


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