Gerhard Schubert GmbH

Herzlichen Glückwunsch! Ihr Werk in Crailsheim wurde als Fabrik des Jahres 2018 prämiert. Mit welcher Strategie sind Sie Sieger geworden?

Vielen Dank! Eine konkrete Strategie zum Gewinn der Auszeichnung haben wir nicht verfolgt. Ausschlaggebend für die Teilnahme am Wettbewerb war in erster Linie, dass wir eine unabhängige Einschätzung bekommen wollten, die uns zeigt, wo wir mit unseren Bemühungen im Bereich der Digitalisierung und Prozessoptimierung im Vergleich zu anderen Produktionsunternehmen stehen.
Was Schubert sicherlich auszeichnet, ist das visionäre Denken – und der Mut, neue Ideen weiterzuverfolgen und eigene Wege zu gehen. Das trifft auf unsere Verpackungsmaschinen zu, aber natürlich auch auf unsere Produktionsprozesse.

Sie sind Weltmarktführer auf dem Gebiet der digitalen Top-Loading-Verpackungsmaschinen. Wie nutzen Sie digitale und innovative Technologien für Ihre Fertigung heute?

Sehr wichtig ist für uns der digitale Informationsfluss mit dem Schubert-eigenen Produktionsplanungs- und Steuerungssystem (PPS) namens Saturn, welches wir seit über 20 Jahren stetig weiterentwickeln. Es wurde in den Grundzügen von Unternehmensgründer Gerhard Schubert selbst konzipiert, und die ersten Programme hat Geschäftsführer Ralf Schubert programmiert. Die Verknüpfung und Abbildung unserer Prozesse über verschiedenste Leitstände bietet uns die Möglichkeit, in Echtzeit von jedem Arbeitsplatz aus relevante Daten abzurufen. Dazu gehören auch Informationen aus dem CAD-System, welche über Schnittstellen im PPS zur Verfügung gestellt werden.
Zudem verfolgen wir bei Schubert den Ansatz einer sehr hohen Wertschöpfungstiefe, da wir der Meinung sind, unsere Kunden damit schneller und besser beliefern zu können, zum Beispiel mit Ersatzteilen. Um in Deutschland produzieren zu können, sind wir auf neue, innovative Technologien angewiesen. Dazu zählt natürlich ein erhöhter Automationsanteil in allen Fertigungsschritten: von der automatischen Programmierung der Maschinen über die Beladung mittels kollaborativer Be- und Entlade-Roboter bis hin zur An- und Ablieferung der Produktionsteile durch autonome Systeme.
Daneben setzen wir aber auch komplett neue Fertigungs- und Produktionsverfahren wie beispielsweise den 3-D-Druck intensiv ein. In den vergangenen fünf Jahren ist der dreidimensionale Druck zu einem so routinierten Fertigungsverfahren für uns geworden, dass wir im letzten Jahr bereits über 30.000 Teile additiv hergestellt haben. Wir verwenden diese Verfahren, um den Kundennutzen kontinuierlich zu steigern, aber natürlich auch, um übergreifende Prozesskosten zu reduzieren. Der 3-D-Druck ist hierfür ein optimales Beispiel, da er uns hilft, Teilekosten zu senken und Montagetätigkeiten, etwa durch das Zusammenfassen von Bauteilen, deutlich zu begrenzen.

Welche Herausforderungen musste Ihr Unternehmen meistern, um die Fertigung an die modernen Möglichkeiten anzupassen?

Als Hersteller von Verpackungsmaschinen in Losgröße 1 ist die Produktion im Kundentakt unsere große Herausforderung. Jede Maschine ist anders und stellt verschiedenste Anforderungen an die am Produktionsprozess beteiligten Abteilungen. Daher ist die Nivellierung und Verkettung der Aufträge ausschlaggebend. Durch unsere Innovationen und die stetige Weiterentwicklung unserer Aggregate müssen wir dennoch wandlungsfähig bleiben – und dürfen keine Angst davor haben, neue Technologien auszuprobieren und diese direkt in unsere Montageabläufe einfließen zu lassen.

Können Sie uns einen kleinen Überblick über die digitale Fertigung in Ihrem Unternehmen geben? Wie läuft der Fertigungsfluss ab?

Der „Herzschlag“ unseres gesamten Produktionsprozesses ist unsere Vormontage-Taktung von aktuell drei komplett ausgestatteten Roboterzellen pro Tag. Alle vorgelagerten und nachgelagerten Prozesse richten sich danach aus. Um die Produktion ins Fließen zu bringen, wird eine Sequenz der Aufträge vergeben. Durch die feste Reihenfolge gibt es, anders als bei auftragsbezogener Arbeit, keine Auftragsspitzen. Jede Woche wird bei Schubert eine gleichbleibende Produktionsmenge durch das Unternehmen geschleust. Dabei sind die Prioritäten über alle Abteilungen hinweg identisch. Die Koordination der Termine erfolgt über die zentralen Planungsleitstände bis hin zu Abteilungsleitständen wie Vormontage, Aggregatsfertigung oder Schweißerei.
Unser Produktionsplanungs- und Steuerungssystem Saturn ermöglicht uns die Planung auf Basis einer vollständigen Stückliste, die automatisch generiert wird. Die Konstruktion arbeitet mit dem TLM-Konfigurator, in dem alle Standardkomponenten in Form eines Auswahlkatalogs hinterlegt sind. Aus diesen Komponenten konfigurieren die Schubert-Konstrukteure in einem CAD-Programm die Maschine. Das System erstellt eine Stückliste der benötigten Komponenten, die ins PPS wandert.
Durch die Verbindung des TLM-Konfigurators mit dem PPS-System Saturn und die automatische Erstellung der Stückliste erreicht Schubert ein höheres Niveau in der Standardisierung als die meisten Wettbewerber.
Jeder Mitarbeiter im Unternehmen weiß durch diese Informationen jederzeit, wann welcher Kundenauftrag bearbeitet wird und in welchem Fertigungsfortschritt er sich befindet. Jede Abteilung hat genaue Vorgaben, wann sie etwas liefern muss, und erhält eine tägliche Übersicht über die Budget-, Prognose- und tatsächlich aufgelaufenen Kosten für jedes Projekt. Dadurch ist eine hohe Transparenz über alle Abteilungen hinweg gewährleistet, und auftretende Probleme können frühzeitig erkannt und behoben werden.
Die einzelnen TLM-Teilmaschinen (TLM = Top-Loading-Maschine) werden danach in einer Fließlinie montiert. Notwendige Informationen bekommen die Monteure über Saturn und einen darin integrierten 3-D-Viewer. Schließlich werden die Teilmaschinen in der Endmontage zusammengeschlossen und die verschiedenen Formate (unterschiedliche Produkte und Verpackungen) in Betrieb genommen, bevor der Kunde sie in einer Abnahme prüft und freigibt.

Welche Faktoren sind wichtig in Ihrer Smart Factory?

Ob eine Firma „smart“ ist oder nicht, hängt vor allem von den Menschen ab, die dort arbeiten. Schubert setzt auf gegenseitiges Vertrauen und hohe Eigenverantwortung der Mitarbeiter und hat es auf dieser Basis verstanden, eine ganz eigene Innovationskultur zu entwickeln. Dies setzt eine hohe Mitarbeitermotivation voraus, und anders als andere Hersteller beschäftigt Schubert deshalb auch nur Facharbeiter und keine Leih- oder Anlernkräfte. Durch ihre langjährige Mitarbeit bei Schubert identifizieren sich die Mitarbeiter mit dem Unternehmen und fühlen sich verantwortlich – eine wichtige Säule der Unternehmensphilosophie.
Neben diesem zentralen Baustein verfolgen wir in unserem Tun aber auch weitere Säulen wie Zusammenarbeit, Verbesserung, Wandlungsfähigkeit und Kommunikation. Alle diese Säulen sind wichtig, um unsere Fabrik smart zu machen; denn eine smarte Fabrik ist nicht unbedingt eine digitale Fabrik, sondern eine, die mit motivierten Menschen und innovativen Technologien unter Hochdruck funktioniert und sich dabei ständig mit dem Blick auf den Kunden hinterfragt.

Sie bauen seit Jahren selbst Roboter. Wie wichtig ist Robotik für Ihr Unternehmen?

Wir bauen roboterbasierte Verpackungsmaschinen, daher ist die Robotik ein fester Bestandteil unseres gesamten Unternehmens.
1981 stellte Schubert mit „ROBY“ den ersten Verpackungs-Roboter der Welt vor, der Pralinen verpackte. Der große Durchbruch mit den roboterbasierten Verpackungsmaschinen erfolgte mit der Entwicklung des Pick-and-Place-Roboters SNC-F2, der auf der Interpack 1987 Premiere feierte.
Heute sind Roboterelemente aus unseren Maschinen nicht mehr wegzudenken. Sie bilden als Basiskomponenten verschiedenste Funktionen ab, ohne die unsere Verpackungslösungen nicht möglich wären. Zudem sorgen sie dafür, dass Verpackungsmaschinen von Schubert als sehr flexibel wahrgenommen werden.

Wie funktioniert die Kommunikation zwischen Mitarbeitern, Robotern und Fertigungsmaschinen bei Ihnen?

Auch bei unseren Verpackungsmaschinen gehen wir unseren eigenen Weg und nutzen unsere spezifische Steuerung. Gerhard Schubert sah schon früh den langfristigen Erfolg von Verpackungs-Robotern vor allem darin, mehr Steuerung durch weniger Mechanik auszugleichen. Da es in den 1990er-Jahren keine Steuerung auf dem Markt gab, die der Aufgabenstellung des Verpackungsmaschinenbaus gerecht wurde, entwickelte er seine Steuerung selbst. 1996 brachte das Unternehmen die erste Maschine mit einer intelligenten Steuerung auf den Markt. Ein wichtiger Bestandteil sind die in unserem Tochterunternehmen Schubert System Elektronik produzierten HMIs. In Verbindung mit der eigenen Verpackungsmaschinensteuerung VMS schafften wir dadurch die Voraussetzungen für eine einfache und intuitive Bedienbarkeit von komplexen Maschinen.

Welchen Mehrwert hat der Endkunde von der Digitalisierung und der Industrie 4.0 am Beispiel Ihres Unternehmens?

Den Begriff Industrie 4.0 verwenden wir, ehrlich gesagt, nicht so gerne, weil alle davon reden und dennoch nicht genau definiert ist, was Industrie 4.0 eigentlich bedeutet. Bei uns heißt es deshalb GRIPS.world.
GRIPS ist unser Prozessmanagementsystem, bei dem es um die Definition, aber auch um die kontinuierliche Verbesserung unserer Prozesse geht. Prozesse und IT gehören untrennbar zusammen, und die entscheidende Frage für die erfolgreiche Digitalisierung eines Unternehmens ist, wie man beides optimal verbindet. Das ist nicht ganz einfach, weil die Menschen aus der Produktion und der IT sehr unterschiedliche Sprachen sprechen. GRIPS.world könnte man deshalb als die IT von GRIPS bezeichnen.
Es geht um die Digitalisierung und Verbesserung unserer Produktionsprozesse. Man kann hier somit von Smart Processes reden – was unsere Kunden zwar nur indirekt interessiert, sich aber in geringeren Kosten und besseren Durchlaufzeiten der Maschinen bemerkbar machen wird.
Neben den Smart Processes reden wir auch von Smart Products und Smart Services, wie das andere Maschinenbauer sicher auch tun.
Unsere Produkte, also unsere TLM-Maschinen, sind schon seit Jahrzehnten sehr digital, und Track & Trace, Losgröße 1 oder automatische Werkzeugwechsel sind für uns keine besonderen Herausforderungen. Dennoch sind wir auch bei unseren Produkten sehr aktiv, weil die Maschinen sich zukünftig selbst überwachen sollen. Ziel ist es, dass bei unseren Kunden keine ungeplanten Maschinenstillstände mehr auftreten.
Wenn die Basis dazu geschaffen ist, werden Smart Services für unsere Kunden entstehen, mit denen wir unsere Wettbewerbsfähigkeit sichern und unsere technologische Vorreiterrolle ausbauen wollen.
Zusammenfassend kann man also sagen, dass es sich bei GRIPS.world um eine Web-Plattform handelt, über die alle unsere Mitarbeiter kommunizieren und auf die auch unsere Kunden, Lieferanten sowie unsere TLM-Maschinen zugreifen.

Wie viele verschiedene Produkte unterschiedlicher Typen fertigen Sie in Ihrem Werk in Crailsheim?

Unsere Verpackungsmaschinen werden in Losgröße 1 hergestellt. Jede Maschine wird von uns individuell genau auf das gewünschte Produkt und die gewünschte Verpackung unserer Kunden ausgelegt. Natürlich gibt es auch bei uns Wiederholbauten, aber im Grunde gleicht keine Maschine der anderen.
Zur effizienten Realisierung greifen wir dabei auf unseren modularen Standardbaukasten zurück. Die acht Systemkomponenten ermöglichen heute einen flexiblen Maschinenaufbau, in dem alle Funktionen wie Zuführen, Aufrichten, Füllen, Verdeckeln/Verschließen, Etikettieren, Kennzeichnen und Palettieren vereint werden können. Die Basis der TLM-Maschinen bilden – neben der VMS-Steuerung – Zwei-, Drei- und Vierachs-Roboter, Bildverarbeitungssysteme sowie das Transmodul. Durch diesen schienenbasierten Roboter können Transportaufgaben deutlich effizienter gestaltet werden. Insgesamt bauen wir jährlich ca. 1.200 Mehrachs-Roboter, 800 Transport-Roboter, 650 Maschinengestelle, 150 Steuerungen und 230 Bilderkennungssysteme, die wir in ca. 130 Verpackungsanlagen vereinen.

Fast jedes Produkt braucht heute Verpackungen. Welche Nachhaltigkeitsstrategie verfolgen Sie in diesen für die Umwelt so schwierigen Zeiten?

Die Gerhard Schubert GmbH ist mit der Kartonagenverpackung groß geworden. Die erste Schubert-Maschine war die SKA, eine Schachtelklebe- und -aufrichtemaschine. Auch heute macht die Verpackung in wiederverwertbare Kartonagen einen sehr großen Anteil bei unseren Projekten aus. Dieser Trend ist aktuell sogar steigend, da viele unserer Kunden von der Kunststoffverpackung wieder auf Kartonagenverpackung umsteigen möchten. Hierzu werden natürlich Verpackungsmaschinen und vor allem Werkzeuge benötigt, welche den hohen Anforderungen gerecht werden.
Darüber hinaus achten wir sehr darauf, dass unsere Maschinen selbst energieeffizient arbeiten. Die Roboter und Aggregate tauschen untereinander Energie aus, die beispielsweise bei Bremsvorgängen entsteht. Überschüssige Energie wird in das Netz zurückgespeist. Durch intelligente Software versuchen wir, die Maschinen immer effizienter zu machen und für einen reduzierten Energiebedarf zu sorgen.
Auch in unserem Werk selbst ist uns eine nachhaltige Infrastruktur sehr wichtig. Unsere neue Montagehalle wird zum Beispiel mittels Geothermie klimatisiert, die Beleuchtung wurde komplett auf energiesparende LEDs umgestellt, und auch unsere Fertigungsmaschinen wie unser Laser zur Blechbearbeitung arbeiten mit Wärmerückgewinnung, um nur einige Punkte zu nennen.

Welchen Rat geben Sie Unternehmen mit, deren Reise in Richtung Smart Factory gerade erst begonnen hat?

Die Basis für eine smarte Fabrik (im Hinblick auf Digitalisierung) sind effiziente und verschwendungsfreie Prozesse. Schubert legt zum Beispiel großen Wert auf Ordnung und Sauberkeit an den Arbeitsplätzen. Diese sind sauber, sicher und weitgehend standardisiert aufgebaut. Nur in einem sauberen und ordentlichen Umfeld fühlen sich die Mitarbeiter wohl und können hervorragende Arbeit leisten. Zudem zeugt Ordnung von fachlicher Kompetenz und reduziert Fehler.
Wenn man so weit ist, hilft die Digitalisierung dabei, diese Prozesse miteinander zu verknüpfen – so wie beispielsweise in unserem PPS Saturn alle am Produktionsprozess beteiligten Arbeitsschritte intelligent aufeinander abgestimmt werden. Prozesse und Digitalisierung verbessern sich aber niemals nebeneinander, sondern immer nur miteinander. Schafft man das, hat man eine smarte Fabrik.
Smart bedeutet aber auch, dass weniger oft mehr ist. Es ist heute eine Vielzahl von Daten und Analysemöglichkeiten in MES, PPS, ERP und sonstigen Systemen verfügbar. Die Gefahr besteht darin, dass man sich aufgrund der zahlreichen greifbaren Daten in Planungsdetails verstrickt, die nur sehr geringe Auswirkungen auf das Gesamtergebnis haben. Man verzettelt sich dann und beschäftigt sich nicht mit dem Wichtigen. Wir versuchen, einfachste Programme und Leitstände zu entwickeln, die für jeden verständlich sind und exakt auf den Arbeitsschritt zugeschnitten werden.
Zum Beispiel werden Istkosten, Prognosekosten und Zielkosten ganz einfach mit drei farbigen Smileys angezeigt. Mit einem Rechtsklick auf die Icons erkennt man sofort den Status des Auftrags sowie die Kostentreiber in diesem Projekt. Das bedeutet Transparenz in allen Bearbeitungsschritten – vom gesamten Auftrag bis hin zum einzelnen Fehlteil. Das ist nicht unbedingt schwierig, muss aber auch gewollt werden.
Um diese Einfachheit auch umsetzen zu können, ist es wichtig, dass die „Prozesswelt“ mit der „Digitalisierungswelt“ zusammenwächst. Die Ausdrucksformen sind häufig unterschiedlich, daher sind „Dolmetscher“ nötig, die beide Sprachen zumindest verstehen und bestenfalls übersetzen können. Bei uns sind das die GRIPS-Prozessmanager, welche immer einem unserer Kundenprozesse zugewiesen sind. Diese Prozessmanager organisieren unter anderem Optimierungsprojekte und sind Ansprechpartner und Vermittler für unsere Projektleiter auf beiden Seiten.
80 Prozent aller Optimierungsprojekte bei uns benötigen entweder Implementierungsunterstützung oder Programmieraufwand seitens unserer IT – und natürlich steigt dieser Anteil jährlich. Deshalb ist es so wichtig, die richtigen Weichen frühzeitig zu stellen.