Engineering von MAPAL für DEUTZ in Rekordzeit

Bevor der Standort Zafra zum Hauptkomponentenwerk für die Bearbeitung von DEUTZ Motorenteilen wurde, war das bereits 1875 gegründete Werk eine Motorenfabrik. Heute produzieren rund 500 Mitarbeiter in der modernen Produktionsstätte Zylinderblöcke, Zylinderköpfe, Pleuel und Zahnräder für die Montagelinien des Konzerns in Köln und Ulm sowie für weitere Kunden. 

Der neue 3,9-Liter-Dieselmotor von DEUTZ wird vorwiegend im Landwirtschafts-, aber auch Baumaschinensegment eingesetzt. Als industrieller Motor ist er für eine lange Produktlebensdauer ausgelegt und soll bis mindestens 2035 gebaut werden. Die Serienproduktion startet noch in diesem Jahr 2025.

Damit ist dieser Motor, der in Leistungsbereichen von 75 bis 130 kW angeboten wird, ein wichtiges Zukunftsprojekt für den Motorenhersteller. Da er dieselbe Größe wie sein 3,6-Liter-Vorgänger hat, kann er mit sehr effizienter Leistung in den gleichen Fahrzeugen verbaut werden. 
 

„Die Entwicklungszeiträume für neue Bauteile werden bei unseren Kunden zunehmend kürzer“, erläutert Thomas Spang, Global Head of Tool Management bei MAPAL. Für Werkzeughersteller oder Komplettanbieter wie MAPAL ist dies eine Herausforderung. Das gilt vor allem dann, wenn Pläne in einer späten Phase nochmal geändert werden, der Endtermin für die Werkzeugauslegung aber bestehen bleibt. Beim Motorblock des neuen 3,9-Liter-Diesels hatte MAPAL nach dem Design Freeze lediglich zwei Wochen Zeit, um ein ausgearbeitetes Angebot zu erstellen. 

Ein schlagkräftiges Expertenteam in Aalen hat die anspruchsvolle Aufgabe fristgerecht bewältigt. Eingespielte Abläufe kamen dem Team dabei ebenso zugute wie langjährige Erfahrungen mit der Produktion des Kunden. Seit 18 Jahren betreibt MAPAL das Toolmanagement für DEUTZ in Spanien. In dieser Zeit wurden mehrere Projekte miteinander umgesetzt. 
 

MAPAL hatte bereits die Bearbeitung der Motorblöcke für den älteren 3,6-Liter-Diesel ausgelegt, konnte damit auf gewisse Erfahrungswerte zurückgreifen und musste nicht bei null anfangen. Die Werkzeugexperten wussten anhand solcher Vorprojekte auch, welcher Maschinenpark der Motorenhersteller zur Verfügung hat. DEUTZ hat seine Fertigung in Zafra in den vergangenen Jahren mit neuen Fünf-Achs-Maschinen sehr flexibel ausgelegt, um relativ einfach auf neue Produkte umstellen zu können. 

Als die Anfrage von DEUTZ hereinkam, machten sich in Aalen der Bereich Toolmanagement in Zusammenarbeit mit dem Technology Expert Team zunächst Gedanken über den Produktionsablauf. „Um hier schnell zu sein, gehen wir in dieser frühen Phase nicht gleich ins Detail, sondern ziehen überschlägvig Referenzwerkzeuge und Konzepte für bereits ausgeführte Projekte heran“, erläutert Harald Traub, der als Projektingenieur in der Gruppe Technology Expert Team für die Auslegung des gesamten Prozesses zuständig ist. „Damit sind wir in der Lage, dem Kunden früh einen ungefähren Kostenrahmen und den groben Umfang des Werkzeugpakets zu nennen.“ 
 

After this rough planning, the concrete tool design followed in the second week. MAPAL’s offer for the series production of the motor block included almost 100 different tools in the end. Many of them are custom tools that achieve short machining time and thus high economic efficiency. Aside from these, standard tools are used for milling above all. 

To produce prototypes quickly, a few close-to-standard tools were also used. Series production can then begin with the optimal set of tools. As part of their original delivery, MAPAL supplied consumable tools as well as the required tool holders and adapters to DEUTZ. All other consumables will be handled by the tool management on site. From this point on, the client no longer pays per tool but per completed part – i.e., the cost per part is billed. 

The unit costs at first correspond to the price determined during engineering. Certain ratios have been agreed upon for the following years. The client receives an increasing percentage of rebate and therefore pays a bit less per unit every year. For this business model to work out, MAPAL has to implement continual improvements to save costs. This is done with new tool technologies and corresponding optimisation. The costs per part are fixed over the term of the contract, after which a reassessment takes place. Such contracts, which run over four to five years, offer the client planning security. 

“With our engineering expertise, we support DEUTZ beyond the tool-setting area and cultivate a close partnership”, Spang highlights. After helping to build the prototype, it is the tool management’s turn to shine on-site during series production. DEUTZ uses approximately 1,300 different tools in total. Thousands of tools are available from stock and have to be managed in Zafra. To keep inventory at an optimal level (i.e., avoiding bottlenecks while preventing unnecessarily high tool stocks), MAPAL uses its own warehouse management systems and digital solutions with the cloud-based software c-Com for tool management. The digital Tool Management 4.0 doesn’t only handle procurement processes, which are initiated semi-automatically, it also acts as a reporting tool to analyse cost drivers and stocks. 
 

Industrialization Manager Manuel Rodríguez López lobt die gute Zusammenarbeit mit MAPAL beim Toolmanagement: „Wir haben im Laufe unserer Kooperation gemeinsam tiefgreifende technologische Konzepte entwickelt, die weit über die reine Logistik hinausgehen. Neben den erreichten Kostensenkungen ist die Werkzeugeinstellung sehr wichtig für uns. Die bei uns tätigen Mitarbeiter von MAPAL verfügen über sehr viel Know-how und sorgen dafür, dass wir an der Fertigungslinie im richtigen Moment genau die Werkzeuge haben, die wir brauchen.“

Für MAPAL verantwortet David Castaño das Toolmanagement vor Ort. Daneben beschäftigt MAPAL Werkzeugeinsteller, die ständig in Zafra tätig sind. Sie sorgen dafür, dass derzeit ein Dutzend verschiedener Bauteile reibungslos produziert wird. „Es ist sehr vorteilhaft, David hier bei uns vor Ort zu haben“ unterstreicht Manuel Padilla Fernández, Manufacturing Engineering Manager bei DEUTZ, der eng mit dem Toolmanager zusammenarbeitet. „Wenn es Optimierungsmöglichkeiten gibt, können wir das gemeinsam direkt an der Maschine besprechen. Wir sehen David Castaño nicht als externen Dienstleister, sondern er ist Teil unseres Teams. Das ist eine sehr leistungsstarke Kooperation.“
 

Über das lokale MAPAL Team können bei Bedarf neue Werkzeuglösungen in Aalen entwickelt werden. Das war zum Beispiel erforderlich, als in Zafra Optimierungsbedarf bei den Werkzeugen zur Bearbeitung der Bohrungen für Kurbelwelle und Nockenwelle aufkam. In Zusammenarbeit mit DEUTZ wurde mit der HPR400 Reibahle ein neues Bearbeitungskonzept von MAPAL in Einsatz gebracht. Deren Vorteile überzeugen laut David Castaño: „Die Standzeit des zuvor benutzten Werkzeugs lag bei 350 Teilen, wobei jeweils nach 100 Teilen neu eingestellt werden musste. Mit der HPR400 erreichen wir eine Standzeit von 1.000 Bauteilen ohne Einstellung. Die erreichte Bearbeitungsqualität ist sehr gut.“

Neben dem laufenden Toolmanagement nimmt MAPAL mehrmals jährlich Tests auf verschiedenen Produktionslinien vor. In enger Absprache mit DEUTZ geht es dabei neben möglichen Kostenreduktionen auch um qualitative Probleme in der Produktion und um taktzeitrelevante Themen. „Um effektiv zu sein, muss man gut planen und Prioritäten für Aktionen setzen“, schildert López seine Prioritäten. „Zusammen mit MAPAL bekommen wir das sehr gut hin.“ Optimierungen, die hier gefunden werden, kommen letztlich beiden Seiten zugute.