23.07.2014

Evolution in der Mailing-Welt

Eine neue Maschinengeneration ist angetreten, um die Produktion von Mailings grundlegend zu verändern. Waren bisher mehrere Arbeitsgänge mit unterschiedlichen Maschinen erforderlich, wird künftig eine einzige Maschine alles erledigen. Dabei wurde von der Mechanik bis zum Automatisierungssystem konsequent auf kompakte Bauweise, Integration und Modularisierung gesetzt.

Autor: Dipl.-Ing. Wolfgang Wiedemann, Siemens AG.


Integriertes Steuerungskonzept mit durchgängiger Modularität

Die Hauptmaschine wird je nach Anforderung durch zusätzliche Funktionsmodule ergänzt, die von der Maschinensteuerung automatisch erkannt und an den Bedienterminals visualisiert werden. Die Maschinensteuerung sorgt für absoluten Gleichlauf von 24 Antriebsachsen über alle Maschinenfunktionen hinweg: Den Antrieb sämtlicher Servo- und Drehstrom-Asynchronmotoren übernehmen extrem kompakte Siemens Sinamics S120 Booksize Compact Frequenzumrichter. Die Steuerung der Maschine übernehmen zwei Motion-Control-Systeme Siemens Simotion D445-2. Das erweiterte Sicherheitskonzept beinhaltet die Kommunikation über Profisafe mit vier dezentralen Peripherieeinheiten Simatic ET 200S mit Safety-Funktion.

Bild 1: Alles aus einer Hand: Die Automatisierungs- und Antriebstechnik der Maschinen basiert durchgängig auf Siemens-Komponenten.
Bild: Siemens AG

Wenn es um Direktwerbung geht, sind meist Tausende von Mailings im Spiel, die innerhalb kürzester Zeit gedruckt, beschriftet und kuvertiert werden wollen. Neben einer digitalen Druckmaschine für den Inhalt des Mailings waren bislang mehrere Maschinen erforderlich, um eine solche Direktwerbung zu erstellen: eine Maschine zur Herstellung der Briefumschläge, eine weitere zum Beschriften der Kuverts sowie schließlich auch noch eine Kuvertiermaschine, die die Briefe gefaltet und in den Umschlag gesteckt hat. Drei Arbeitsgänge, die nicht nur dreimal soviel Zeit gekostet, sondern auch den Einsatz drei separater Maschinen erforderlich gemacht haben - was wiederum mit erheblichen Investitions- und Betriebskosten verbunden war.

Weniger ist mehr

Bei W+D kennt man die Situation. Das 1913 als Winkler+Dünnebier GmbH gegründete Unternehmen ist heute ein weltweit führender Hersteller von Systemlösungen für die Mailing-Herstellung. Die damit verbundenen Lösungen sind im Geschäftsbereich Mail Solutions zusammengefasst, der am Standort Neuwied, rund 70km südöstlich von Köln, zu Hause ist. W+D Mail Solutions gilt weltweit als Technologieführer auf diesem Spezialgebiet und vor allem als der einzige Anbieter, der die komplette Wertschöpfungskette eines Mailings abbildet - vom Druck über das Kuvertieren bis zum versandfertigen Briefumschlag. In Neuwied ist man davon überzeugt, dass das klassische Mailing auch in Zukunft eine große Bedeutung haben wird. Daher setzt man unvermindert auf Innovation, um die Hauptvorteile dieser aufmerksamkeitsstarken Form der Marketing-Kommunikation noch weiter auszubauen: Im Mittelpunkt der Entwicklungen stehen dabei vor allem Fortschritte in Bereichen wie Personalisierung, Individualisierung und Time-to-Mailbox. Den neuesten Meilenstein in diese Richtung präsentierte das Unternehmen im Jahr 2012. Unter dem Stichwort 'Timos' wurde eine Anlagengeneration vorgestellt, die in Fachkreisen als eine bedeutende Evolution im Mailing-Bereich bezeichnet worden ist. Der Begriff steht für Totally Integrated Mail Output Solution und beschreibt eine Lösung, die das Herstellen von Briefumschlagzuschnitten, das Bedrucken der Umschläge und das Sammeln und Kuvertieren in einer einzigen Hochleistungsanlage zusammenfasst. Neu ist dabei nicht nur die Kombination von drei bisher getrennt ablaufenden Arbeitsgängen. Neu ist auch die Vorgehensweise: Jetzt wird nämlich nicht der Brief in den Umschlag gesteckt, wie das bisher üblich war, sondern einfach der Umschlag um den Brief herum gefaltet, verklebt und fertig: 'Enveloped-on-the-Fly' heißt der Fachausdruck dafür. Plastisch ausgedrückt: Den Anfang bildet eine Rolle unbedrucktes Papier, am Ende steht der versandfertige Brief.

Neue Technik, neue Denkweise

Der Bereich Mail Solutions von W+D war bisher intern genauso strukturiert, wie die traditionelle Mailing-Produktion selbst. Am Standort Löhne (Westfalen) war das gesamte Know-how rund um das Thema Kuvertieren konzentriert. Hier entstanden Kuvertieranlagen, wie sie beispielsweise von der Bundesagentur für Arbeit und anderen großen Versendern genutzt werden. In Neuwied wiederum waren die Briefumschlag- und Drucksparte des Unternehmens zu Hause. Hier ging es vor allem um die Maschinen zum Herstellen und Bedrucken von Umschlägen und Versandtaschen. Die Entwicklung von Timos läutete die Auflösung dieser traditionellen Trennung ein: Expertenteams setzten sich zusammen; das Know-how aus beiden Bereichen verband sich zu einer integrierten Gesamtlösung, bei der Maschinenkomponenten aus Löhne nahtlos mit Komponenten aus Neuwied verbunden wurden. Das Ergebnis war eine Mailing-Produktionslinie, die nicht weniger als 15.000 Mailings pro Stunde produzieren kann. Und zwar in allen Formaten zwischen DIN C6 und C4. Diese Leistungsdaten machen Timos zu einer zukunftsfähigen Technik für alle Anwendungen, bei denen es darauf ankommt, ein großes Mailing-Volumen innerhalb kürzester Zeit in die Briefkästen zu bekommen.

Einheitliche Steuerung

Die bisherige Trennung zwischen den Bereichen Briefhüllenherstellung, Umschlagsdruck und Kuvertierung hatte auch zu unterschiedlichen Konzepten im Bereich der Steuerung geführt. Für die Kuvertiermaschinen aus Löhne nutzte der Maschinenbauer schon seit Jahren Antriebe und Steuerungen der Siemens-Baureihen Sinamics und Simotion. Eine Verknüpfung mehrerer Maschinenfunktionen zu einer integrierten Lösung verlangte jedoch nach einer durchgängig einheitlichen Steuerung. Nach sorgfältigem Abwägen der Vor- und Nachteile entschied man sich daher, künftig vollständig auf Automatisierungstechnik von Siemens zu setzen. Die Gründe dafür waren vielfältig: Zum einen war es sehr einfach, die in den Maschinenteilen aus Neuwied eingesetzten Sinamics-Antriebe an die Siemens-Steuerung anzubinden. Zum anderen aber hatte man mit beiden Produktreihen bereits beste Erfahrungen mit dem extrem hohen Arbeitstakt, dem die neue Maschine durchgängig gewachsen sein musste. Und der verlangte, dass für die Produktion eines komplett konfektionierten Mailings lediglich 200ms zur Verfügung standen. Man konnte also bereits vorhandenes Know-how nutzen und damit eine insgesamt einfachere und risikoärmere Projektumsetzung erreichen.

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Modulares Maschinenkonzept

Timos folgt einem konsequent modular aufgebauten Konzept. Im Mittelpunkt steht dabei eine Grundmaschine, die je nach Kundenanforderung mit unterschiedlichen Modulen ergänzt werden kann. Dazu zählen unter anderen verschiedene Schließstrecken für die Kuvertierung und Sortiereinheiten. Sie dienen dazu, die Mailings zum Beispiel nach Kunden oder nach Zustelladressen vorzusortieren. Alle zusätzlichen Module werden von der zentralen Maschinensteuerung automatisch erkannt und voll in die Prozesssteuerung auf der einen und die Visualisierung auf der anderen Seite eingebunden.

Zusammenspiel der Experten

Besondere Lösungen entstehen immer dann, wenn die 'richtigen Leute' zusammenarbeiten. Beim neuen Projekt kam es dabei vor allem auf ein enges Zusammenspiel zwischen den Programmierern bei Siemens und dem Projektteam von W+D an. Dabei ging es in erster Linie um die durchgängige Programmierung sämtlicher Maschinenfunktionen. Konkret: Es musste ein verteilter Gleichlauf von nicht weniger als 24 Achsen erreicht werden. Außerdem musste die gesamte Funktionalität mit einer integrierten Sicherheitstechnik nach der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG ergänzt werden. Bei der Projektierung der Maschine wurden Standardbausteine und ein Projekt-Template eingesetzt. Dieses modulare Steuerungskonzept erleichterte die Individualisierung der jeweiligen Maschinenkonfiguration, denn alle Automatisierungs- und Antriebskomponenten wie Steuerung, Antriebe, Sicherheit und IO's ließen sich denkbar einfach zusammenstellen und in Betrieb nehmen. Als Schnittstelle zwischen Maschinensteuerung und Mechanik wurde das Siemens Motion Control System Simotion in Verbindung mit Siemens Sinamics Frequenzumrichtern eingesetzt. Diese Komponenten sind nicht viel größer als ein Buch und passen damit optimal zur Maschinentechnologie von heute mit ihrer extrem kompakten Bauweise. Die Anbindung an die Maschinensteuerung erfolgte nach dem fehlersicheren Profisafe-Standard. Die Sicherheitsfunktionen in der Maschine wurden mit einer F-CPU der dezentralen Peripherie Simatic ET 200S von Siemens umgesetzt.

Bereit für neue Dimensionen

Für die Branche ist Timos ein Meilenstein, bei dem bewährte Technologien zusammengeführt wurden, um völlig neue Leistungswerte zu erreichen. Für das Unternehmen war es der Auftakt zu einer neuen, standort- und funktionsübergreifenden Unternehmensphilosophie. Einer der nächsten Schritte soll in einem Know-how-Transfer bestehen, der W+D in die Lage versetzen wird, die individuelle Programmierung nach den Anwenderwünschen künftig selbst zu übernehmen; zum Beispiel, um das mit Timos realisierte Technologie-Upgrade nach und nach auch in die übrigen Produktfamilien zu übernehmen.

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