Engineering by MAPAL for DEUTZ in record time

Engines were already being built in 1875 at the site in Zafra where DEUTZ today has its main factory for processing engine components. Engine blocks, cylinder blocks, connecting rods and gears are produced here by around 500 employees in modern manufacturing facilities for the Group’s assembly lines in Cologne and Ulm as well as for other customers. 

DEUTZ’s new 3.9-litre diesel engine is mostly used in agricultural and construction machines. As an industrial engine, it is designed for long service life and is to be built until at least 2035. Series production is to start in the coming year after the current prototype phase. 50,000 units are to be produced per year. This engine, which will be available in a power range from 55 to 160 kW, represents an important future project for Deutz. As it is the same size as its 3.6-litre predecessor, it can be installed in the same vehicles where it will provide very efficient performance. 
 

“Our clients’ development periods for new parts are becoming shorter and shorter”, explains Thomas Spang, Global Head of Tool Management at MAPAL. For tool manufacturers or complete suppliers like MAPAL, this represents a growing challenge. This is above all true if plans change at the last minute, while the deadline for the tool design remains the same. For the engine block of the new 3.9-litre diesel engine, MAPAL only had two weeks after the design freeze to complete a final offer. 

An ardent team of experts in Aalen were able to complete this ambitious task on time. Well-tuned workflows proved advantageous for the team as did the many years of experience with the client’s production methods. MAPAL has been conducting tool management for DEUTZ in Spain for 18 years. Several projects have been completed together over the years. 
 

MAPAL already engineered the machining of the engine blocks for the predecessor 3.6-litre diesel engine, which meant they were able to draw on practical experience and didn’t have to start from scratch. For example, the tool experts already knew which machines the engine manufacturer has from previous projects. DEUTZ has equipped its assembly line in Zafra with new five-axis machines over recent years, so they can switch to new products with relative ease. 

When DEUTZ sent their request, the Tool Management department in collaboration with the Technology Expert Team (TET) in Aalen first gave some thought to the production process. “To be quick here, we don’t concern ourselves with detail at this early stage, but instead pull together reference tools and concepts from previously completed projects”, explains Harald Traub from TET. He is responsible for planning the entire process as Project Engineer. “In this way, we are able to specify an approximate budget and the rough scope of the tool package for the client.” 
 

Nach diesem groben Plan ging es in der zweiten Woche an die konkrete Auslegung der Werkzeuge. Das Angebot von MAPAL für die Serienfertigung des Motorblocks umfasste schließlich knapp 100 verschiedene Werkzeuge. Ein Großteil davon sind Sonderwerkzeuge, die kurze Bearbeitungszeiten und damit hohe Wirtschaftlichkeit erreichen. Daneben werden vor allem im Fräsbereich auch Standardwerkzeuge eingesetzt. 

Um zügig zu Prototypen zu kommen, wurde zu deren Fertigung auch das eine oder andere seriennahe Werkzeug benutzt. In die Serienfertigung geht es dann mit der optimalen Werkzeugausstattung. Über die Erstausrüstung hat MAPAL die Verbrauchswerkzeuge sowie die notwendigen Halter und Adapter an DEUTZ geliefert. Alle weiteren Verbräuche laufen dann über das Toolmanagement vor Ort. Von diesem Zeitpunkt an bezahlt der Kunde nicht für Werkzeuge, sondern für gefertigte Bauteile, abgerechnet wird also nach Cost per Part. 

Die Stückkosten entsprechen anfangs den im Rahmen des Engineerings ermittelten Kosten. Für die folgenden Jahre sind gewisse Ratios vereinbart. Der Kunde erhält einen ansteigenden, prozentualen Rabatt und bezahlt damit jährlich etwas weniger für die produzierten Teile. Damit dieses Geschäftsmodell aufgeht, muss MAPAL ständig Verbesserungen einbringen, um für Kosteneinsparungen zu sorgen. Das gelingt mit neuen Werkzeugtechnologien und entsprechenden Optimierungen. Die Cost per Part sind über die Vertragsdauer fixiert, danach findet eine Neubewertung statt. Solche Verträge, die über vier bis fünf Jahre laufen, geben dem Kunden Planungssicherheit. 

„Mit unserem Engineering-Know-how begleiten wir DEUTZ über den Einstellraum hinaus und pflegen eine enge Partnerschaft“, betont Thomas Spang. Nach der Unterstützung beim Prototypenbau spielt das Toolmanagement vor Ort bei der Serienfertigung seine ganze Stärke aus. DEUTZ setzt insgesamt rund 1.300 verschiedene Werkzeuge ein. Lagerhaltig sind in Zafra mehrere Tausend Werkzeuge, die es zu verwalten gilt. Um den Bestand auf einem optimalen Niveau zu halten, also Engpässe zu vermeiden, ohne unnötig hohe Umlaufbestände zu haben, setzt MAPAL im Toolmanagement auf eigene Lagerverwaltungssysteme und digitalisierte Lösungen mit der cloudbasierten Software c-Com. Das digitale Toolmanagement 4.0 dient dabei nicht nur für Beschaffungsprozesse, die teilweise automatisch initiiert werden, sondern auch als Reporting Tool für die Analyse von Kostentreibern und Beständen. 
 

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.“