Planung mit korrekten Sollzeiten
10.000 Arbeitspläne pro Jahr im Griff
Der Maschinenhersteller Windmöller und Hölscher setzt in der mechanischen Fertigung seit 1998 auf eine Software zur Kalkulation und Arbeitsplanung. Regelbasierte Verfahrensbausteine verhelfen dem Produzenten zu belastbaren Sollzeiten für Drehen, Fräsen, Bohren und Schweißen. Mit der so erzielten Planungssicherheit lassen sich Kosten und Durchlaufzeiten senken und die Produktivität und Termintreue verbessern.
Seit über 140 Jahren produziert Windmöller und Hölscher aus Lengerich Maschinen und Anlagen zur Herstellung von flexiblen Verpackungen. Die drei Geschäftsbereiche Extrusion, Druck und Verarbeitung agieren weltweit mit 2.500 Beschäftigten und mehr als 5.000 Kunden in über 130 Ländern. Der Export trägt mit über 90 Prozent deutlich zum Unternehmenswachstum bei. Flankierend bilden 17 Produktions-, Vertriebs- und Servicegesellschaften ein kundenorientiertes Netzwerk. Das Unternehmen bietet Beratungs- und Engineeringleistungen und verfügt über ein umfangreiches Produktsortiment: Blas- und Gießfolienanlagen, CI-Flexo- und Tiefdruckmaschinen, Verpackungsmaschinen nach dem ‚Form Fill Seal‘-Prinzip sowie Maschinen für die Veredelung und Verarbeitung von Papier, Folien und Kunststoffgeweben. Die mechanische Fertigung stellt auf 16.000 Quadratmetern Fläche die benötigten komplexen Bauteile sowie die Knowhowspezifischen Baugruppen her. Die neunte Ausgabe von Rockwell Automations „State of Smart Manufacturing“ Report liefert Einblicke in Trends und Herausforderungen für Hersteller. Dazu wurden über 1.500 Fertigungsunternehmen befragt, knapp 100 der befragten Unternehmen kommen aus Deutschland. ‣ weiterlesen
KI in Fertigungsbranche vorn
Drehen, Bohren, Fräsen
Der Schwerpunkt in der Bearbeitung liegt in der Zerspanung wie Drehen, Fräsen und Bohren. Hinzu kommen unter anderem die Arbeitsgänge Schweißen, Härten, Weichglühen sowie Polieren. Den 300 Mitarbeitern in der mechanischen Fertigung steht hierzu ein Maschinenpark von insgesamt 81 Bearbeitungsmaschinen zur Verfügung. Darunter sind 48 CNC-gesteuerte Werkzeugmaschinen. „Jede ausgelieferte Anlage ist auf die kundenspezifischen Belange individuell zugeschnitten. Daher verstehen wir uns keineswegs als Serienfertiger. Natürlich setzen wir auf vorhandene Bezugsteile, also ähnliche Bauteile auf. Insofern handelt es sich eher um eine ausgeprägte Variantenfertigung, was nicht ausschließt, dass von Zeit zu Zeit auch echte Unikate zu fertigen sind“, sagt Dipl.-Ing. Lothar Viße, Teamleiter Fertigungsplanung und NC-Programmierung bei Windmöller und Hölscher. „Im Schnitt widmen sich in der Arbeitsvorbereitung bis zu vier Planer 10.000 Arbeitsplänen im Jahr. Hierzu setzen sie die vollständig in das ERP-System SAP integrierte Kalkulations- und Planungssoftware Hsplan / IS-SAP ein. Diese IT-Lösung verfügt mit der HSI-Technologiebasis über vorkonfigurierte und stets aktualisierbare Verfahrensbausteine unter anderem für Drehen, Bohren und Fräsen.“
Exakte Kalkulation
Die Entscheidung, die Planzeiten-Software einzusetzen, fiel bereits im Jahr 1998. Seitdem hat die Lösung unter Beweis gestellt, bei der Sollzeitermittlung belastbare und nachvollziehbare Ergebnisse zu liefern. Davor führte jeder Planer zur Kalkulation seine eigenen Ordner und Tabellen. Daraus ergaben sich deutliche Unterschiede zwischen einzelnen Sollzeitermittlungen. Bei Rückfragen oder Reklamationen aus der Fertigung waren die Ergebnisse nicht nachvollziehbar und es ließen sich keine Optimierungsansätze ableiten. Mit Hsplan steht ein System zur Verfügung, welches auf eine einheitliche Datenbasis und transparente Berechnungen zurückgreift. Die berechneten Sollzeiten fließen in die Erstellung des Arbeitsplanes. Darüber hinaus dienen sie zur Ermittlung der Herstellkosten. In den ersten Jahren kam eine Standalone-Lösung zum Einsatz, welche Ergebnisse abends im Batch-Betrieb in das damalige Produktionsplanungssystem übertrug. Mit der Einführung des SAP-Systems 2001 erfolgte die Umstellung auf die SAP-integrierte Anwendung, um die Sollzeitermittlung mit einzubeziehen. Der Arbeitsstufeneditor wird in der Vorgangsübersicht des Arbeitsplanes über die Symbolleiste aufgerufen und eine separate Eingabemaske dient zur Parametereingabe. Alle ermittelten Zeiten, generierten Texte sowie Zwischen- und Endergebnisse der Berechnung stehen im SAP-System zur Verfügung. Über die Funktion der Wiederholberechnung ist eine Ähnlichkeitsplanung möglich. Außerdem können die bisherigen Berechnungen beim Kopieren des Arbeitsplanes übernommen und automatisch aktualisiert werden. Der Planer bleibt während der Arbeitsplanung und Sollzeitermittlung in der SAP-Oberfläche. Seit 2007 basiert die Software von HSI auf der webfähigen Programmiersprache Java.
Individueller Zuschnitt
Planzeitermittlung für CNC-Brennschneiden zur Rahmenfertigung. Die Werte für die Berechnung der vorgeplanten Sollzeiten werden aus der Stückliste abgeleitet. Bild: Windmöller & Hölscher KG
„Im Juli 2010 haben wir mit der Entwicklung von Zeitbausteinen für manuelle Polierarbeitsgänge begonnen. Dabei machten wir uns das Ähnlichkeitsprinzip, ausgehend von einem bereits kalkulierten ähnlichen Teil, zunutze. Darüber hinaus erfolgte eine gewissenhafte Zeitaufschreibung über einen längeren Zeitraum, so dass sich die erfassten Werte evaluieren lassen und einen hohen Gültigkeitsgrad erhalten“, schildert Lothar Fornfeist, Fertigungsplaner bei Windmöller und Hölscher. Bereits vor Erstellung der Bausteine wurden die involvierten Mitarbeiter hinzugezogen, um ihre Erfahrungen zu berücksichtigen. Wie sehen die Abläufe der Bearbeitungsprozesse aus? Welche Parameter sind tatsächlich relevant? „Die in diesem Fertigungsbereich in der Vergangenheit ermittelten Werte aus Excel-Tabellen mit hinterlegten Formeln dienten als erste Grundlage zur Eingabe der Technologiedaten sowie zur Erstellung der entsprechenden Regelwerke. Insgesamt lief das Projekt Polierbausteine zwei Jahre, so dass seit 2012 das Programm auch in diesem Arbeitsbereich erfolgreich zum Einsatz kommt“, ergänzt Lothar Viße. Weitere Bausteine zur Berechnung von Vorgabezeiten erstellte der Anwender in Eigenregie. Der Thin[gk]athon, veranstaltet vom Smart Systems Hub, vereint kollaborative Intelligenz und Industrie-Expertise, um in einem dreitägigen Hackathon innovative Lösungsansätze für komplexe Fragestellungen zu generieren. ‣ weiterlesen
Innovationstreiber Thin[gk]athon: Kollaborative Intelligenz trifft auf Industrie-Expertise
Plan- und Vorgabezeiten
Neben der von Windmöller und Hölscher angestrebten Flexibilität in der Sollzeitermittlung und Arbeitsplanerstellung nimmt die Planungssicherheit einen hohen Stellenwert ein. Daher stehen den Arbeitsplanern für bestimmte Fertigungsabläufe neben den über die Software ermittelten Haupt-, Neben- und Rüstzeiten drei alternative Zeitartenfelder für die Vorgabezeiten aus der NC-Programmierung zur Verfügung. „Existieren beide Varianten an Vorgabezeiten parallel, werden diese angezeigt. Aber nur die Zeiten aus der NC-Programmierung fließen vorrangig in den jeweiligen Arbeitsplan ein. Auf der Basis von ähnlichen Teilen werden Zeiten für die Kalkulation übernommen“, sagt Lothar Formfeist. Die Kombination aus der HSi-Sollzeitberechnung und der Vorgabezeiten aus der NC-Programmierung bietet Windmöller und Hölscher den Vorteil einer sofortigen Anpassung und damit Qualifizierung der Sollzeiten. Erkennt der Planer große Differenzen, kann er eine gezielte Anpassung vornehmen. Abweichungen von ± 5 Prozent, so haben die Erfahrungen gezeigt, sind durchaus akzeptabel. Die fertigungsnahe Kalkulation wirkt sich auf die Angebotspreise des Herstellers aus. Da dies direkt auf die Wettbewerbsfähigkeit der Firma abstrahlt, sollte der Einfluss der Technologiedaten von neuen Werkzeugen und Maschinen auf die Durchlaufzeiten berücksichtigt werden.
CAD-System gekoppelt
Die Sollzeitermittlung ist über das Modul Hscad mit der CAD-Anwendung des Anwenders gekoppelt. Das CAD-System stellt die Formelemente-Listen als XML-Datei bereit und der HSI-Server liest diese Daten automatisch ein. Da die Zeiten für Spannen und Rüsten nicht aus den CAD-Daten abzuleiten sind, schließt das regelbasierte IT-System diese Lücke und liefert Komplettzeiten. Mit der Übernahme der Zeiten in den Arbeitsgang eines in der Erstellung befindlichen Arbeitsplans im SAP-System wird Datenkonsistenz sichergestellt. Diskussionen zwischen der Fertigung und der Arbeitsvorbereitung bleiben nicht aus. Doch den Mitarbeitern liegen nun nachvollziehbare Daten vor. Das können Hinweise auf Abweichungen oder auf teilebezogene Fertigungsprozesse sein: Wie viele und welche Spannmittel kommen zum Einsatz? Denn möglicherweise empfiehlt es sich, eher ein Einzelteil zu konzipieren, statt zwei Fügeteile zu fertigen und zu schweißen. Somit bietet die Arbeitsvorbereitung der Konstruktion in gewisser Weise Beratungsleistungen an.
