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Computer Aided Quality

Eine Frage der Qualität

Ein Manufacturing Execution System bildet eine zentrale Informations- und Datendrehscheibe in der Produktion 4.0. Gleichzeitig spielt dabei die Qualität der Erzeugnisse eine tragende Rolle. Im Idealfall laufen Fertigungsprozesse und Qualitätssicherung parallel. Aber was kann ein Computer Aided Quality-System, das an ein MES angebunden ist, überhaupt leisten?



Bild: ISI Automation GmbH & Co. KG

Eine integrierte Datenbasis über sämtliche qualitäts- und produktionsrelevanten Produkt- sowie Prozessdaten stellt die zentrale Voraussetzung für ein effizientes Manufacturing Execution System (MES) und damit verbundenes CAQ dar. Letzteres dient dazu, die Qualität von Erzeugnissen und Fertigungsabläufen anhand von Mess- und Fehlerdaten zu bewerten und darauf basierend Optimierungsprozesse einzuleiten. Moderne Manufacturing Execution Systems verfügen bereits über integrierte CAQ-Module, oftmals stehen Standardschnittstellen zu etablierten, branchenspezifischen CAQ-Systemen bereit. Die MES sind an die bestehenden Infrastrukturen gekoppelt und ermöglichen zentrale Integrationen. Enterprise Resource Planning- beziehungsweise Warenwirtschafts-Systeme sind dabei vorauszusetzen.

Der Shop Floor verfügt häufig über eine eigene Steuerung und wird über BDE/MDE integriert. MES konsolidieren die einzelnen Lösungen und reduzieren mit ihrer Rolle im Gesamtverbund die Anzahl verschiedener Systeme. Ohne Manufacturing Execution System wurde hierzu bislang eine Vielzahl von Systemen, die nicht in direkter Kommunikation standen, bemüht. Das MES eliminiert Grauzonen und schafft die Basis für eine lückenlose Wertschöpfungskette und nahtlose CAQ-Prozesse im Sinne der Industrie 4.0. Zudem erfolgt durch integrierte BDE-Funktionen die Einbeziehung der Werker. Zeitnahe bis zur Echtzeit und damit verlustfreie Computer Aided Quality wird möglich. Der CAQ-Prozess kann direkt in Arbeitsplänen berücksichtigt werden und wird zum Standardvorgang im Produktionsalltag. Die ständige Sicht auf die Materialbestände inklusive der für die Qualitätssicherung relevanten Kriterien bietet insgesamt hohe Nutzeneffekte und Einsparpotenziale.

MES als Grundlage für durchgängige Qualtitätsprozesse



Frank Marek.
Bild: ISI Automation GmbH & Co. KG

Manufacturing Execution Systems bilden somit die Grundlage für durchgängige Qualitätsprozesse. Eine Kernaufgabe des MES hinsichtlich CAQ ist die zentrale Bereitstellung der erforderlichen Daten für die Bearbeitung und Auswertung – dediziert zum Prozessschritt und einem möglichen Arbeitsgang. Die systemischen Prozessdaten werden dabei immer durch die Systembediener angereichert: durch die Bearbeitung beziehungsweise Abarbeitung von Arbeitsfolgen, die Klassifizierung von Unterbrechungen und Fehlern sowie die Erfassung von Materialien per Terminal, Scanner, RFID et cetera. Eine weitere Anreicherung findet durch die nahtlose Integration von Messmitteln statt.

Ein modernes MES-basiertes CAQ beherrscht die Disziplinen der Integration, Verwaltung, Steuerung und Bedienung. Im Detail bedeutet dies, dass es unter anderem in der Lage ist, Systemschnittstellen zu allen Datenquellen und -senken zu integrieren. Das Verwalten sämtlicher relevanten Daten bildet dabei eine weitere Kernkomponente – dies umfasst Kunden- und Lieferantendaten (im Austausch mit dem Enerprise Resource Planning), Materialstammdaten (im Austausch mit ERP/LVS/CAQ), Bestandsdaten (Materialbestände mit QS-Merkmalen in MES/LVS/ERP), Material- und Fertigungsmerkmale (direkt oder im Austausch mit PLM-Systemen) sowie das Prüfplanmanagement.

Essenziell sind außerdem die Prozesssteuerung der relevanten Produktions- und Intralogistikabläufe sowie die Integration und Steuerung von Prüfmitteln – bis hin zur einfachen Bedienung der komplexen Abläufe zum Bediener und QS-Verantwortlichen. Damit bieten CAQ-Systeme die Grundlage für die Qualitätsplanung, -sicherung und das -management in der Fertigung. Ein CAQ in Kombination mit einem MES stellt somit die Qualität in der Industrie 4.0 sicher. Das MES sorgt dafür, dass die erforderlichen Systeme miteinander verknüpft werden, so dass die immer größeren Datenmengen beherrschbar werden. Es konsolidiert die zuvor oftmals autarken Prozesse zu einer Einheit, die zu vernetzten Prozessen und damit zu schnelleren und besseren QS-Maßnahmen führen kann.

    Planen, Sichern und Managen

Qualitätsplanung:

  – Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse (FMEA)

  – Bewertungsformen Produkt- und Prozess-FMEAs

  – Bewertung von möglichen Risiken/Fehlerpotenzialen im
Produktentwicklungsprozess (Fehler vermeiden, bevor sie
entstehen)

  – Struktur-/Funktions-/Risikoanalysen

  – Advanced Product Quality Planning (APQP)

  – Planen, verwalten, verfolgen aller Produktentwicklungsschritte

  – Gatt-Diagramm

  – Planung Prozessschritte

  – Zentralisierte Erfassung relevanter Projektinformationen

  – FEMEAs

  – Erstbemusterung

Qualitätssicherung:

  – Erstmusterprüfung

  – Festlegung Prüfkriterien (zum Beispiel mit CAD-

    Zeichnungen)

  – Standardisierte Berichte nach VDA und PPAP

  – Fertigungsprüfung

  – Überwachung der Maschinen- und Prozessfähigkeit

  – Losprüfung, Fehlersammelkarten, statistischer

    Prozessregelung

  – Prüfmittelmanagement

  – Erstellung Prüf-/Wartungspläne mit Messwerthistorie

  – Wareneingang/-ausgang/Lieferantenbewertung

  – Stichprobenpläne zur effektiven Qualitätsprüfung

  – Attributive und variable Merkmale

Qualitätsmanagement:

  – Auditwesen

  – Planung und Vorbereitung, Durchführung und Auswertung

  – Dokumentenmanagement

  – Verwalten, freigeben, verteilen von Verfahrens- und
Arbeitsanweisungen

  – Maßnahmenmanagement

  – Maßnahmenplanung/-terminierung/-überwachung

    (zum Beispiel Sofortmaßnahmen oder Abstellmaßnahmen)

  – Reklamationsmanagement

  – 8D-Reports (8 Stufen Prozessanalyse/-verbesserungen)

  – Six Sigma (5 Stufen Prozessanalyse/-verbesserungen)

  – Schnell auf Probleme reagieren und Korrekturmaßnahmen
einleiten

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