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Kennzahlenbasiertes Produktionscontrolling

Der Anlageneffektivität auf der Spur

Kennzahlenbasiertes Produktionscontrolling

Auf dem Weg in die 'gläserne Produktion' spielt die zuverlässige Überwachung und Steuerung von Fertigungsprozessen eine wichtige Rolle. Vor diesem Hintergrund kann die softwargestützte Automatisierung durch ein konfigurierbares Kennzahlenmonitoring dazu beitragen, Problemstellen und Effizienzpotenzial zeitnah zu identifizieren.

Bild: Inqu Informatics / Fotolia / bloomua

Die zunehmende Automatisierung der Produktionsprozesse und die fortschreitende Globalisierung der Warenströme stellen Unternehmen weltweit vor große Herausforderungen: Wirtschaftlichkeit, Termintreue und ein Höchstmaß an Flexibilität zählen heute zu den wichtigsten Zielgrößen eines modernen Fertigungsunternehmens. Um diese drei Faktoren möglichst ideal an die steigenden Kundenanforderungen anzupassen, kommt dem Informationsmanagement eine immer größere Bedeutung zu. Eine effiziente Planung, flexible Steuerung und störungsfreie Durchführung von Fertigungsprozessen entlang der Wertschöpfungskette spielen eine zentrale Rolle.

Eine wichtige Voraussetzung für die kontinuierliche Optimierung dieser Prozesse ist die Erfassung, Bereitstellung und Auswertung von verlässlichen Informationen in Form von standardisierten Kennzahlen oder ‚Key Performance Indicators‘ (KPI). Manufacturing Execution-Systeme (MES) liefern dazu Daten zur Anlagen- und Maschinenauslastung, der Liefertreue und den Beständen sowie zur Prozess- und Produktqualität. Sie zeigen den Status der Produktion und informieren den Anwender über Abweichungen vom Soll-Zustand. Diese wertvollen Informationen werden zu Kennzahlen verdichtet und können somit die Handlungsgrundlage für ein Prozesscontrolling bilden, das nicht nur auf Überwachung, sondern auch auf Optimierung ausgelegt ist.

Leistungsvergleich als Herausforderung für die Fertigungsindustrie

Studien zeigen jedoch, dass deutsche Fertigungsunternehmen Kennzahlen nur in geringem Umfang nutzen. Das bedeutet im Gegenzug, dass viele Planer die für eine effiziente Produktion entscheidenden Schlüsseldaten nur unzureichend kennen. Zudem stehen vielerorts veraltete oder keine Instrumente für Erfassung und Auswertung zur Verfügung. Viele Unternehmen zeichnen die zu Kennzahlen verdichteten Informationen aus der Produktion noch manuell auf. Dies hat im Vergleich zu automatisierten, IT-gestützten Prozessen deutliche Nachteile: Durch die manuelle Erfassung kann es immer wieder zu fehlerhaften Eingaben kommen, und der Auswertungsprozess kann sich verlängern.

So verzögern sich im schlimmsten Fall auch Reaktionen, und abgeleitete Maßnahmen können dann nicht mehr rechtzeitig erfolgen. Seit vielen Jahren arbeiten zahlreiche Fertigungsunternehmen zudem im Bereich der Steuerung und Überwachung mit eigenen Definitionen. Infolge dessen deutet naehzu jeder Betrieb prozess- und qualitätsrelevante MES-Kennzahlen wie ‚Produktivität‘ unterschiedlich. In diesem Fall ist eine einheitliche Auswertung beziehungsweise Vergleichbarkeit der Ergebnisse nur eingeschränkt oder mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand möglich. Das betrifft zum einen die Vergleichbarkeit der Produktivität innerhalb der eigenen Branche, zum anderen kann diese Situation etwa innerhalb einer Unternehmensgruppe dazu führen, dass sich Kennzahlen der Standorte nur schwer zur umfassenden Leistungsbewertung und Prozessoptimierung heranziehen lassen.

Standardisierung von produktionsbezogenen Kennzahlen

Im Jahr 2009 veröffentlichte daher ein Arbeitskreis des Verbands Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) das VDMA-Einheitsblatt 66412-1. Diese Richtlinie definiert 22 Kennzahlen zur Beurteilung und Festlegung von Zielvorgaben in Fertigungsprozessen. Das Einheitsblatt beschreibt die Berechnung und vereinheitlicht die Definition bereits bekannter Kennzahlen wie die Qualitätsrate, die Effektivität und den Beleggrad. Es wurden Messgrößen wie ‚First Pass Yield‘ (FPY) oder der ‚Overall Equipment Effectiveness‘-Index (OEE) in das System aufgenommen. Die VDMA-Richtlinie 66412-1 umfasst die Bereiche Betriebsdaten (BDE), Maschinendaten (MDE), Qualitätsdaten (CAQ) sowie Personalzeitdaten (PZE) und damit wichtige Kenngrößen zur Erfassung und Beurteilung von Fertigungsprozessen. Zudem arbeitet eine internationale Working Group des Verbandes seit Anfang des Jahres 2010 an der Richtlinie ISO 22400-2, die eine Vergleichbarkeit von Produktionsstandorten auch länderübergreifend ermöglicht. Die Einführung der VDMA-Richtlinie 66412-1 kann so zu einer Vereinheitlichung von Kennzahlen im Bereich der diskreten Fertigung führen – und prozess-und qualitätsbezogene Kennzahlen auch werkübergreifend vergleichbar machen.



Peter Pauls, Geschäftsführer der Inqu Informatics GmbH.

Grundlage für Anforderungen an die produktionsnahe IT

In der VDMA-Richtlinie wurden Kriterien festgelegt, mit deren Hilfe sich MES-Kennzahlen von anderen Kennzahlensystemen unterscheiden lassen. Aus diesen Kriterien können konkrete Anforderungen an die Maufacturing IT abgeleitet werden. Denn Kennzahlen werden zum Beispiel auch mittels Produktionsmanagement-Systemen erfasst oder aus dem Enterprise Resource Planning-System (ERP) übernommen. Die produktionsnahe IT fokussiert dabei besonders zeitkritische Prozessdaten, die eine unmittelbare Reaktion verlangen – etwa das Vorhandensein ausreichender Betriebsmittel. Daraus folgt, dass MES-Auswertungen in Echtzeit zur Verfügung stehen müssen. Werden diese mit einer Signaldarstellung verbunden, lassen sich Abweichungen von den Soll-Vorgaben unmittelbar sichtbar machen. Ein weiteres Kriterium zielt auf die Optimierung der Prozesse ab: Kennzahlen aus der produktiosnahen IT sollten ‚drill-down‘-fähig sein, um eine gezielte Ursachenforschung für mögliche Schwachstellen im Produktionsprozess zu erleichtern.

Unternehmensspezifische Leistungsmessung

Welche Kennzahlen für das Prozesscontrolling erfasst, aufbereitet und analysiert werden, ist von Unternehmen zu Unternehmen unterschiedlich. So sind für den Fertigungsbereich erstrebenswerte Zielgrößen, wie kurze Durchlaufzeiten, nicht zwangsläufig mit Qualitätssicherung oder Logistik vereinbar. Für einen Unternehmer sind andere Kennzahlen relevant als für einen Qualitätsmanager, Produktionsleiter oder Bereichsleiter Logistik. Ein zeitgemäßes MES sollte daher möglichst alle relevanten Prozess- und Qualitätsdaten in einer einheitlichen Datenbasis erfassen und zentral verfügbar machen. Darüber hinaus sollte es dem Anwender aber eine nutzerspezifische und individuell konfigurierbare Perspektive, vom einzelnen Arbeitsgang bis hin zu einer übergeordneten Sicht auf das gesamte Produktionssystem, bieten. Praxiserfahrungen in Unternehmen zeigen, dass die individuelle und flexible Visualisierung der Informationen für die Etablierung von Kennzahlensystemen im Produktionsumfeld ein wesentlicher Erfolgs- und Akzeptanzfaktor ist. Der Anwender sollte aus der Fülle von möglichen Kennzahlen genau diejenigen auswählen können, die für ihn von Bedeutung sind. Das Unternehmen sollte zudem die Ausgabeform der Informationen an das Nutzerverhalten seiner Mitarbeiter anpassen können: Tablet-PC und Smartphones machen es heute möglich, dem Nutzer Informationen zeit- und ortsunabhängig zur Verfügung zu stellen.

Kennzahlenmonitoring mittels Dashboards

Für die Visualisierung von Kennzahlen und Auswertungen stellen MES-Anbieter sogenannte Dashboards zur Verfügung. Solche Kennzahlen-Cockpits werden mit der Zielsetzung gestaltet, einen vollständigen Überblick zu Qualitäts- und Prozessdaten zu bieten. Damit sind sie die technische Umsetzung eines Kennzahlensystems. Dazu visualisiert die Software Werte in Form von Tabellen, Skalen und Grafiken. Ein Dashboard kann in der Regel sowohl im Rahmen des Produktionsmanagements als eigenständige Lösung oder als Bestandteil eines Management-Informationssystems (MIS) genutzt werden. Vorteile für Anwender verspricht hierbei der Einsatz einer webbasierten Lösung, um möglichst viele Anforderungen an Individualität, Flexibilität und Konfigurierbarkeit im Standard abdecken zu können – auch im Hinblick auf die Verwendung unterschiedlicher Endgeräte wie Tablets oder Smartphones. Hinzu kommt: ein Kennzahlensystem kann nur dann zur Auswertung beziehungsweise Optimierung von Produktions- und Qualitätsprozessen beitragen, wenn es eine Reihe von Kriterien erfüllt. Eine der zentralen Anforderungen ist dabei die Möglichkeit zur Anpassung, um Anwendern ein individualisierbares Dashboard mit freien Layouts für die verschiedenen Aufgabenbereiche zur Verfügung stellen zu können. So können dem Anwender nur jene Daten zur Verfügung gestellt werden, die auch seinem tatsächlichen Informationsbedarf entsprechen.

Flexibilität und zentrale Datenhaltung in einer Lösung verbinden

Von diesem Ansatz können Unternehmer und Anwender gleichermaßen profitieren: Dem Produktionsmanagement steht eine einheitliche Datenbasis zur Verfügung, welche Echtzeitauswertungen in zunehmendem Detaillierungsgrad mittels drill-down ermöglicht, um etwa regulierende Steuerungsmaßnahmen oder Eskalationsprozesse für wichtige Produktionsabläufe einzuleiten. Der Anwender vor Ort hingegen erhält eine schlanke Oberfläche, die sich auf das Wesentliche konzentriert, und ihn so von dem täglichen, manuellen Einpflegen von Daten entlastet. Je einfacher dabei die Dateneingabe ausfällt, desto schneller entsteht Akzeptanz bei den Mitarbeitern – und damit die nötige Motivation, ein neues System konsequent anzuwenden.