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Eine Zukunft ohne Papier

Fertigungsprozesse

Eine Zukunft ohne Papier

Mit der Vision einer Industrie 4.0 geht die Vorstellung einher, zukünftig papierbasierte Informationsträger aus den Werkhallen zu verbannen und durch neue Technologien zu ersetzen. Der digitalisierte Austausch zwischen Mensch und System verspricht auch eine gesteigerte Effizienz.

Bild: Daimler

Ständig wachsende, immer komplexere Kundenanforderungen und kurze Produktzyklen bei gleichzeitig wachsenden Rohstoffkosten bestimmen das moderne Produktionsumfeld. Die Fabrik der Zukunft muss deshalb in der Lage sein, individuelle Produkte mit immer wieder neuen Varianten und kurzen Lebenszyklen bei gleichzeitiger Minimierung von Stillständen, Ressourcenverbräuchen, Umrüst- und Lieferzeiten zu produzieren. Die intelligente Vernetzung und der daraus resultierende Informationsaustausch von Anlagen und Maschinen, sowohl miteinander als auch mit übergeordneten Systemen, bildet die Grundlage der Fabrik der Zukunft und einer Industrie 4.0.

Austausch zwischen Mensch und System

Hierzu gehört auch der Informationsaustausch zwischen Mitarbeitern und Produktionssystemen, der mitunter über bedruckte Papiere erfolgt, beispielsweise über Begleitkarten. Die papierlose Fabrik bezeichnet hier den Wunsch diese papierbasierten Informationsträger durch effizientere Technologien zu ersetzen. Um diesen wachsenden Anforderungen gerecht zu werden, setzen heutige Fabriken auf Manufacturing Execution-Systeme (MES), die durch konsequente Nutzung moderner Informationstechnologie dazu befähigen, Fertigungsprozesse schnell, wertschöpfend und zielgerichtet zu gestalten. MES bilden das Bindeglied zwischen Unternehmens- und Fertigungsleitebene und übernehmen den intelligenten Informationsaustausch zwischen beiden Ebenen. Um die Flexibilität in heutigen Fabriken sicherzustellen, können viele MES sowohl heterogene Produktionsbedingungen – verschiedene Loßgrößen, Liefertermine, unterschiedliche Varianten und Typen – als auch anfallende Störungen abbilden und stellen sicher, dass beim Auftreten von unvorhersehbaren Ereignissen richtig reagiert wird. Informationen über das zu fertigende Produkt, wie Liefertermine und -menge, Herstellungszeit oder Qualität, werden in Echtzeit mit Kennzahlen aus der Produktion verglichen, um frühzeitig Soll-Ist-Abweichungen zu erkennen und Gegenmaßnahmen gegebenenfalls automatisch einzuleiten. Key Performance-Indikatoren (KPI), wie Auslastung der Ressourcen, Einhaltung der Liefertermine, Verfügbarkeiten der Anlagen, Prozessqualität, Produktqualität und Energieverbräuche, können zu jeder Zeit ermittelt und mittels Reporting anschaulich dargestellt werden. Dies alles trägt zur stetigen Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Fabrik bei.

Die Zukunft der Manufacturing Execution-Systeme

Die zukünftigen MES können das Paradigma der papierlosen Fabrik unterstützen, die durch Abwicklung der Geschäftsprozesse und Workflows ohne den Einsatz von Papier ein transparentes, flexibles und vor allem effektives Produktionsmanagement ermöglichen. Durch den Verzicht auf Papier innerhalb der Produktion kann eine Steigerung der Qualität bei gleichzeitig sinkenden Kosten erreicht werden. Alle Informationen werden digital, beispielsweise durch mobile Human Machine Interfaces (HMI), erfasst und zwischen den verschiedenen Systemen kommuniziert. Ein Prozessbruch zwischen analoger und digitaler Welt, wie bei einer späteren Digitalisierung von handschriftlichen Dokumenten, entfällt und ermöglicht eine produktive Zeitnutzung der Mitarbeiter. Des Weiteren werden durch die durchgängig papierlose Bereitstellung und Erfassung von Informationen mögliche Fehlerquellen minimiert und eine höhere Prozesssicherheit erreicht. Kostenersparnisse bei Einkauf, Lagerung, Archivierung, Transport und Entsorgung von Papier, sowie die Schonung der damit verbunden Ressourcen und eine umweltfreundliche Produktion wirken sich zusätzlich positiv auf den Erfolg eines Unternehmens aus.

Fertigungsprozesssteuerung muss Fortschritt tragen

Die Edag Production Solutions ist einer der Technologiepartner der Daimler AG im Bereich Produktion IT am Standort Düsseldorf, dem größten Transporterwerk im Konzern. Im Mercedes-Benz Werk Düsseldorf werden pro Tag rund 700 Transporter gefertigt. Die monatlich wachsende und bereits jetzt hohe Variantenvielfalt des Produkts von über 50.000 Varianten, die großen Bauteile und eine Losgröße von Eins erfordern ein flexibles, hochverfügbares und in Echtzeit agierendes MES. Die von Edag gelieferte ‚Fertigungsprozesssteuerung‘ erfüllt diese Anforderungen und wird ständig erweitert, um dem technischen Fortschritt Rechnung zu tragen. Eine der innovativsten Erweiterungen, vorgenommen im Jahre 2013, beinhaltet die Umstellung einer ersten Montagelinie auf eine durchgängig papierlose Produktion. Hierzu visualisieren an der Fördertechnik befindliche, sich mit dem Fahrzeug bewegende, multitouch-fähige Endgeräte dem Produktionsmitarbeiter Informationen zum Fertigungsauftrag, abhängig von Variante und Position des Fahrzeuges. Ergonomische Bedienkonzepte auf Basis von Multitouch ermöglichen eine effiziente, intuitive Steuerung und Überwachung des Produktionsprozesses. Die eindeutige Kennzeichnung der Fahrzeuge, Anbauteile und Fördertechnik erfolgt durch passive Transponder und erlaubt sowohl eine durchgängige Objektverfolgung als auch die automatisierte Generierung eines virtuellen Abbilds der Produktion.

Prüfpläne stationsgenau auf Mobilgeräte übermitteln

Auf Basis dieses Abbilds können die benötigten Informationen wie Arbeitsanweisungen und Prüfpläne stationsgenau an die mobilen Endgeräte übertragen werden. In Echtzeit werden Informationen basierend auf den Eingaben des Mitarbeiters mit dem Qualitäts- und Fertigungssystem abgeglichen, ausgewertet und am mobilen Endgerät zur weiteren Verarbeitung angezeigt. Um nicht autorisierte Eingaben am Endgerät zu vermeiden und schnelle Anmeldungen der Produktionsmitarbeiter zu ermöglichen, findet eine Authentifizierung mit Hilfe von RFID-Chips am Endgerät statt. Frei nutzbare mobile Geräte – wie Smartphones oder Tablet PCs – ermöglichen es den Mitarbeitern, sich auf bestimmte Stationen zu synchronisieren und die dort relevanten Informationen anstelle des an der Fördertechnik befindlichen Endgerätes zu verarbeiten. Wie die Praxis zeigt, werden innovative Projekte mit dem Fokus auf Industrie 4.0. schon heute realisiert. Die durchgängige digitale Erfassung, Verarbeitung und Bereitstellung von Informationen innerhalb der Produktion bildet – zusammen mit den Manufacturing Execution-Systemen – einen der Eckpfeiler der zukünftigen intelligenten Fabriken. Die bei der Umsetzung der papierlosen Produktion gesammelten Erfahrungen zeigen deutlich das Potential, sowohl die Wirtschaftlichkeit als auch die Qualität einer Fabrik nachhaltig zu steigern.