Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Beitrag drucken

In-time, in-budget und in-quality

Qualität in Industrie 4.0-Konzepten

Qualität produzieren – dieser Anspruch ist im Werteverständnis vieler Hersteller fest verankert und wird auch in Industrie 4.0-Sphären oberstes Ziel bleiben. Schließlich hängt der Verkaufserfolg eines Produkts in Zukunft ebenfalls davon ab, ob die Funktionstüchtigkeit den Erwartungen des Kunden entspricht. Unternehmen, die ihre IT-Investitionen schon heute an den Bedürfnissen künftiger Industrie 4.0-Fertigungslandschaften ausrichten, tun somit gut daran, den vorherrschenden Produktionsfokus zu erweitern. Denn die angestrebte Symbiose aus Mensch, Produkt, Maschine und Werkzeug ist ohne eine vollständig vernetzte, prozesssteuernde Qualitätssicht wirkungslos.



Bild: Guardus Solutions AG

Fachdiskussionen, die sich mit der Zukunftsagenda von IT-Landschaften beschäftigen, kommen um Manufacturing Execution-Systeme (MES) nicht herum. Als Schaltzentrale aller qualitäts- und produktionsrelevanter Produkt- und Prozessdaten spielen sie in der Shop Floor-IT mittlerweile die erste Geige. Selbstverständlich rechtfertigen die funktionalen und prozeduralen Qualitätsanforderungen vieler Industriebetriebe den Einsatz ausgereifter Fachanwendungen beziehungsweise -module. Damit jedoch die Shop Floor-IT ihre geplante Arbeit als Rückgrad von sich selbstorganisierenden und -optimierenden Produktionsflüssen erfüllen kann, müssen Qualitäts- und Produktionsmanagement Hand in Hand arbeiten.

Sprich: Ein produktionsintegrierter Qualitätsmotor kann der erfolgskritische Faktor in puncto Prozessführung und Produktbearbeitung sein. Je nachdem, welchen Weg ein Bauteil bei seiner Fertigung einschlägt, müssen die dazugehörenden Qualitäts- und Produktionsparameter in Echtzeit reagieren und sich gegebenenfalls automatisch anpassen. Zu den dafür notwendigen Komponenten gehört selbstverständlich die dynamische beziehungsweise ereignisgesteuerte Qualitätsplanung mit der Definition kritischer Produktmerkmale, Toleranzen und Prüfmethoden.

Dem gegenüber steht das konsequente Erfassen sowie die Echtzeit-Analyse und -Überwachung der anfallenden Maschinendaten aus Produktionsanlagen sowie Mess- und Prüfsystemen. Nur so können Qualitätsverantwortliche ganzheitliche Aussagen hinsichtlich Prozessstabilität, -sicherheit und -qualität in Echtzeit treffen und bei Abweichungen sofort regelnd in die Prozesssteuerung eingreifen. Darüber hinaus ist die Abbildung vollständiger Datenbeziehungen entlang des Materialflusses eine zentrale Voraussetzung für die wirksame Kennzahlenanalyse – das Kernelement sich selbstoptimierender Null-Fehler-Produktionssphären.

Keine Transparenz ohne Qualitätsdaten

Last but not least benötigt auch die 100-Prozent-Rückverfolgbarkeit ein lückenloses Informations-Geflecht aus Fertigungsaufträgen, Prüfaufträgen, Merkmalen und Messwerten sowie beteiligten Mitarbeitern und Maschinen, einfließenden Chargen und Serialnummern sowie Warenkennzeichnungen. Kommt es zu Störungen im Produktionsablauf, ist es dieser Datenkonsistenz zu verdanken, dass die Traceability die Ursachen beziehungsweise den Verursacher schnell und einfach identifiziert.

Ein Beispiel: Bei der Betrachtung einer zu hohen Ausschussquote prüft der MES-Anwender unter anderem, ob sich die Qualitätsprobleme auf Materialfehler im Wareneingang zurückführen lassen und ob das Material auch in anderen Produkten verbaut beziehungsweise verwendet wurde. Ist dies der Fall, kann der Anwender sofort gezielt in den Produktionsprozess eingreifen. Zudem ist er in der Lage, weitere Detailinformationen über den betreffenden Zulieferer aufzurufen und entsprechende Verbesserungs- und Abstellmaßnahmen einzuleiten. Das Ineinandergreifen der Disziplinen CAQ, Maschinendatenerfassung (MDE) und Betriebsdatenerfassung (BDE) findet in modernen Manufacturing Execution-Systemen wie Guardus MES auf einer einheitlichen Datenbasis statt: Das CAQ-Modul ist für die gesamte Prüfplanung sowie die Erfassung der Prüfergebnisse verantwortlich, wohingegen die MDE-Komponente die Echtzeit-Prozessparameter aus der laufenden Fertigung liefert. Liegen diese außerhalb ihrer Toleranz, verlangt das CAQ umgehend eine prozessabsichernde Qualitätsprüfung.

Der Fehler wird somit systemseitig automatisch erkannt und gemeldet. Durch das Zusammenspiel von CAQ und BDE wird die Prüfplanung unter anderem mit den aktuell produzierten Teilen abgeglichen. Ist die hinterlegte Menge erreicht, stößt das Qualitäts-Modul die geforderte Prüfung automatisch an. Auch im Sinne der 100-Prozent-Rückverfolgung liefert das BDE alle relevanten Daten. Bucht der Produktionsmitarbeiter eine neue Materialcharge ein, besteht das CAQ auf eine Qualitätsprüfung. Wird diese nicht durchgeführt, verriegelt das System den gesamten Produktionsprozess.



Ein produktionsintegrierter Qualitätsmotor kann der erfolgskritische Faktor in puncto Prozessführung und Produktbearbeitung sein. Bild: Guardus Solutions AG

Qualitätsprüfungen in Echtzeit feinjustieren

Im Sinne der Effizienzsteigerung lässt sich die Prüfplanung bei hoher Prozessstabiltiät zusätzlich dynamisieren. Sind die Zielwerte der Prozessfähigkeit sowie die zu betrachtenden Produktionszyklen definiert, gilt es, die sogenannten Prozess-Einflussgrößen festzulegen. Dazu gehören etwa ein Chargen- oder Werkzeugwechsel, der über das BDE-Modul initiiert wird, ein Maschinenereignis aus dem MDE-Modul des MES oder auch eine interne Beanstandung, die über die Fehlererfassungs-Mechanismen eingeht. Tritt nun eine dieser definierten Einflussgrößen auf, stellt das System die Dynamisierung der Statistischen Prozesskontrolle automatisch in ihren Ursprungszustand zurück. Die Prüfintervalle werden erneut verkürzt und der Qualitätskreislauf beginnt von vorne.

Neben der effizienten Qualitätsdatenerfassung über alle Prozesse und Anlagen hinweg optimiert ein MES den Prüfablauf entlang der Wertschöpfung, indem die Prüfdaten aus dem Wareneingang (beispielsweise Prüfergebnisse einzelner Materialchargen oder auch Kennwerte zu Kaufteilen) dem Produktionsmitarbeiter direkt angezeigt werden. Hierfür liefert das CAQ-Modul der BDE-Komponente die entsprechenden Informationen in Echtzeit. Der Vorteil: Der Werker kann die notwendigen Maschineneinstellungen auf Basis von Istwerten vornehmen, wodurch interaktive Prozessoptimierungen durch Produktionsvorläufe und Parameterkorrekturen nahezu vollständig entfallen.

In automatisierten Industrie 4.0-Technosphären ist dieses reibungslose Zusammenwirken von Qualitäts- und Produktions-Management erfolgsentscheidend. Treten etwa prüfungsrelevante Änderungen in der Maschinenbelegung oder den Fertigungshilfsmitteln auf, müssen diese umgehend in den Produktions- und Prüfprozessen umgesetzt werden – eine Aufgabe die weder CAQ noch MDE/BDE alleine bewältigen können. Gleiche Anpassungsfähigkeit ist in der individuellen Arbeits-/Prüffolgenkombinationen vonnöten: Abhängig von Produktionsstandort, Fertigungsmaschine oder Werkzeug müssen sich Abfolge und Umfang von Prüfaufgaben automatisch anpassen.

Qualität als industrielle Einzeldisziplin zu verstehen, kann im Sinne innovativer IT-Konzepte nicht zielführend sein. Selbst unter Berücksichtigung intelligenter Integrationskonzepte kann ein Medienbruch innerhalb der Shop Floor-IT hohe Kostenaufwände und Stabilitätsrisiken in sich bergen. Dies lässt sich nur vermeiden, wenn Entscheider und IT-Abteilung MES als ganzheitliches Konzept begreifen. Erst dann eröffnet sich auch ein wirksames Spektrum an Kennzahlen, die nicht nur Aufschluss über Bearbeitungszeiten, Nutzungsgrade, Ausschussquoten oder Qualitätskosten geben, sondern auch den Ressourcen- und Energieeinsatz, die Prozessstabilität und Fehlerhäufigkeiten genau beleuchten.


Das könnte Sie auch interessieren:

Anfang des Jahres hat Bosch CyberCompare eine digitale Plattform gestartet, die Industrieunternehmen und IT-Security-Anbieter zusammenbringen soll. Schon mehr als 100 Anbieter lassen sich auf dem Portal vergleichen, in einem für Anwender kostenlosen Prozess.‣ weiterlesen

Die Allianz geht davon aus, dass sich Ransomware-Angriffe vermehrt gegen Lieferketten richten könnten. Der Versicherer sieht dabei hauptsächlich IT-Dienstleister im Visier von Hackern. Und auch die Höhe der Lösegeldforderungen steigt.‣ weiterlesen

Mit Oliver Gronau als CCO stößt ein weiteres Mitglied zum Management-Team des Datenmanagement-Spezialisten Auvesy, das zukünftig aus Tim Weckerle (CEO), Stefan Jesse (COO) und Oliver Gronau in der neugeschaffenen Position des Chief Commercial Officers besteht.‣ weiterlesen

Die Richtlinie VDI-MT 6602 Blatt 2 'Projektingenieur in Projekten mit Entwicklungspartnern - Anforderungen an die Qualifizierung' ist Anforderungsprofil für in der Praxis tätige Ingenieure und Projektingenieure, die ihre Fähigkeiten für Projekte im multiplen Unternehmensumfeld an einem allgemein anerkannten Berufsbild spiegeln und weiterentwickeln möchten.‣ weiterlesen

Wer im industriellen Kontext zuverlässige Funkverbindungen verspricht, muss schon etwas genauer werden. Wie werden Kollisionen vermieden und wie Kollokationsprobleme entschäft? In Industrie-Funknetzen auf Bluetooth-Basis kommen eine ganze Reihe intelligenter Technologien zum Einsatz.‣ weiterlesen

Der Markt für IT-Sicherheit in Deutschland wächst ungebrochen. Das bisherige Rekordjahr 2020 könnte in diesem Jahr nochmals übertroffen werden. So geht der Digitalverband Bitkom von einem Plus von 9,7 Prozent aus.‣ weiterlesen

Am 10. und 11. Mai 2022 veranstaltet die ITG Informationstechnische Gesellschaft im VDE zusammen mit der VDI/VDE Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik die Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2022.‣ weiterlesen

Mitarbeiter von Continental haben einen Ansatz entwickelt, um Unternehmensprozesse analysieren und deren Automatisierungspotenzial bewerten zu können. Dieser Leitfaden ist beim Automobilzulieferer ein Baustein von vielen, um die Herausforderungen einer sich im technologischen Umbruch befindlichen Branche zu bewältigen und dabei die Wertschöpfung zu optimieren.‣ weiterlesen

In Bad Salzuflen findet am 10. November die FBM statt. Bereits im Vorfeld der Messe können Unternehmen über eine Matchmaking-Plattform feste Termine mit den Ausstellern buchen.‣ weiterlesen

Im neuen PWC-Maschinenbaubarormeter blicken mehr als die Hälfte der Unternehmen zwar optimistisch in die Zukunft. Im Vergleich zum Vorquartal ist dieser Wert jedoch zurückgegangen.‣ weiterlesen

Mit der Übernahme der Garz & Fricke Group will das italienische Unternehmen Seco seine Präsenz auf dem deutschsprachigen Markt stärken und sein Lösungsportfolio weiter ausbauen.‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige