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Kommunikation zwischen MES und ERP

Alles aus einem Guß

Bei der Eisengießerei Baumgarte werden jährlich rund 30.000 Tonnen Gussteile gegossen und verarbeitet. Um effizienter auf wechselnde Marktbedingungen reagieren und die steigenden Kundenanforderungen bei gleichbleibend hoher Qualität umsetzen zu können, entschied das Unternehmen eine MES-Anwendung einzuführen.



Bild: Eisengießerei Baumgarte GmbH

Das ME-System sollte den Metallverarbeiter in die Lage versetzen, jederzeit aktuelle Leistungen und Kostendaten im Blick zu behalten. Ende 2010 fiel der Startschuss zur Einführung des MES Fastec 4 Pro. An zwei Kernschießanlagen wurde das Modul zur Maschinendatenerfassung (MDE) als Pilotinstallation implementiert. Dieser MDE-Baustein konnte anhand der zuvor herausgearbeiteten Anforderungen an das System problemlos in Betrieb genommen werden. Sechs Monate nach der Pilotinstallation wurde das System auf die restlichen zwölf Maschinen der Kernmacherei erweitert. Im August des Jahres folgten die drei Formanlagen der Eisengiesserei. Zwei der Formanlagen wurden ‘klassisch’ über I/O-Module des MES-Herstellers angebunden, eine weiteren Anlage ist über eine Webschnittstelle auf XML-Basis angebunden.

Schnittstelle zum ERP

Im nächsten Schritt des Projektes sollte eine Schnittstelle zum vorhandenen ERP-System realisiert werden, damit ERP- und MES-Anwendung miteinander kommunizieren können. Bei Baumgarte wird das speziell für Gießereien- und die Metallbearbeitungsbranche entwickelte ERP-System Guss Info der SD Software GmbH genutzt. Im Unterschied zu den bereits implementierten Kernschießmaschinen können bei den Formanlagen verschiedene Aufträge in einem Formkasten produziert werden. Um diese Aufträge aus dem ERP-System in Fastec 4 Pro übertragen zu können, wurde eine komplexe und anspruchsvolle Schnittstellenlösung auf XML-Basis realisiert. Hierbei werden alle Aufträge für die Formanlage zusammengefasst und daraus ein sogenannter Überauftrag gebildet. Die Vorgabezeit dieses Überauftrages wird dabei aus der langsamsten Vorgabezeit der Unteraufträge ermittelt, die Sollmengen wiederum ergeben sich aus der Summe der Sollmengen der Unteraufträge. Dieser Überauftrag lässt sich dann wie die regulären Aufträge direkt am MES an- und abmelden. Um das Ganze zu visualisieren, wurde eine spezielle Monitoring-Ansicht für die Produktionsterminals an den Formanlagen erstellt. Hier sieht der Abteilungsleiter auf einen Blick den Überauftrag mit den für ihn relevanten Daten sowie sämtliche Unteraufträge mit Soll-Stückzahl, IO- und NIO-Stückzahl, Teilenummer et cetera. Nach Abschluss des Überauftrages, wenn die festgelegte Sollmenge erreicht ist und der Maschinenbediener den Auftrag in das MES als ‘Beendet’ zurück gemeldet hat, erfolgt die Auftragsrückmeldung an das ERP-System. Dabei wird für jeden MES-Datensatz ein Datensatz für das ERP-System generiert. Bei Auftrags-, Schicht-, Werker- und Tageswechsel werden diese unterteilt, wobei dann in jedem dieser Blöcke Zustände, Zeiten, Zählerstände et cetera summiert enthalten sind. Mit dieser detaillierten Datenübergabe ist eine exakte Nachkalkulation der Aufträge direkt im ERP-System möglich: Maschinen- und Rüstzeiten, Stillstände sowie Gut- und Ausschussmengen werden im MES erfasst und entsprechend aufbereitet dem ERP-System zur Verfügung gestellt.

Alle Maschinen angebunden

Die Verantwortlichen bei Baumgarte überzeugten die Möglichkeiten der ursprünglich für die Formanlagen implementierten Schnittstellenlösung, sodass eine Anbindung aller Maschinen über die SD-Schnittstelle realisiert wurde. „Dank unserer speziellen SD-Schnittstelle zwischen Fastec 4 Pro und unserem ERP-System ist es nun möglich, Aufträge detailliert nachkalkulieren zu können“, sagt Volker Spruch. Eine Ausnahme hinsichtlich der ERP-Anbindung bilden die sechs Bearbeitungszentren (BAZ). Um die Bediener von unnötigen Eingaben zu entlasten, werden hier zusätzliche digitale Signale von den Maschinensteuerungen der BAZ an das ME-System übertragen. Diese Signale stellen eine Artikelcodierung für das System bereit, mit der der Zugriff auf sämtliche Stammdaten erfolgt, unter anderem auch auf Rüst- und Bearbeitungszeiten. Die Bediener geben lediglich noch die Stillstandsgründe ein. Für ein leichteres und papierloses Arbeiten wurde zusätzlich das MES-Modul Dokumentenanzeige lizenziert. Da mit Windream bereits ein Programm zur elektronischen Dokumentenverwaltung eingesetzt wurde, war hier eine Schnittstelle zwischen dem MES und der Lösung zur Dokumentenverwaltung notwendig. Die Kopplung wurde folgendermaßen realisiert: Wenn der Maschinenbediener einen Auftrag am Produktionsterminal anmeldet, wird mit den Auftragsdaten automatisch ein Speicherort in Windream übermittelt, sodass das MES ad hoc die aktuellen Dateien mit dem angemeldeten Auftrag übernehmen kann. So werden dem Mitarbeiter direkt auf dem Terminal bei Auftragsanmeldung alle für ihn relevanten Dokumente angezeigt wie Arbeitsanweisungen, Infos zum Rüsten, Hinweise zur Bearbeitung et cetera. Für Baumgarte bedeutet das, dass aktuelle Dokumente am Einsatzort zur Verfügung stehen. Mit dieser Kopplung wird zudem eine doppelte Datenhaltung vermieden.

Die Schmelzöfen-Ansicht

Die größten Energieverbraucher in einer Gießerei sind die Mittelfrequenz-Induktionsöfen. Deswegen war es für die Eisengiesserei Baumgarte wichtig, vor allem in diesem Bereich mögliche Einsparpotenziale aufzeigen zu können. Fastec realisierte hierfür eine spezielle Monitoring-Ansicht. Auf einem Großbildschirm direkt am Leitstand der Öfen werden den Mitarbeitern die aktuellen Zustände der Anlagen und die nächsten zu bearbeitenden Aufträge angezeigt. Die Auftragsdaten hierfür werden über die SD-Schnittstelle direkt aus dem ERP-System übernommen. In der Schmelzöfen-Ansicht sind Auftragsnummer, Artikel, Kunde, Temperaturen, Werkstoffe, Gewicht und Formanlagenstörung beziehungsweise Stillstand auf einen Blick ersichtlich. Die Mitarbeiter können dadurch entsprechende Rüstvorbereitungen treffen, das Einsatzmaterial verwiegen und bereitstellen. Zusätzlich hat der Abteilungsleiter die Möglichkeit, direkt am Produktions-Client die standardmäßig von der Übergabe aus dem ERP-System abhängige Reihenfolge der Aufträge zu ändern. Hierfür markiert er einfach die nächsten beiden Aufträge und in der Schmelzöfen-Ansicht wird die Sortierung unmittelbar und automatisch entsprechend angepasst. Tauchen dabei unvorhergesehene Lücken im kommenden Produktionsablauf auf, kann unmittelbar ein energiereduzierender Eingriff vorgenommen werden.

Die Mitarbeiter der Abteilung sind von der Schmelzöfen-Ansicht begeistert: „Mit dieser Ansicht können wir nachfolgende Aufträge perfekt vorbereiten. Wir haben dank des großen Monitors und der übersichtlichen Ansicht genau die Daten im Blick, die wir benötigen. Dadurch konnten wir allein in diesem Bereich Energieeinsparungen von zirka sieben Prozent erzielen.“ Schritt für Schritt wurden im ME-System alle Bereiche der Produktion integriert. So wurden zu Beginn des Jahres 2013 sechs Bearbeitungszentren und sieben spezielle Kernschießmaschinen eingebunden. Diese Bicor-Maschinen können gleichzeitig drei Aufträge verarbeiten, da sie über drei unterschiedliche Kernkästen verfügen, die im Kreis durch die Maschine laufen. Daher ist es zwingend notwendig, dass immer drei Aufträge bearbeitet werden. Die Auftragsgrößen müssen nicht gleich sein, da ein Auftragswechsel auch lediglich für eine Station vorgenommen werden kann. Die Durchlaufzeit der Maschinen setzt sich aus der Summe der maximalen Bearbeitungszeiten der einzelnen Aufnahmestationen zusammen. Meist werden jedoch drei zu bearbeitende Artikel mit verschiedenen Vorgabezeiten angemeldet.

Neues Bearbeitungszentrum

2014 erfolgte die Inbetriebnahme eines neuen Bearbeitungszentrums zur Bearbeitung von Pumpengehäusen. „Durch die einfache Konfiguration können wir neue Maschinen und Anlagen einfach und schnell in das System einbinden“, resümiert Volker Spruch. „Unterm Strich können wir feststellen, dass uns mit Fastec 4 Pro sofort verwertbare Daten in Echtzeit zur Verfügung stehen, mit denen wir jederzeit innerhalb von fünf Minuten ein Audit durchführen können“, sagt Eckhard Winter, einer der Geschäftsführer von Baumgarte.


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