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Prozessdaten als Basis für Qualitätsverbesserungen

Die automatisierte Prozessüberwachung und Erfassung von Messwerten minimiert das Fehlerrisiko in der Produktion und trägt zur kontinuierlichen Prozessoptimierung in der Produktion bei. Dieser qualitätsorientierte Ansatz unterstützt neben einer Beschleunigung von Dokumentation und Datenaustausch vor allem die Reduktion von teuren Reklamationen und Rückrufaktionen.



Bild: CSP GmbH

Kaum ein Unternehmen kann zweifelsfrei feststellen, ob ein Produkt am Ende der Fertigung völlig fehlerfrei ist und ob alle Prozesse korrekt durchgeführt wurden. Die meisten fertigenden Betriebe verlassen sich vor allem auf die abschließende Kontrolle des Endprodukts und auf regelmäßige Stichproben und Produktaudits. Nur selten werden die Messdaten aus dem Produktionsprozess lückenlos erfasst und regelmäßig ausgewertet. Allerdings wären Reklamationen und Produktrückrufe, wie man sie etwa aus der Automobilindustrie kennt, sehr viel seltener, wenn auf dieser Basis kontinuierliche Optimierungen des Prozesses umgesetzt würden.

Prozessdatenmanagement für die gesamte Produktion

Während des Produktionsprozesses messen die meisten Produktionsanlagen zwar eine Fülle von Werten, melden diese jedoch nicht an die verantwortlichen Personen oder ein übergeordnetes Informationssystem. Hierzu bedarf es einer Softwarelösung, die die Daten und Messwerte kontinuierlich erfasst und anschließend die Ergebnisse in verschiedenen Reports visualisiert. Unregelmäßigkeiten und Fehler im Prozess lassen sich dabei optisch hervorheben, sodass die Verantwortlichen umgehend Maßnahmen ergreifen können. Mit einem integrierten Prozessdatenmanagement sind unter anderem Verläufe im Prozess für Führungskräfte in der Produktion, Qualitätsbeauftragte, Prozessplaner sowie für Mitarbeiter aus der Entwicklung nachvollziehbar. Sehr einfach lässt sich so feststellen, was Probleme an bestimmten Stellen in der Fertigung oder Montage verursacht. Auch für Verantwortliche aus dem Bereich Instandhaltung liefert das Prozessdatenmanagement wertvolle Informationen zu den eingesetzten Anlagen.

Produktionsabläufe automatisiert überwachen

Als Basis für eine hochwertige Dokumentation des Produktionsprozesses dient die automatisierte Überwachung der Messwerte in jedem Stadium der Fertigung und Montage. Dabei werden Messdaten aus allen Produktionsanlagen über eine Schnittstelle in einer einheitlichen Darstellung zusammengeführt. Manuell ist das Zusammentragen der Messdaten für die hohen Qualitätsanforderungen moderner Fertigungsunternehmen nicht zufriedenstellend umzusetzen, weil der personelle Aufwand sehr hoch und die zu erfassende Datenmenge zu umfangreich ist. Zudem lassen sich bestimmte Fertigungsprozesse bei einer manuellen Erfassung nicht exakt auswerten, etwa wenn anstelle von Schraubverläufen lediglich die gemessenen Endwerte statistisch beobachtet werden. Wenn auch viele Unternehmen bereits punktuell Insellösungen einsetzen, um kritische Produktionsabschnitte im Auge zu behalten, ersetzen diese nicht den vollständigen Überblick mithilfe einer einheitlichen Informationsplattform.

Automobilbranche mit Vorreiterfunktion

Als Vorreiter treten hier Unternehmen aus dem Automobilbau auf: Zahlreiche Hersteller arbeiten bereits mit automatisierter Prozessüberwachung, wie sie auch die Lösung IPM der CSP GmbH & Co. KG anbietet. Das integrierte Prozessdatenmanagement dient dabei der vorbeugenden Qualitätssicherung und hilft beispielsweise, häufige Ursachen für Unregelmäßigkeiten im Produktionsprozess aufzuspüren. Hierfür lassen sich unternehmensweit die Anlagen zahlreicher Hersteller anbinden. Auf diese Weise können unterschiedlichste Prozessarten wie etwa Schrauben, Einpressen, Schweißen, Befüllen, Kleben, Inline-Messen, Lenkungsjustierung, Distanzmessung, Temperaturüberwachung, Dichtheitsprüfungen und Spur-Sturzeinstellungen beobachtet werden.

Von Merkmalsprüfung bis Archivierung

Wesentlich bei der Identifizierung von Produktionsmängeln ist es, die Produktmerkmale vollständig zu überprüfen. Die Merkmalsprüfung ist dabei vergleichbar mit einer elektronischen Checkliste für ein Bauteil oder ein Produkt, welche Punkt für Punkt abgehakt werden muss. Im Fertigungsprozess werden dazu IO- und NIO-Bauteile visualisiert oder fehlende Nacharbeiten identifiziert. Wurden von einer bestimmten Station die erwarteten Daten nicht gemeldet, ist dies sofort ersichtlich. Mögliche Mängel lassen sich so sehr schnell erkennen. Ziel ist es, ein aus Messdatensicht einwandfreies Produkt zu erhalten und somit zu vermeiden, dass fehlerhafte Bauteile an Kunden ausgeliefert werden. Dazu wird die Überwachungssoftware telegrammbasiert via TCP/IP mit Daten und Werten aus dem Prozess versorgt. Dieses Protokoll unterstützen bereits eine Vielzahl von Geräteherstellern.

Werden Alarm- oder Grenzwerte überschritten, erhalten die Verantwortlichen eine Nachricht via SMS oder E-Mail, um direkt reagieren zu können. Die Messergebnisse werden in einer produktspezifischen Lebenslaufakte dokumentiert und sind üblicherweise Bestandteil einer Langzeitarchivierung. Teil einer solchen Lebenslaufakte sind dabei die Messungen für alle verbauten Komponenten. Auch die Rückverfolgbarkeit fehlerhafter Chargen ist so möglich. Mit der Lebenslaufakte kann ein Fertigungsunternehmen auch gegenüber Kunden und Behörden ordnungsgemäße und sorgfältige Produktion nachweisen. Die rechtlichen Grundlagen für die Produktion und Nachweis-Erbringung verwendeter Bauteile sind im Geräte- und Produktsicherheitsgesetz (GPSG) verankert. Darüber hinaus gelten für deutsche Unternehmen auch EU-Verordnungen.

Schwachstellen in der Produktion identifizieren

Unternehmen arbeiten in der Regel aus strategischen Gründen mit integriertem Prozessdatenmanagement. Dabei geht es meist darum, anhand der erhobenen Daten mögliche Schwachstellen im Prozess ausfindig zu machen. Das unterstützt eine kontinuierliche Prozessverbesserung, die wiederum zu höherer Produktqualität führt. Stichproben und Audits können dann ohne weiteres in größeren Abständen durchgeführt werden. Ein kontinuierliches Monitoring deckt auch geringfügige Qualitätsabweichungen auf, selbst wenn sich Messwerte innerhalb der Toleranzen bewegen. Werden beispielsweise physische Messwerte in Kurvenverläufen dargestellt, lassen sich Entwicklungen erkennen und notfalls Einstellungen an angebundenen Anlagen vornehmen. Fehler in der Produktion können somit durch systematische Messdaten-Auswertungen langfristig eingegrenzt und behoben werden.

Klare Aufbereitung von Messwerten

Eine für die Automobilbranche relevante Auswertung ist beispielsweise das typische ‚Neunerfeld‘. Hier werden Verschraubungen und andere Prozesse und Merkmale in ihrem Wertebereich für das Qualitätsmanagament übersichtlich aufgezeigt. Definitionen für kritische Schwellwerte ergeben sich teils aus Industrienormen, Betriebe können aber auch interne Qualitätsanforderungen zugrunde legen. Die ermittelten Messwerte lassen sich mit Modulen in der Software oder zusätzlichen Statistik- oder Business-Intelligence-Programmen auswerten. Anhand von Reports, Statistiken, Kurven und Grafiken können die Produktionsverantwortlichen die Qualitäts- und Leistungsfaktoren der Anlagen ermitteln, beispielsweise wie viele der gefertigten Produkte die Anlagen ohne Mangel verließen. Daneben ist ersichtlich, ob die Gesamtfehlerzahl zu- oder abnimmt, ob sich das Fehlerbild generell verändert und wie hoch die Nacharbeits-Quote ist.

Qualitätsverbesserung und Kosteneinsparungen

Ein lückenloses Prozessdatenmanagement bringt Vorteile für Produktqualität und Fertigungsabläufe. Darüber hinaus profitieren Unternehmen durch die automatiserte Datenerfassung von einer deutlichen Zeitersparnis, auch Termine für Audits und Produktprüfungen können reduziert werden. Kostenvorteile entstehen vor allem durch weniger Reklamationen und Produktrückrufen. Gleichzeitig vermindert sich der adminstrative Aufwand durch den Einsatz einer unternehmensweit eingesetzten Software.


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