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Shop Floor Visualisierung

Alle Produktionsdaten auf dem Schirm

Die Erhebung von Produktionskennzahlen ist eine der wichtigsten Grundlagen für Lean Production-Projekte. Um diese Zahlen auch dort anzuzeigen, wo sie etwas nützen, instalierte die Britax Römer Kindersicherheit GmbH im Werk Ulm eine abteilungsübergreifende Visualisierungslösung. An jeder Linie informiert ein 40-Zoll-Display nun die Werker über den aktuellen Produktionsfortschritt. Doch von dem System dahinter profitieren auch die Instandhalter und das Management.



Bild: Welotec GmbH

Wie in vielen Unternehmen war es der Kostendruck, der zu einer Investition in neue Technologien führte. Durch die recht hohen Lohnstückkosten in einem Hochlohnland wie Deutschland rechnen sich Montageanlagen nur, wenn diese ausgelastet und störungsarm sind. Ab einem gewissen Optimierungsgrad braucht es dafür vor allem belastbare Daten. Als die Britax Römer Kindersicherheit GmbH an diesem Punkt ankam, stand sie vor der Herausforderung, eine große Zahl an heterogenen Datenquellen erheben zu müssen. Es sollten am Standort Ulm Produktionsdaten von Montagelinien erfasst werden, um eine Grundlage für detaillierte Auswertungen zu erhalten. Umgesetzt werden sollte das sowohl als Live-Ansicht an den Fertigungslinien, als auch in Abteilungen wie der Produktionsleitung und Instandhaltung. Die Mitarbeiter in der Produktion sollten so auf einen Blick den aktuellen Fertigungsstatus ihrer Linie erkennen können. Andererseits sollten auf der Grundlage dieser Daten verschiedene Kennzahlen gebildet werden. Diese sollten in einer Live-Ansicht sowie als Abschlussbericht jeder Schicht zur Verfügung stehen. Ein weiteres Ziel des Projektes war es, Rüstzeiten und Störungszeiten zu erfassen. Denn häufig treten gerade kleine, banale Probleme wiederholt auf und belasten die Produktivität insgesamt. Diese Fehler sollten sich durch das neue System identifizieren lassen.

Erweiterbares Komplettsystem

Angelo Antonio Fanelli, Plant Engineering Manager und Projektleiter bei Britax Römer, wählte zum Projektstart eine Pilotlinie, welche mit einer kompletten Visualisierungslösung ausgestattet wurde. Diese bestand aus einer Großbildschirmanzeige – ausgelegt für industrielle Zwecke – zur Visualisierung der Kennzahlen an der Linie, einem sieben-Zoll-Eingabegerät (HMI) für die Mitarbeiter zur interaktiven Kommunikation und einer Linienzentraleneinheit (LZE). Die LZE beinhaltet eine Productivity Stations von Welotec-Systems und kommuniziert mit der Datenbank des ERP-Systems, aus der die Rohdaten der Montagelinien entnommen werden und das kleine Touchscreen-Eingabegerät im Produktionsumfeld. Zusätzlich gibt die LZE die Visualisierung per DVI/HDMI-Signal aus. Bei Erweiterungen und dem künftigen Einsatz von Maschinen mit Steuerungen können über die Zentraleinheit lizenzkostenfrei über 300 verschiedene Maschinensprachen angebunden werden. Dazu zählen Profibus, Ethernet/IP und S7 TCP/IP. Da Systeme wie diese immer wieder verfeinert und neuen Produktionsumgebungen und Prozessen angepasst werden müssen, achtete Britax von Projektbeginn an konsequent auf die Zukunftssicherheit der Anlage. Aber auch die Modellpflege der Produktpalette wollte der Produktionsbetrieb über eine Schnittstelle eigenständig anpassen können. Vor dem Hintergrund des kommenden Umzugs in die neuen Produktionshallen war das ein wichtiger Entscheidungsgrund.

Aufbau der Visualisierungslösung

Grundsätzlich werden nun an jeder Linie Kennzahlen visualisiert und Eingaben von Mitarbeitern aufgenommen. Diese werden über ein sieben-Zoll-Touch-Eingabegerät von Welotec-Systems erfasst. Das Eingabegerät, oder Human Machine Interface, ist mit der Linienzentraleinheit inklusive der Productvity Station verbunden. Diese stellt die Visualisierung an den Linien über einen industriellen Großbildschirm mit einer Bildschirmdiagonale von 40″ zur Verfügung. Die Ansteuerung der Anzeige erfolgt über die Welotec-Lösung. Mit dieser ist es möglich, nahezu jede Maschinensteuerung anzubinden und die Daten auf jedem Wiedergabegerät mit DVI- oder HDMI-Schnittstelle zu visualisieren. Außerdem sind zahlreiche Zusatzfunktionen wie Datenlogging, Anbindung an ERP-Systeme, nutzerspezifische Skripte, Anbindung von I/O’s und Webserverfunktionalitäten implementiert und ermöglichen so ein nahtloses Datenmanagement von der Erfassung über die Bildung von Kennzahlen, bis hin zur Weitergabe an ERP– oder Leitsysteme.

Jeder Bildschirm zeigt nur die Daten einer Linie. Diese werden möglichst groß und plakativ mit einfachen Farbumschlägen visualisiert. Sie dienen dazu, die Mitarbeiter über die aktuelle Produktionssituation zu informieren und ihre Motivation über die Darstellung geeigneter Kennzahlen zu fördern. Dies kann zum Beispiel durch den Einsatz von Trendberechnungen geschehen. Solche Trends geben genau an, wie viele Teile am Ende einer Schicht produziert sind, wenn die Anlage so läuft wie seit dem Schichtbeginn. Mitarbeiter können so leichter ein Gefühl dafür entwickeln, wie sich Produktionsvorgaben erreichen lassen, was wiederum die Motivation erhöhen kann. Solche Visualisierungen lassen sich individuell nach eigenen Vorgaben aufbauen.

Zentrale Drehscheibe für die Daten

Als zentraler Anlaufpunkt für Daten aller Art wird die Produktionszentraleinheit (PZE) eingesetzt. Auf dieser werden die Daten der Linien-Bedienterminals, dem ERP-System und den Linienzentraleinheiten erfasst und Kennzahlen gebildet. Außerdem stellt diese Einheit den Anlaufpunkt für die weiteren Auswertungen der Kennzahlen dar. Hier können über einen Webserver Datenpunkte miteinander in Verbindung gebracht und ausgewertet werden. Weiterhin ist die Pflege neuer Produktvarianten oder aktualisierter Durchlaufzeiten zur Sicherstellung des kontinuierlichen Verbesserungsprozesses über Eingaben auf einem Webserver an jedem im Netzwerk eingebundenen Rechner möglich. Dabei sind die sensiblen Bereiche zugriffsgeschützt.


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