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Variantenreiche Produktion

Systemeinsatz in der Serienfertigung

Für eine dauerhafte Steigerung von Flexibilität und Produktivität in der industriellen Fertigung sind kurze Anlagenhochlaufzeit und hohe Linieneffizienz über den gesamten Lebenszyklus erforderlich. Dies betrifft insbesondere die Serienfertigung mit verketteten Anlagen, auf denen ein oder mehrere Produkte in unterschiedlichen Varianten produziert werden. Eine umfassende IT-Unterstützung dieser Prozesse erfordert jedoch gezielte Maßnahmen, darunter auch die Reduzierung von Schnittstellen.

Bild: Stiwa Automation

Die variantenreiche Serienfertigung stellt spezifische Anforderungen an Produktionsplanung und -management, die auch Einfluss auf die Wahl der ergänzenden IT-Systeme haben können:

  • In der Produktionsplanung spielt die sonst sinnvolle Simulation unterschiedlicher Planungsszenarien nicht zwingend eine wesentliche Rolle. Denn die Taktzeit richtet sich nach dem Fertigungsschritt mit der längsten Aufenthaltsdauer an einer Bearbeitungsstation. Daher ist die detaillierte Taktzeit-Analyse – bis zur Achsbewegung – von außerordentlicher Bedeutung. Materialien werden dabei auftragsbezogen kommissioniert oder vollautomatisch nach Bedarf bereitgestellt; die Planung erfolgt auf Basis von Fertigungsaufträgen des übergeordneten Systems. Bei der Produktionsvorbereitung hingegen wird der Personalbedarf primär durch die Anlagenstruktur und die gefertigten Produkte bestimmt, eine Beplanung einzelner Bearbeitungsstationen findet innerhalb verketterter Linien in der Regel nicht statt.
  • Ein hoher Stellenwert bei der Produktionsdurchführung kommt der Überwachung der Fertigungseinrichtungen zu. Neben hoher Anlagenverfügbarkeit ist die Verwaltung und Einhaltung von Prozessgrenzen und Produktspezifikationen essenziell. Dabei kann es bei der Überwachung der Prozessparameter durch sogenannte Inline-Prüfungen zu Stichproben mit bis zu einhundert Prozent kommen, deren Datensätze dem Produkt eindeutig zuordenbar sind. Dann lassen sich Vorgaben wie durchgehende Rückverfolgbarkeit regelkonform umsetzen. Durch eine umfassende Datenerfassung wird innerhalb dieses Ablaufs eine genaue Verfolgung verschiedener Produktionskennwerte möglich, die bei Bedarf auch weltweit für Detail- oder Ad-hoc-Analysen sowie zur Visualisierung an der Anlage zur Verfügung stehen, um Schwachstellen in der Produktion aufzuzeigen. So kann die Anlage bereits im Bau auf Leistung ausgelegt und im Betrieb auf Leistung gehalten werden.

Diese Charakteristika der variantenreichen Serienfertigung führen zu spezifischen Anforderungen an die Systemarchitektur, Datenorganisation und Regelkreise im Manufacturing Execution-System (MES). Systemarchitekten nennen bei der Schaffung eines produktionsnahen IT-Gesamtsystems die konsequente Reduktion von Schnittstellen als ein Hauptziel. Bei Architekturen, in welche der Automatisierungsgrad einbezogen wird, können so Kostenreduktionen von bis zu 35 Prozent bei der Maschinenanbindung erzielt werden.

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