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Systemeinsatz in der Serienfertigung

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:

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.



Autor Alexander Meisinger, Mitglied der Strategie-Gruppe Manufacturing Software bei der Stiwa Automation GmbH.

Daten als Quelle der Wertschöpfung nutzen

Um automatisierte Prozesse in der Serienfertigung effizient zu betreiben, ist es zudem notwendig, alle verfügbaren Informationen zu nutzen. Standardisierte, in den Modulablauf der Anlage integrierbare SPS-Bausteine können dieser Forderung Rechnung tragen. Die Informationen stehen damit nach automatisierter Erfassung – nahezu in Echtzeit – als einheitlicher, unverdichteter Datenbestand zur Verarbeitung, Vernetzung und Analyse bereit. Dadurch wird es etwa möglich, Prozesswerte nicht nur als Messwert an einem bestimmten Punkt, sondern als Kurve vollständiger Kraft-/Wegverläufe über den gesamten Prozess hinweg zu sammeln. Vor dem Hintergrund steigender Produktvarianten und der Reduktion der Produktionskosten müssen zudem häufig flexible Fertigungssysteme mit dem bisherigen ‚Einprodukt-Linien-Konzept‘ kombiniert werden. Das bedeutet höhere Agilität bei hohem Anspruch an Qualität und Output. Flexible Fertigungsprozesse und nachvollziehbare Verwaltung der Prozessvorgaben machen auch hier eine Integration in den Modulablauf der Anlage nötig. Gleichzeitig werden Technologieprozesse so weltweit normierbar, verteilbar und vergleichbar. Zusätzlich können die Informationen direkt für Traceability, globale Produktionsanalysen sowie Verbesserungsinitiativen genutzt werden.

Faktenbasierte Regelkreise

Passend vernetzt können Daten auf diese Weise signifikant zur Produktionsoptimierung beitragen. Innerhalb entsprechender Systeme können geschlossene, faktenbasierte Regelkreise durch unverdichteten Datenbestand zur laufenden Verbesserung in der Serienfertigung beitragen: Fehleranalysen zu Ausschussquoten und -gründen, Grenzwertüberschreitungen, vergeudeten Taktzeiten oder die Auswirkungen von Zuführmaterial auf Prozess und Qualität lassen sich dann systemgestützt beantworten. Die Projekterfahrung zeigt: Stehen diese zentralen Informationen Mitarbeitern der verschiedenen Abteilungen, vom Werker über Instandhaltung, Qualitätssicherung bis zum internen Betriebsmittelbau auch an mobilen Endgeräten zur Verfügung, und werden Produktionsbereiche vom Industrial Engineering bis zur Instandhaltung umfassend einbezogen, lässt sich die Anlagenhochlaufzeit um bis zu 25 Prozent verkürzen. Weiterhin lässt sich auch die Anlageneffizienz – je nach Projekt – durch den Einsatz IT-basierter Regelkreise um bis zu 15 Prozent steigern.

Mehr Effizienz in der automatisierten Produktion

Eine durchdachte Architektur, die Nutzung aller verfügbaren Daten sowie faktenbasierte Regelkreise stellen wesentliche Bausteine für eine effiziente Produktion dar. Dahingehend optimierte MES-Ansätze führen dazu, dass die Fertigung effizient und produktiv erfolgt, je Schicht mehr Teile erzeugt werden – und somit langfristig wirtschaftlich und im Hinblick auf die Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit produziert wird.