Bis ein Auftrag zur Fertigung an der Maschine ansteht, sind im Unternehmen bereits unzählige Prozesse und Aktivitäten wie Bestelleingang, Auftragsbestätigung, Kapazitätsplanung, Wareneingangsprüfung und Material-anforderung durchlaufen worden. Die Maschine nimmt lediglich das Endergebnis auf und produziert. Doch auch die beste Anlage ist nur so gut wie ihr Umfeld, das wiederum in hohem Maße von der Aufbereitung der Daten abhängig ist, die die Maschinen liefern.
Bild: Freudenberg IT
Für Nicht-Serienfertiger gilt, dass Maschinen für die Produktion unterschiedlichster Artikel verwendet werden, die jeweils einen anderen Zeitbedarf haben. Erfahrene Produktionsplaner können schätzen, wie lange die benötigte Produktionsdauer für den jeweiligen Artikel sein wird. Auf Basis dieser Schätzung wird eine Produktionsplanung prinzipiell ermöglicht, sie enthält aber noch viele Ungenauigkeiten. So muss zum Beispiel mit zeitlichen Puffern gearbeitet werden, wodurch der Maschinenpark nicht optimal ausgelastet wird. Fallen andererseits die geschätzten Dauern zu gering aus, so entsteht Verzug, der sich auf andere Maschinen und Aufträge auswirken kann. Es ist also dringend erforderlich, dass zum Beispiel in einem Betriebsdatenerfassungssystem (BDE) bekannt ist, welche Aufträge und Artikel wie lange an welchen Maschinen laufen beziehungsweise gelaufen sind. Diese Informationen gestatten eine Nachkalkulation und können außerdem in die Kalkulation für zukünftige Aufträge gleicher oder ähnlicher Artikel einfließen und so für höhere Planungssicherheit sorgen.
Informationsgrundlage für das Fertigungsmanagement
Dass bekannt ist, welche Aufträge wann und mit welcher Geschwindigkeit auf der Maschine produziert werden, gehört zu den Grundlagen verschiedener Fertigungsanforderungen. So kann beispielsweise die BDE per Distributed Numerical Control (DNC) die benötigten Programme für den nächsten Produktionsschritt an die Maschine übertragen. Oder das System errechnet anhand der aktuellen Taktzeit der Maschine und der noch zu fertigenden Restmenge die Restlaufzeit des aktuellen Auftrags, ermittelt den nächsten Auftrag und initiiert für diesen rechtzeitig eine Kommissionierung im Rohmateriallager. Nicht zuletzt werden die erfassten Daten in Optimierungsprozessen als Eingangsgrößen verwendet, auf deren Basis Optimierungspotenziale aufgedeckt werden. So werden zum Beispiel neben den produktiven Auftragslaufzeiten auch die Rüstzeiten erfasst, welche wiederum für Rüstoptimierungsprozesse wie Single Minute Exchange of Die (SMED) als Messgrößen dienen können. Ebenso kann ein Soll-/Ist-Vergleich der aktuellen Zykluszeit auf Andon- Tafeln angezeigt werden, die sich unter anderem im Rahmen des Visual Managements als Werkzeug der Lean Production wachsender Beliebtheit erfreuen.
Bei Handarbeitsplätzen hingegen gilt es, anstelle von Maschinendaten Mitarbeitereingaben an die BDE zu übertragen. Vielfach sind die entsprechenden Mitarbeiter bereits gewohnt zu protokollieren, welche Tätigkeiten sie durchführen, beziehungsweise an welchen Aufträgen sie arbeiten. Eine Umstellung von Papier auf IT stellt hier in beinahe jedem Fall eine Verbesserung der Abläufe dar. Anspruchsvoller wird dies an Arbeitsplätzen, an denen Mitarbeiter Maschinen ‚am Laufen‘ halten müssen – etwa beim Rüsten, Ein- und Ausspannen von Werkstücken sowie Beheben von Störungen. Hier kann die Anforderung, sämtliche Tätigkeiten im BDE zu melden, bei Mitarbeitern auf Widerstand stoßen, wenn dies nicht auf eine handhabbare Weise gelöst ist.
Wenn BDE und Maschine miteinander sprechen
Eine zentrale Voraussetzung für eine einfache Bedienung ist, dass die BDE mit den Maschinen per Maschinendatenerfassung (MDE) gekoppelt ist und so mindestens die Grundinformationen ‚Mengenzähler‘ – etwa Stück, Meter, Liter – und ‚Maschinenstatus Produktion/Störung‘ erhält. Die Einbindung weiterer Prozesswerten ist ebenfalls möglich, etwa um Qualitätsdaten aufzuzeichnen und mit Vorgaben aus Prüfplänen – welche die BDE anhand von Auftrags- und Artikeldaten bereitstellen kann – zu vergleichen. Durch das Zusammenspiel von BDE und Maschine muss der Mitarbeiter am Terminal nur die minimal benötigten Informationen melden. Er kann sich also vollkommen auf seine ‚eigentliche‘ Arbeit konzentrieren. Dies kann wie folgt ablaufen: Der Mitarbeiter meldet, dass für den Auftrag 12345/010 gerüstet wird – es beginnt die Rüstzeit. Sobald die Maschine das Produktionssignal liefert, wechselt der Auftrag in den Produktionsstatus. Die Rüstzeit wird abgeschlossen, und die produktive Zeit beginnt.
Von der Maschine gemeldete Mengen werden von der BDE erfasst und gespeichert. Störungen meldet die Maschine ebenfalls selbständig – während dieser Zeit wird die produktive Zeit für den Auftrag unterbrochen und die anfallende Zeit auf andere Konten verbucht. Bei Auftragsabschluss meldet der Mitarbeiter diesen fertig, qualifiziert die angefallenen Mengen gegebenenfalls noch in Gutmenge und Ausschuss. Der Mitarbeiter muss nur zwei Meldungen am BDE-Terminal durchführen, damit für das Unternehmen alle relevanten Informationen zur Verfügung stehen. Fehlt diese Kopplung zwischen Maschine und BDE, müssen die Mitarbeiter sämtliche Daten zeitnah melden, was bei Aufträgen mit kurzen Lauf- und Zykluszeiten oder häufigen Störungen sowohl der Datenqualität als auch der Arbeitseffizienz schadet.
Welcher Auftrag als nächstes gefertigt werden soll, kann auf verschiedene Weise ermittelt werden. Gibt zum Beispiel die Auftragsfeinplanung eine Reihenfolge vor, meldet der Mitarbeiter stets den obersten Auftrag in der Auftragsliste am BDE-Terminal an. Aber nicht immer ist die Reihenfolge festgeschrieben. Dann muss geprüft werden, zu welchem Auftrag die Eingangsmaterialien vor der Maschine gehören. Auch in Zeiten der papierarmen Fertigung sind Auftragspapiere allerdings nach wie vor Usus. Die dort aufgedruckten Barcodes können gescannt werden, um Eingabefehler zu vermeiden. Hierfür bietet sich auch der Einsatz von Techniken wie Radio Frequency Identification (RFID) an, um zum Beispiel die Wege von Transporteinheiten zu verfolgen. Auch lasergeprägte Barcodes können hier wertvolle Dienste leisten, etwa um ein Metallstück mittels hitzebeständiger Markierung über sämtliche Bearbeitungsschritte eines Auftrags hinweg zu identifizieren. Daneben existieren natürlich weitere Möglichkeiten der Auftragsidentifikation. Alle diese Ansätze haben zum Ziel, in einer Form von ‚weichem‘ Poka Yoke fehlerhafte Auftragsidentifikationen zu verhindern. Denn fehlerhafte Eingaben erzeugen einen immensen Aufwand in der Nachpflege und Korrektur.
Schlanke Prozesse schaffen Akzeptanz
Für eine effiziente Produktion muss bekannt sein, welche Aufträge an welchen Maschinen wie lange und wie schnell laufen. Die Kunst dieses Ziel zu erreichen, liegt darin, die Ermittlung von Auftrags- und Maschineninformationen geschickt in die Produktionsprozesse einzubinden, ohne durch aufwändige Prozesse Widerstand bei den Mitarbeitern in der Produktion auszulösen. Und dies kann sich kein modernes Unternehmen leisten, das erfolgreich produzieren will und dafür auf qualifizierte Mitarbeiter setzt.
Das Internet of Things verändert Produktwelten und die Vernetzung in der Fertigung gleichermaßen. Entstehende Ökosysteme laden zur einer neuen Form der Zusammenarbeit ein. Die Spezialausgabe IoT Wissen Kompakt informiert über die Technologie, Projektierung und Anbieter für die eigene Applikation, in- und außerhalb der Fabrik.
Um alle Potenziale eines MES umfassend ausnutzen zu können, beleuchten unsere Autoren in der Serie von MES Wissen Kompakt die erfolgskritischen Faktoren, um Fertigungsunternehmen präventiv zu steuern. Darüber hinaus präsentiert MES Wissen Kompakt ein breites Spektrum an Firmenportraits, Produkt- neuheiten und Dienst- leistungen im MES-Umfeld.
Ein Unternehmen, das sich mit der Auswahl eines ERP- Systems befasst, muss sich gleichsam mit einem viel- schichtigen Software-Markt und unklaren Interessen- lagen an interne Abwick- lungsprozesse auseinander- setzen. Guter Rat bei der Investitionsentscheidung ist teuer. ERP/CRM Wissen Kompakt unterstützt Sie bei der gezielten Investition in die IT-Infrastruktur.
Immer mehr Anbieter von Maschinen, Automatisierungstechnik und Industriesoftware integrieren künstliche Intelligenz in ihre Produkte. Das ganze Potenzial spielen selbstlernende Systeme aber erst aus, wenn sie passgenau auf ihren Einsatz in Fertigung und Büro zugeschnitten wurden. Über beide Möglichkeiten, als Fertiger die Vorzüge von industrieller KI zu nutzen, geht es im regelmäßig aktualisierten Themenheft Künstliche Intelligenz.
Mittelständische Unternehmen investieren selbst in schwierigen Zeiten in Microsoft-Technologien, weil sie überzeugt sind, dass ihre Mitarbeiterproduktivität steigt und sich ihre Kostenstruktur bessert. Microsoft hat mit dem Microsoft-Partner-Network ein Netzwerk aufgebaut, das ein Forum für den Aufbau von Partnerschaften, Zugang zu Ressourcen und einen Rahmen für Dialoge und Kooperationen bietet. Für unsere Leser gibt die Microsoft-Partnerübersicht in Ausgabe Juli/August der IT&Production Tipps für die Suche nach einer geeigneten Branchen- oder Speziallösung im Bereich des produzierenden Gewerbes.
Auf der Suche nach Innovation, nach neuen Lösungen und der Abgrenzung zum Mitbewerb vernetzen sich zunehmend mehr Unternehmen mit externen Experten und Partnern. SAP hat mit dem SAP-Ecosystem ein Netzwerk aufgebaut, das ein Forum für den Aufbau von Partnerschaften, Zugang zu Ressourcen und einen Rahmen für Dialoge und Kooperationen bietet. In der Maiausgabe der Fachzeitschrift IT&Production erhalten unsere Leser einen aktuellen Überblick zum SAP-Ecosystem im Bereich des produzierenden Gewerbes.
