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"Wie ein digitaler Fluss über der Fertigung"

"Wie ein digitaler Fluss über der Fertigung"

Mit über 15.000 Produkten bietet EBM-Papst ein umfangreiches Portfolio für Aufgaben in der Luft- und Antriebstechnik. Das Unternehmen beschäftigt über 10.500 Mitarbeiter, Elektronikkomponenten werden unter anderem im Werk Mulfingen auf sieben SMT-Linien gefertigt. IT-gestützte Produktions- und Qualitätsprozesse sind zentraler Bestandteil der Fertigungsorganisation. Patrick Reinwald, Gruppenleiter SAP Modulbetreuung, Georg Schappes, Gruppenleiter QM und Prozesse sowie Software-Entwickler Christof Steuer geben einen Einblick.

Bild: EBM-Papst

IT&Production: Welchen Anforderungen steht die Elektronikfertigung bei EBM-Papst derzeit im Hinblick auf Produkte und Prozesse gegenüber?

Georg Schappes: Unser Unternehmen stellt Motoren und Ventilatoren her, im Elektronikbereich fertigen wir sowohl AC- als auch verbrauchsarme EC-Technik. In Mulfigen wird für den Eigenbedarf produziert, außerdem agieren wir als Lohnfertiger für unsere Tochter in Landshut und konkurrieren dabei mit externen Zulieferern. Für SMD-Bestückung und Reflow-Prozesse setzen wir sieben ASM-Linien ein. Monatlich werden so im Werk rund 600.000 Leiterplatten mit 75 Millionen Bauteilen bestückt. Hinzu kommt die THT-Bestückung sowohl in Deutschland als auch in Ungarn, wo die Handbestückung im Sinne einer verlängerten Werkbank erfolgt. Geprüft wird durch optische Inspektion, In-Circuit-Tests für Bauelemte sowie im Fall von Steuereinheiten auch mit Live-Tests der Produkte unter realen Bedingungen. Da auch intern eine Kunden-/Lieferantenbeziehung herrscht, stellen wir uns unter anderem Benchmarks im Hinblick auf KVP-Ratings und Prozesseffizienz. Daneben richten sich die Anforderungen an unsere Fertigung nach dem späteren Einsatz der Produkte: Die Bandbreite der Anwendungen reicht vom Automotive-Sektor bis in den EX-Schutz, entsprechend erfüllen wir auch zertifikatspflichtige Industriestandards wie beispielsweise die TS 16949.

IT&Production: Welche Rolle spielt dabei die Unterstützung durch Software?

Patrick Reinwald: Im Vordergrund stehen bei uns die Gestaltung und die Verschlankung von Prozessen. Denn wir arbeiten auftragsbezogen mit sehr kleinen Losgrößen. Angesichts rund 15.000 lebender Produkte bedeutet das häufig Umstellungen in der Fertigung. Entsprechend setzen wir unser Unternehmenssystem als ‚Routing‘-Lösung ein um sicherzustellen, dass Fertigungs- und Prüfprozesse zuverlässig laufen. Dazu dient die Prüfung gegen Stücklisten sowie Validierungen auf Basis klar definierter Vorgänge und Prozesse. Durch die Reduzierung papierbasierter Abläufe können wir auf etliche manuelle Sicherheitsmechanismen verzichten, zudem reduzieren wir Unsicherheiten etwa beim Umrüsten und der Auftragsbearbeitung. Im Sinne eines ‚Poka Yoke‘-Systems wirken wir so dem Auftreten von Fehlern in der Produktion entgegen. Ein Beispiel liefert der Umgang mit ‚Zwillingsteilen‘, die gleich aussehen, innen aber unterschiedliche Funktionen haben. Solche Teile werden serialisiert, mit Barcodes versehen und beim Scannen am Arbeitsplatz gegen die Stückliste abgeprüft. Durch die direkte Verbindung zur SAP-Software werden sämtliche Arbeitsschritte ‚live‘ im System verbucht. Auf diese Weise wird auch protokolliert, welche Prüfungen durchgeführt wurden. Durch diese Online-Erfassung konnten wir erhebliche Vorteile für die Produktionsgestaltung realisieren.

IT&Production: Gab es Herausfoderungen bei der Umsetzung dieses Ansatzes?

Schappes: Was wir anfangs unterschätzt haben ist, dass Prozessunterstützung durch Software Eingriffe in der Organisation bedeutet. Daher ist es notwendig eine stringente Prozesslandschaft aufzusetzen. Bei richtiger Auslegung kann das System dann schnell auf Prozessänderungen reagieren und konfiguriert werden – etwa bei Änderungen im Produktionsablauf. Umstellungen erfolgen direkt in der Software: Wenn etwa die Run-in Prüfung vor der Lackierung anstelle danach durchgeführt werden soll, schlägt das System den passenden Arbeitsgang vor und stellt die Reihenfolge um.

IT&Production: Welche Lösungen setzen Sie für diese Steuerungs- und Kontrollaufgaben im Fertigungsumfeld ein?

Christof Steuer: Angefangen hat alles mit einer Tracebility-Lösung auf Basis eigenentwickelter Software. Heute setzten wir SAP ME ein, was dazu geführt hat, dass sich der Gedanke ‚gedreht‘ hat: Der Begriff ‚Traceability‘ ist inzwischen in den Hintergrund gerückt, wir setzen auf aktive Prozessgestaltung. Denn wir wollen Daten nicht nur im Nachhinein nutzbar machen: Die passende Information muss dem Mitarbeiter im Voraus zur Verfügung stehen. Dazu werden bei uns Informationen anhand einer Serialnumer mitgeführt, die sich zusammen mit der Unterbaugruppe aufbaut und je nach Bearbeitung abgeändert wird. Dabei stellen wir immer wieder fest, dass auch bei EBM-Papst in der Produktion spezielle Prozesse vorherrschen, die im Systemstandard so nicht abgedeckt werden. Die Software bietet uns aber die Möglichkeit, Erweiterungen oder Plug-ins auf Java-Basis zu gestalten. So lassen sich beispielsweise zusätzliche Prüfungen über sogenannte Hooks integrieren. So können neue Prozesse oder Anwendungen starten, wann immer sich eine Änderung der Serialnummer etwa durch Produktionsstart oder eine Noncomformance-Mitteilung ergibt. Obwohl ME einen fixen Kern hat, lässt sich das System auf diese Weise an unsere Anforderungen anpassen. Denn was die Prozessgestaltung angeht, muss sich die Software der Produktion anpassen, nicht umgekehrt.

IT&Production: Was bedeutet diese Ausrichtung an IT-Prozessen für die Abläufe an der Linie?

Schappes: Wir sind immer mehr überzeugt von dem Ansatz, dass das MES wie ein ‚digitaler Fluss‘ über der Fertigung hängt. Bei der Systemeinführung standen wir noch Bedenken der Mitarbeiter gegenüber, etwa im Hinblick auf die Systemverfügbarkeit. Um Produktionsausfällen entgegenzuwirken, setzen wir auf virtuelle Umgebungen, bei physischem Serverausfall können die Systeme auf anderer Hardware nahtlos weiter laufen. Inzwischen entwickelt sich durch den Einsatz der Software eine Kultur, in der Prozesssicherheit und Qualität immer mehr in den Vordergrund rücken. Im positiven Sinne ‚zwingt‘ das System die Mitarbeiter, sich an Prozesse zu halten. Unser Ziel ist ein automatisiertes Umrüsten kompletter Fertigungslinien beziehungsweise -inseln durch Anwahl eines Fertigungsauftrages. Hierdurch ist eine manuelle Programmvorgabe, etwa an SPS gesteuerte Einrichtungen, überflüssig.

IT&Production: Wie groß ist der personelle Aufwand für die Systempflege?

Steuer: In unserem IT-Team beschäftigt sich noch eine relativ kleine Mannschaft mit dem MES System. Hinzu kommen Kollegen etwa aus Verfahrensentwicklung oder SPS-Programmierung. Viele Aufgaben lassen sich auch durch Konfiguriation lösen, so dass nicht immer Programmieraufwand anfällt. Allerdings steigen mit den Möglichkeiten zur Anpassung auch die Anzahl der Projekte. Wir haben schon jetzt mehr neue Ideen, als wir umsetzen können.

IT&Production: Sie sprechen von neuen Projekten – woran arbeitet Ihr Team aktuell?

Reinwald: Ein zentrales Projekt besteht darin, komplette Linien und Inseln auftragsbezogen umstellen zu können. Alle Programme der Betriebsmittel, SPSen und Prüfeinheiten sollen von der produktionsnahen Verfahrensentwicklung zentral vorgegeben werden. Derzeit befindet sich ein Prototyp auf einer Station im Aufbau, auf der Teile aus mehreren Aufträgen auf Werkstückträgern parallel bearbeitet werden. Mit jedem neuen Träger auf der Montagestation rüstet sich die SPS der Station nach Nachfrage an SAP ME um, gleichzeitig wird eine Einzelseriennummer auf Basis des Arbeitsvorgangs erzeugt, etwa wenn der Verbauvorgang startet. Dennoch stehen wir ständig vor neuen Herausforderungen: Mit neuen Produkten und Anforderungen muss sich auch die Prozesslandschaft weiter entwicklen.

IT&Production: EBM-Papst kann heute auf mehrere Jahre Systemeinsatz zurückblicken – worin sehen Sie die wichtigsten Vorteile?

Schappes: Mit Blick auf Produktion und Qualitätssicherung können wir im Sinne des Kunden ein sicheres Produkt herstellen. SAP ME ist ein unterstützender Faktor um sichere Prozesse zu gestalten. Vielen Firmen fällt es schwer den Einsatz eines MES zu argumentieren beziehungsweise durch Zahlen im Vorfeld zu untermauern. Die Praxis zeigt: An jeder Ecke kann man sparen, man wird sicher, man wird schneller, man wird schlanker in der Produktion. Das Credo ist nun: ‚die richtige Information, zur richtigen Zeit, am richtigen Ort‘. (mec)