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Baustein der Digitalisierung

Papierlos fertigen in der Fabrik der Zukunft

Automobilhersteller stehen in der Produktion vor immer neuen Herausforderungen: Während die Komplexität der Fahrzeuge und Varianz der Baureihen generell und auch pro Linie zunehmen, werden Innovationszyklen kürzer und Änderungen häufiger. Prozesssicher lässt sich das mit papiergesteuerten Abläufen nicht mehr abbilden – schon gar in den Taktzeiten und Qualitätsstandards moderner Werke. Die Zukunft der Produktion ist papierlos und digital. Dieses Ziel verfolgt die Daimler AG seit langem konsequent. In zahlreichen Werken greifen bereits die Maßnahmen, Papier zu reduzieren oder sogar zu entfernen.

Papierlos im Mercedes-Benz-Werk?

Bild: Daimler AG

Motorhaubenplakate, Stempelkarten, Kommissionierbelege: Gerade in der Automobilproduktion werden noch heute viele Prozessschritte mit Papier gesteuert und auf Papier dokumentiert. So müssen sich etwa Werksmonteure an jeder Station auf einem Beleg ansehen, was zu tun ist, die Qualitätsinformationen dokumentieren sowie die sicherheitsrelevanten Aufgaben als erledigt kennzeichnen. Im Rahmen der zunehmenden Digitalisierung ist vieles davon nicht mehr zeitgemäß: Über das Papier können keine oder nur sehr wenige Daten über den Fertigungsprozess und das Produkt gesammelt werden. Dadurch sind Qualitätssicherung und ein kontinuierlicher Verbesserungsprozess nur eingeschränkt möglich. Außerdem erfüllt Papier die heutigen Anforderungen an die Prozesssicherheit oft nicht mehr. Die durchgängige Digitalisierung der Produktion und damit die Abschaffung von Papier in Fabriken sind ein wichtiger Baustein in der Industrie 4.0. Das hat die Daimler AG schon vor einiger Zeit erkannt und verfolgt das Ziel der papierlosen Fabrik in allen Werken weltweit. Dabei ersetzen Ortungssysteme, Hardwarelösungen und Softwarelösungen das Dokumentieren auf Papier. Die Werksmitarbeiter informieren sich über Tablets am Band über die jeweils erforderlichen Arbeitsschritte. Das gleiche System ermöglicht ihnen das Erfassen der Prozess- und Qualitätsdaten.

Digital oder papiergebunden

Die Vorteile der digitalisierten Abläufe in der Produktion lassen sich in fünf Punkte gliedern:

Nachhaltig produzieren: Wird das Papieraufkommen allein in den Mercedes-Benz-Werken in Deutschland durch IT-geführte Prozesse ersetzt, können dadurch pro Jahr rund acht Tonnen Papier eingespart werden. Das entspricht etwa 500 Quadratmetern Wald.

Arbeit im Werk erleichtern: Über die mobilen Endgeräte können Werker zum einen in Echtzeit rückmelden, wenn ein sicherheitsrelevanter Arbeitsschritt erledigt ist. Zum anderen werden ihnen die einzelnen Montageschritte sowie passende Teile variantengenau auf ihren Bildschirmen angezeigt.

Daten erheben: Durch die Digitalisierung lassen sich wertvolle Erkenntnisse entlang der Prozesskette sammeln. Diese dienen als Basis für einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess und etwa Predictive-Analytics-Applikationen.

Prozesse stabilisieren, absichern und verbessern: Dadurch lässt sich die Durchlaufzeit pro PKW senken. Mit einer durchgängig digitalisierten Produktion ist es möglich, den Produktionsdurchsatz zu erhöhen, bei gleichzeitig höherer Qualität und geringeren Kosten.

Zufriedenere Kunden: Von der Datenerhebung im Werk und den verbesserten Prozessen profitiert am Ende auch der Kunde. Er erhält sein Fahrzeug schneller und kann sicher sein, dass das Endprodukt trotz Komplexität und Vielfalt seinen gewohnten Erwartungen an einen Mercedes-Benz entspricht.

Technologie und Infrastruktur

Basis der papierlosen Fabrik sind die entsprechende Technologie und Infrastruktur. Im Mercedes-Benz-Werk ortet ein modernes Ortungssystem die Fahrzeuge und Werkzeuge in Echtzeit und erstellt ein virtuelles Abbild der Fabrik. Dadurch lässt sich die Position der Fahrzeuge in der Montagelinie genau bestimmen und mit WLAN-Werkzeugen verbinden. Das ermöglicht nicht nur die Dokumentation von Daten zur Qualitätssicherung, sondern erleichtert auch dem Mitarbeiter in der Produktion seine Arbeit. Das Ortungssystem stellt sicher, dass an jeder Station die richtigen Informationen zum jeweiligen Arbeitsschritt und Fahrzeug verfügbar sind. Durch die WLAN-Verbindung zum Werkzeug bekommt er zudem durch eine blaue Signalleuchte angezeigt, welches Werkzeug für seinen aktuellen Arbeitsschritt freigegeben wurde. So erfolgen die richtigen Arbeitsschritte stets an der richtigen Stelle. Ein solches System hilft, die hohe Komplexität und Variantenstruktur der Fahrzeuge in kurzer Zeit effizient abzubilden.

Integrierte Produktionssteuerung seit 15 Jahren

Neben der technischen Infrastruktur ist auch ein modernes Manufacturing Execution System (MES) notwendig, um die Prozesse zu digitalisieren. Mercedes-Benz setzt zur Steuerung der Produktionsprozesse weltweit bereits seit mehr als 15 Jahren die Software Plus von Abat ein. Dabei handelt es sich um eine integrierte Produktionssteuerungslösung, die Fertigungs- und Produktionsprozesse lenkt sowie das Qualitätsmanagement durchgängig in der gesamten Produktion übernimmt. Durch die serviceorientierte Architektur (SOA) ermöglicht Plus ein hohes Maß an Standardisierung, ohne Einbußen bei der Individualisierung. Damit können alle gewerke- und standortspezifischen Prozesse in der Fertigung mit derselben Software abgedeckt werden – in der Automobilproduktion beispielsweise vom Rohbau bis zur Auslieferung. Sämtliche Informationen zu Qualität, Prozessen, Terminen oder Teilen werden dokumentiert. Erst ein solches System ermöglicht die konsequente Abschaffung von Papier in der Produktion.

Papierlos im Mercedes-Benz-Werk

Bild (Hintergrund): Daimler AG | Bild (Tablett): © sdecoret /Fotolia.com, abat AG

Worauf kommt es an?

Auf seinem Weg zur papierlosen Fertigung geht Mercedes-Benz schrittweise vor. Zunächst diente das Werk in Sindelfingen als Pilotprojekt, in dem Papier sukzessive abgeschafft und die einzelnen Produktionsschritte nach und nach digitalisiert wurden. Gesteuert wird das Projekt mit der Scrum-Methode, da dieser Ansatz besonders gut mit oft aktualisierten Anforderungen zurecht kommt. Die agile Methodik bot die bestmögliche Plattform, um die Zusammenarbeit von Fachbereich, IT und dem Systemintegrator Abat zu orchestrieren. Innerhalb sogenannter Sprints, die im Rhythmus von zwei Wochen durchgeführt wurden, wurden vorher definierte Arbeiten abgearbeitet. Alle zwei Wochen wurde die überarbeitete Software installiert und konnte direkt im Werk produktiv genutzt werden. Dieser Ansatz bringt den Vorteil, dass Änderungen schnell eingearbeitet werden können, ohne die Produktion zu beeinträchtigen. Zudem werden auf diese Weise die Mitarbeiter in der Produktion in kleinen Schritten an die Digitalisierung der Abläufe herangeführt. Sie sehen sich nicht von heute auf morgen nur noch mit Tablets und Smartphones, also neuen und mitunter fremden Endgeräten konfrontiert, sondern können die neue Technologie an einzelnen Stationen kennenlernen.

Zusammen mit der Belegschaft

Bei seiner Digital-Initiative legte Mercedes-Benz großen Wert auf das Feedback der Anwender: Sie waren am Entwicklungsprozess beteiligt und konnten auch hinsichtlich des Designs und der Funktionalität ihre Wünsche und Bedürfnisse äußern. Denn nur der Mitarbeiter am Band weiß genau, welches Design und welche Funktionalität ihm bei der Arbeit am meisten nutzt. Mercedes-Benz stellt damit nicht nur sicher, dass die Stationen für die Mitarbeiter leicht zu bedienen sind, sondern erhöht dadurch auch die Akzeptanz der neuen Lösung. Viele Mitarbeiter arbeiten schon jahrelang mit Papier. Umso wichtiger ist es, die Werksmonteure schon bei der Entwicklung einzubeziehen und die Umstellung schrittweise durchzuführen. Zur erfolgreichen Umsetzung der papierlosen Fabrik bedarf es also einer durchdachten Kombination aus agilen Projektmethoden, intelligenten Softwarelösungen und einem gezielten Change Management. So können Automobilhersteller den Herausforderungen auf dem Weg zur Industrie 4.0 begegnen und konsequenten Nutzen daraus ziehen. So kann es in Zukunft in den Werken weltweit heißen: Papierkram ade!


„Alle Prozessschritte digital am Arbeitsplatz“

In welchen Mercedes-Benz-Werken wird bereits papierlos produziert?

Stephen Travers: Ein Rollout ist in den Mercedes-Benz-Werken in Sindelfingen, Bremen, East London (Südafrika), Rastatt, Tuscaloosa (USA) und Kecskemét (Ungarn) in Arbeit und folgt bald in allen übrigen Werken. Wo früher Papier, Drucker und Laufwege erforderlich waren, werden künftig alle relevanten Prozessschritte digital am Arbeitsplatz oder über zum Beispiel Tablet-PCs zur Verfügung gestellt – von der Arbeitsanweisung, Qualitätssicherung über Nacharbeitssteuerung bis hin zur Prävention.

Welche Rolle spielen interdisziplinäre Teams bei der Umstellung auf digitale Abläufe?

Travers: Die Abschaffung von Papier in der Fabrik ist natürlich ein massiver Eingriff in die Produktion. Damit dieser für alle Beteiligten möglichst reibungslos verläuft, war es uns wichtig, diese Umstellung von einem interdisziplinären Team steuern zu lassen. Unser zuständiges Team setzt sich zusammen aus Experten aus IT, Infrastruktur, Qualitätsmanagement, den Fachbereichen und unseres Partners Abat. So stellen wir sicher, dass alle Bedürfnisse und Ansprüche an das neue System berücksichtigt werden.

Wie geht es weiter, wenn alle Mercedes-Benz-Werke papierlos produzieren?

Travers: Sind alle Werke erst papierlos, ist jede Interaktion mit dem Fahrzeug sowie jedes noch so kleine Material digital dokumentiert. Auf Basis dieser Daten können dann beispielsweise Statistiken erstellt werden, die uns bei der Qualitätssicherung helfen. Daraus ließen sich in Zukunft sicher auch verschiedene Maßnahmen für Predictive Rework und weitere Optimierungsverfahren ableiten. Mit der durchgängigen Digitalisierung aller Werke sind wir natürlich noch nicht am Ziel angelangt. Wir werden uns weiterhin mit der Analyse von Ursache- und Wirkungsketten beschäftigen, um unsere Fertigung und damit auch unsere Produkte stetig zu verbessern.

Ein Interview mit Dr. Stephen Travers, Leiter CoC-Production Assembly, Daimler AG.


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