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Integrierte Qualitätssicherung

Was CAQ-Lösungen dem ERP-System voraus haben

Über welches IT-System die Qualitätsaufgaben einer Produktion gelenkt werden sollen, ist häufig noch umstritten. Während die Administration dies oft dem ERP-System zutraut, stehen viele Projektleiter und Fachverantwortliche in der MES- und CAQ-Fankurve.

 (Bild: Carl Zeiss MES Solutions GmbH)

(Bild: Carl Zeiss MES Solutions GmbH)

Die Bedeutung von Manufacturing-Execution-Systemen mit seinen Einzeldisziplinen wie Computer Aided Quality (CAQ), Betriebsdatenerfassung (BDE) und Maschinendatenerfassung (MDE) ist im Zeitalter der digitalen Transformation unumstritten hoch. Die Vorteile eines IT-gestützten, integrierten Qualitätsmanagementes sind ebenfalls hinlänglich bekannt, dient es doch unmittelbar der Wettbewerbsfähigkeit eines Industrieunternehmens. Doch trotz der steigenden Sensibilisierung sind die Diskussionen nach dem führenden System noch nicht erloschen. Wer hat den Hut auf, wenn es darum geht, das Prüfgeschehen entlang der Fertigung zu planen, in Echtzeit zu überwachen und flexibel zu steuern? Lässt man einmal die Zweckentfremdung von Excel und Co. beiseite, herrscht in vielen Betrieben noch immer die Meinung, dass ein ERP-System hier durchaus gut positioniert sei. Warum also die zusätzliche Investition in eine Spezialanwendung? Die Fähigkeiten und Defizite der beiden Systemwelten ‚integriertes CAQ‘ und ‚ERP-System‘ werden bei einer genauen Betrachtung schnell klar.

Im Kontext des Auftrags

‚Fehler vermeiden, bevor sie entstehen‘ lautet eine Grundregel im Qualitätsmanagement. Was es dafür braucht, sind alle Informationen zum Produktionsauftrag inklusive der qualitätsrelevanten Parameter. Hinzu kommen verschiedene operative Einflussgrößen wie Maschinenbelegung und Werkzeugeinsatz sowie der Prüfort (In-Prozess oder Labor), das verwendete Material und die Qualifikation des Mitarbeiters. Ein Unternehmen, das all diese Informationen zusammenbringt, kann mittels gezielter Qualitätsprüfungen Fehler am Produkt meist sicher vermeiden. Bereits an dieser Stelle zeigt sich, dass ein ERP-System alleine diese Aufgabe nicht erledigen kann. Der Beitrag der betriebswirtschaftlichen Anwendung zu diesem umfassenden Datenpool konzentriert sich nämlich nur auf den deterministischen Teil des Geschehens. Im Rahmen der Arbeitsvorbereitung werden Arbeitspläne inklusive einzelner Arbeitsgänge, Fertigungshilfsmittel und Material- bzw. Stücklisten erstellt. Operative Einflussgrößen sind dem ERP-System jedoch nicht bekannt. Dieses Wissen kommt aus dem integrierten CAQ, oder noch besser, aus dem MES. Hier ist der Kontext des Produktionsauftrags vorhanden. Die Fachanwendung verwaltet die tatsächlichen Bedingungen, welche auf die Prüfplanung einwirken und welche Prüfaufgaben in den einzelnen Arbeitsgängen notwendig sind, um die gewünschte Qualität sicherzustellen. In der ERP-Alleinherrschaft heißt das konkret: Der Anwender erstellt einen Arbeitsplan samt Prüfplan, ohne die konkrete Prüfsituation zu kennen. In einer ERP-bestimmten Qualitätsprüfplanung befindet sich der Planer buchstäblich im Blindflug. Er hat keine Möglichkeit, spezifische Prüfumfänge gezielt zu einer Fertigungslage zuzuordnen. Und so muss er sehr zeit- und kostenaufwendig im Maximalausbau – also zu 100 Prozent – alle Parameter und Merkmale prüfen.

Näher an der Ist-Situation

Dem hier beschriebenen Ansatz mit einem ERP-System in der Mitte mangelt es nicht nur an Transparenz. Er schöpft darüber hinaus nur einen kleinen Teil des Optimierungspotenzials ab. Neben der Vermeidung von Fehlern liegt ein großes betriebswirtschaftliches Potenzial in der Dynamisierung des Prüfgeschehens. Damit der Trend zur Automatisierung und Flexibilisierung von Produktionslinien nicht durch zu lange oder gar unnötige Qualitätsprüfungen ausgebremst wird, muss sich die Art und Logik des Prüfgeschehens situationsgesteuert anpassen lassen. Ziel ist es also, die Prüfkosten konsequent zu reduzieren und gleichzeitig die Produktions-Performance – also die produzierten Stück pro Zeiteinheit – zu steigern. Auch in dieser erweiterten Qualitätssicht kann eine Business-Software alleine wenig ausrichten, denn eine Anpassung der Prüfmethoden aus der Ist-Situation heraus können ERP-Systeme kaum leisten. Die notwendigen Parameter und Stellschrauben zur Prüfdynamisierung sind in der Regel nicht Teil des Datenbestands. Das Kennen, Bewerten und anschließende Steuern der Produktionssituation ist nur in Verbindung mit der Execution-Ebene – also einer integrierten CAQ-Lösung oder einem MES möglich. Auf Basis einer integrierten Datenbank über alle qualitäts- und produktionsrelevanten Produkt- und Prozessdaten definiert der CAQ/MES-Anwender vorher, welche Dynamik er erwartet, wobei das System die Einstellungen in Echtzeit plausibilisiert und justiert. Möglich wird dies beispielsweise mit der neuen Qualitätsmatrix des MES der Carl Zeiss MES Solutions GmbH, vormals Guardus Solutions AG.

Die Qualitätsmatrix

Über die Oberflächen der Lösung lassen sich qualitätsrelevante Einflussgrößen individuell justieren. Auf diese Weise ist es dem Anwender möglich, das Zusammenspiel von Fertigungssituation und Prozessabsicherung weitreichend zu definieren. Es soll ein dynamisches, selbstregulierendes Gleichgewicht von Produktions-Performance und Prüfaufwänden entstehen. Das Einsatzszenario: Am Beginn der Planung steht der Parameter Produkt mit seinen Spezifikationen für die Herstellung und den daraus resultierenden Prüfplan. Der Faktor Prüfort verfeinert die Konfiguration des Prüfgeschehens um wichtige standortbedingte Einflussgrößen wie beispielsweise Montagearbeitsplätze mit In-Prozess-Kontrollen oder Off-Line-Laborprüfungen. Der Produktionsprozess selbst ist ebenfalls eine wichtige Stellschraube, denn die Erststückprüfung erzwingt andere Vorgänge, als eine Serien- oder Letztteilprüfung. Die Steuerung des Prüfumfangs über das Letztteil hält zudem interessante Einblicke für den Werkzeugbau bereit: An den Qualitätsparametern des Letztteils zeigt sich die aktuelle Güte des verwendeten Werkzeugs. Somit kann der Planer den nächsten Wartungs- und Nachbearbeitungszyklus des Produktionsmittels gezielt ableiten. Die Einflussgröße Arbeitsfortschritt entscheidet über zeit- beziehungsweise mengenbedingte Veränderungen der Prüffolgen. Gleiche Bedeutung kommt dem Parameter Maschine zu, vor allem wenn man die Berücksichtigung von Maschinenzuständen wie Störung, Rüsten oder Produktion bedenkt. Darauf aufbauend kann der Anwender über die Parameter Werkzeug und eingesetztes Material den Prüfprozess vorab definieren. Last but not least ist der Produktionsmitarbeiter ein wichtiger Einflussnehmer auf die notwendige Art und Logik der Prüfung. Im Ergebnis lassen sich mit der neuen Funktion Qualitätsmatrix im MES nützliche Werkzeuge schaffen, um den anhaltenden Trend zur Automatisierung und Flexibilisierung von Produktionslinien weiter zu verfolgen. Qualitäts- und Produktionsverantwortliche finden so leichter eine gemeinsame Basis, in der die Bauteilgüte mit der Ausbringungsmenge harmoniert und Qualitätsprüfungen die Fertigung nicht unnötig ausbremsen.


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