- IT&Production - https://www.it-production.com -

MES gegen den Fehlerteufel

Maschinen- und Auftragsdaten eng verknüpft

MES gegen den Fehlerteufel

Was ist, wenn die Produktivzeit einer Maschine im Rahmen liegt, doch ihre Produktionsmenge viel zu niedrig ist? Der Metallverarbeiter Hans Berg ging den Ursachen mit einer MES-Software und Mini-SPSen auf den Grund. Mit den jetzt verfügbaren Analysen schlagen die Mitarbeiter dem Fehlerteufel immer wieder ein Schnippchen.

(Bild: Hans Berg) [1]

(Bild: Hans Berg)

Hans Berg produziert für unterschiedliche Industriebranchen Tiefziehteile und metallische Rohrkomponenten. Das international tätige Unternehmen mit Sitz im nordrhein-westfälischen Reichshof hat sich als Produzent für Kaltumformung, Schweiß-, Gewinde- und Zerspanungstechnik einen Namen gemacht. Das gilt insbesonere für die Anschlusstechnik von Heizkörpern, Radiatoren und Konvektoren. Zum Fertigen setzt die Unternehmensgruppe auf einen automatisierten Maschinenpark mit hydraulischen und mechanischen Pressen, CNC-gesteuerten Bearbeitungsmaschinen und bauteilspezifischen Sondermaschinen, die Angestellte von Berg teils selbst konzipieren. Ein wichtiges Standbein ist die Automobilindustrie, der Berg Präzisions- und Sicherheitskomponenten für Fahrwerke und Airbags zuliefert. In der Produktion dieser Komponenten nutzt das Unternehmen das Manufacturing Execution System BisoftMES von GBO Datacomp, um Fehler auszuschalten und so die Produktivität zu erhöhen. Berg stellte immer wieder eine Differenz zwischen Taktzeit und der produzierten Stückzahl pro Stunde fest. „So lag z.B. die Produktivzeit bei 90 Prozent, der Output an gefertigten Teilen aber nur bei 75 Prozent“, schildert Dr. Matthias Prier, Technischer Leiter bei Berg. Der Grund: Der Werker setzte seine Maschine erst nach zehn Minuten Stillstand auf Störung, kürzere Stopps wurden nicht erfasst. Darüber hinaus konnte Berg die Störung nicht näher definieren, um sie künftig zu vermeiden. Deshalb suchte das Unternehmen nach einer Maschinendatenerfassung, die Unterbrechungen in der Fertigung automatisch erkennt. „An BisoftMES gefiel uns der modulare Aufbau, durch den man die Bausteine auswählen kann, die man auswerten möchte“, sagt Prier. „Letztendlich hat uns auch das Preis-Leistungs-Verhältnis überzeugt.“

Transparenz per Mini-SPS

Prier und sein Team wollten zur Fehlerbeseitigung ein Baumsystem mit zwei Ebenen schaffen: Auf der Hauptebene befinden sich die Bestandteile einer Fertigungslinie wie etwa Bohren und auf der Ebene unter der jeweiligen Fertigungskomponente eine weitere Aufschlüsselung des Fehlers. „Die Umsetzung dieses Systems verlief im MES äußerst schnell und problemlos“, erinnert sich Prier. Zunächst wurde eine Pilotinstallation an einer verketteten Anlage zur Fertigung von Ventilgarnituren und Schweißbaugruppen aus umgeformten Rohr- und Blechteilen per OPC-Kopplung aufgesetzt. Dadurch wurde zwar Datentransparenz erreicht, doch es kam die Frage auf, ob in der Praxis eine derart hohe Datenvielfalt überhaupt benötigt wird. Berg entschied sich für eine einfachere, mit eigenen Mitarbeitern umsetzbare Variante, bei der die Maschinen und Anlagen auf Basis potenzialfreier Kontakte über Siemens-Logo-SPS-Bausteine angebunden sind. Mit diesem Rollout lässt sich ohne viel Aufhebens die Unterscheidung ‚in Produktion‘ oder ‚Stillstand‘ erreichen. Außerdem ist diese Mini-SPS leicht zu konfigurieren. Verknüpfungen und Abhängigkeiten der Signale können oft ohne den MES-Hersteller gesteuert werden, sodass Berg das System selbst in die Hand nehmen und eigenständig supporten kann.

80 Prozent abgedeckt

Um einen Auftrag zu starten, werden die Stammdaten aus dem ERP-System Infor.com in die MES-Software geladen, das automatisch die dazugehörige Fehlermaske auswählt. Sobald im ERP-System eine Schicht auf aktiv geschaltet und produziert wird, ist das MES online. Wird die vorgegebene Taktzeit um 20 Prozent überschritten und erkennt der Zähler kein gefertigtes Bauteil, setzt das MES die Maschine auf ‚unbestimmte Unterbrechung‘. Da Berg insbesondere eine einfache Handhabung für die Werker wichtig war, benötigen diese maximal zwei Klicks, um über ein Erfassungsterminal mit Touchscreen den Grund für den Stillstand einzugeben. Anschließend läuft die Maschine wieder an. Auf diese Weise deckt Berg 80 Prozent der Fehlerquellen ab.

Maschinen- und Auftragsdaten eng verknüpft

MES gegen den Fehlerteufel

Kleine Fehler in frühen Phasen der Produktion können sich leicht später zu größeren Problemen aufschaukeln. (Bild: ©ullrich/stock.adobe.com) [2]

Kleine Fehler in frühen Phasen der Produktion können sich leicht später zu größeren Problemen aufschaukeln. (Bild: ©ullrich/stock.adobe.com)

Werksdaten visualisiert

Des Weiteren hat Berg die Werkshallen mit Monitoren ausgestattet, die einen Überblick über Daten wie Anlagenstatus, Aufträge, Mengen, Bearbeitungs- oder Restlaufzeiten geben. Meister und Schichtführer können so die Hauptgründe für Stillstände schnell erkennen und Werker darauf ansprechen. Diese Übersichten sowie die MES-Protokolle werden zur morgendlichen Shopfloor-Besprechung über Beamer oder Displays aufgerufen und analysiert. Darüber hinaus findet einmal im Monat eine Auswertung statt, um die drei häufigsten Stillstandsgründe zu identifizieren und um Gegenmaßnahmen zu entwickeln.

Geplante Integration

ERP-Stammdaten laufen bei Berg noch manuell ins MES, obwohl eine Verknüpfung leicht möglich ist. „Das ist sicherlich sinnvoll, wenn man sehr viele unterschiedliche Artikel produziert, was bei unseren Fahrwerk- und Airbag-Komponenten aber nicht der Fall ist“, sagt Technikleiter Prier. Im nächsten Schritt will das Unternehmen das MES jedoch an die Hauptproduktionsmaschinen für Bauteile in der Heiztechnik anbinden, bei denen eine wesentlich höhere Artikelvielfalt mit geringeren Rüstzeiten ansteht. „Dann dürfte auch die tiefere Verknüpfung zwischen ERP und MES ein Thema sein“, erläutert Prier.