Industrie 4.0, Sensorintegration und Data-Analytics sind nur einige der Schlagworte, die in den letzten Jahren verstärkt diskutiert wurden. Doch wie werden diese Themen in das Produktionsumfeld integriert und welcher wirtschaftliche Nutzen kann aus den Möglichkeiten günstigerer Hard- und Software gezogen werden?
Bild: © David Willms
Schon lange werden Ist-Daten in der Produktion erfasst. Dies betrifft vor allem den Vorgangsstatus und Zeitverbrauch, die in der Regel durch das An- und Abstempeln in der Produktion gebucht werden, Lagerbewegungen, welche typischerweise manuell und retrograd verbucht werden und Nacharbeiten, Ausschuss sowie Messwerte, die im Rahmen von Prüfplänen in der Regel manuell erfasst werden. Mithilfe dieser Daten können unter Kenntnis von Maschinenstundensätzen und Einkaufspreisen der Rohmaterialien die Herstellungskosten berechnet werden. Deshalb werden die Daten zunächst mit Sollwerten vorgegeben, bevor anschließend die tatsächlichen Ressourcenverbräuche erfasst werden. Neben der Nachkalkulation werden die Daten häufig zur Anpassung von Vorgabewerten eingesetzt. Dies geschieht derzeit jedoch noch häufig – ebenso wie die Datenerfassung – manuell, indem Daten analysiert und anschließend Vorgabewerte händisch angepasst werden.
Big Data-Ansätze versprechen auf der Analyseseite eine Vereinfachung und Beschleunigung, durch die zudem komplexe Muster erkannt werden können. Die Voraussetzung für diese Analysen sind korrekte Daten, die mit möglichst geringem Aufwand erfasst werden. Die Erfassung der Daten erfolgt jedoch meist noch papierbasiert am Schichtende, bei moderneren Betrieben über eine manuelle Barcodeerfassung im Betriebsdatenerfassungs-System. Dies führt zu einer Steigerung der Fehlerwahrscheinlichkeit und ungenauen Informationen. Anreize durch Prämiensysteme verursachen zudem in vielen Fällen eine bewusst falsche Rückmeldung des Produktionsfortschritts. Aufträge werden in der Praxis häufig etwas später zurückgemeldet, um bei problematischen Aufträgen einen Puffer zu erarbeiten. Durch die spätere Rückmeldung werden Datensätze so manipuliert, dass Probleme nicht digital festgehalten werden. Um den Aufwand zu verringern und die oben genannten Effekte zu vermeiden, hat das Team des ‚Centers Enterprise Resource Planning‘ am Cluster Smart Logistik der RWTH Aachen mit Anbietern von Soft- und Hardware sowie dem FIR einen Usecase aufgebaut, der die obigen Fragestellungen am Beispiel der betrieblichen Rückmeldung adressiert.
Warentracking, Flottenmanagement und Überwachung der Lieferkette: Logistiker nutzen zunehmend das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT). Doch damit ein IoT-Projekt bestmöglich funktioniert, braucht es die richtige Konnektivität. Wie Logistiker die passende Übertragungstechnologie für ihre IoT-Anwendung finden.‣ weiterlesen
Dazu wurde das ERP-Innovation-Lab des FIR mit einem Real-Time-Location-System (RTLS) ausgestattet. Vier RTLS-Antennen messen gleichzeitig mehrmals in der Sekunde die Position verschiedener RTLS-Tags, die nur wenige Zentimeter groß sind und in einer Fabrik auf etwa 30 Zentimeter genau geortet werden können. Grundlage für die genaue Positionsbestimmung ist die weltweit einzigartige Kombination aus dem Laufzeitunterschied zwischen den Sensoren und dem Einfallwinkel des Signals. Die Lösung verwendet hierbei die Ultrabreitband-Technologie, die Funkkanäle im Frequenzbereich von sechs bis acht Gigahertz nutzt und damit die oft überlasteten 2.4-Gigahertz-Kanäle (Bluetooth, WLAN) umgeht. Durch echtzeitfähiges Tracking wird anhand vordefinierter Zonen ein automatisches Rückmelden an das ERP-System ermöglicht. Im Demonstrator werden zwei verschiedene Produktvarianten mittels Legosteinen an unterschiedlichen Arbeitsplätzen gefertigt. Dabei wird die Position des Auftrags durch einen RTLS-Tag am Ladungsträger verfolgt und logisch in Zonen für die jeweiligen Arbeitsplätze eingeteilt. Mithilfe dieser Daten können die ERP-Systeme einen Auftrag inklusive der entsprechenden Zeitbuchung ohne das aktive Mitwirken der Mitarbeiter zurückmelden. Zudem werden Materialbewegungen im Rahmen der Kommissionierung gebucht. Dies erfolgt durch die Verheiratung von RTLS- und RFID-Events. Klassische Ladungsträger sind mit RTLS-Tags ausgestattet, um sie jederzeit orten zu können. Kommissionierte Bauteile können in der Kommissionierzone automatisch auf diesen Ladungsträger gebucht werden. Dazu sind alle Bauteile mit einem eigenen RFID-Tag beklebt. Diese Transponder, die wenige Cent pro Stück kosten, können durch spezielle Lesegeräte ausgelesen werden. Im Gegensatz zu Barcodes kann das auch ohne direkten Sichtkontakt und für viele Teile gleichzeitig erfolgen.
Im Demonstrator wird auf diese Weise während der Kommissionierung eines Auftrags nicht nur die Stückliste angezeigt, sondern falsche Materialien automatisch erkannt. Durch diese Kontrollinstanz werden die Fehleranfälligkeit und die Durchlaufzeit reduziert. Des Weiteren werden unterschiedliche Qualifikationsniveaus von Mitarbeitern betrachtet. Die Freigabe der Fertigung eines Auftrags am Arbeitsplatz erfolgt in Abhängigkeit der Mitarbeiterqualifikation. Durch diese Logik wird sichergestellt, dass nur befugte Mitarbeiter die entsprechenden Aufträge bearbeiten dürfen. In Zeiten von zunehmend strikteren Vorschriften und Sicherheits- sowie Qualitätsanforderungen gewinnt dies an Relevanz und erleichtert die Dokumentation von Arbeitssicherheitsvorschriften. Durch den Transport der Fertigbauteile in vordefinierte Lagerzonen erfolgt eine automatisierte Einlagerung. Für den Usecase wurden zwei Lagerplätze geschaffen, an denen eine variantenabhängige Überprüfung der richtigen Einlagerung stattfindet. Bei einer falschen Einlagerung gibt das ERP-System eine Fehlermeldung aus und warnt damit den zuständigen Materialwirtschaftsmitarbeiter. Mithilfe des RTLS-2.0-Usecases wurde gezeigt, dass bereits heute eine vollautomatische Buchung von Zeiten und Vorgangsstatus möglich ist. Dadurch müssen die Mitarbeiter zur Statusmeldung nicht für das jeweilige im Unternehmen eingesetzte ERP-System geschult werden. Durch Reduktion der manuellen Prozessschritte werden die Flexibilität und der wertschöpfende Zeitanteil im Unternehmen erhöht. In Zeiten von zunehmender Konkurrenz ist eine transparente Darstellung der innerbetrieblichen Prozesse von besonderer Bedeutung. Bis dato können Unternehmen den genauen Standort von Aufträgen oft nicht bestimmen.
Mithilfe der RTLS-Lösung ist die genaue Lokalisation jedes Tags möglich. Damit können nicht nur die Aufträge, sondern theoretisch auch die Mitarbeiter in Echtzeit geortet werden, wobei die Vorschriften des Betriebsrats und der Datenschutz zu beachten sind. Die aufgenommenen Bewegungsdaten von Material- und Mitarbeiterwegen werden als Snail-Trail-Diagramme dargestellt und können für weitere Zwecke analysiert werden. Auf diese Weise ist neben der Transparenzsteigerung infolge der visuellen Darstellung eine Wegeoptimierung zur Erhöhung der Effizienz möglich. Bearbeitungs-, Warte- sowie Transport-/Übergangszeiten werden differenziert und präzise erfasst. Die Daten bilden die Grundlage einer fundierten Zeitanalyse, durch die Vorgabe- und Planzeiten verbessert werden. Ferner kann durch eine Kombination der verwendeten Technologien die Fehleranfälligkeit entlang der Prozesskette gesenkt werden. Durch intelligente Warnungen des Systems, beispielsweise aufgrund von fehlerhafter Kommissionierung oder ungenügender Mitarbeiterqualifikation, kann die Prozessstabilität deutlich erhöht werden, was die Wahrscheinlichkeit einer nachträglichen Fehlerbehebung verringert. Des Weiteren zeigte der Fall, dass die Kopplung von aktiven und passiven Ortungstechnologien nicht nur möglich ist, sondern auch zu einer deutlichen Reduktion der Implementierungskosten führen kann.
Bild: FIR e. V. an der RWTH Aachen
Wenn sich Kunden zum Kauf entscheiden, soll der Auftrag ohne Verzögerung und Rückfragen ausgelöst werden. Speziell für komplexe und variantenreiche Produkte setzt dies meist durchgängig digitale und automatisierte Angebots- und Auftragsprozesse voraus. Dabei gilt: Was per CPQ verkauft wird, muss ERP-seitig auch effizient produziert, geliefert und kaufmännisch abgewickelt werden. Ohne dieses Zusammenspiel geht es nicht.‣ weiterlesen
Digitale Werkzeuge für das Field Service Management helfen, den Erwartungen der Kunden gerecht zu werden. Virtueller und interaktiver Support mit etwa Augmented Reality-Technik könnte bald in vielen Firmen für noch bessere Ergebnisse sorgen. Zumal Service-Organisationen im Krisenjahr 2020 dazu gezwungen waren, etwaige Berührungsängste mit Technologie abzulegen.‣ weiterlesen
Unternehmen aus Deutschland, Österreich und der Schweiz verzeichnen im Gegensatz zu globalen Konkurrenz niedrigere Margen und schwächere Wachstumsraten, so eine Bain-Analyse. Dieser Rückstand sei jedoch aufholbar.‣ weiterlesen
Nach dem globalen Umsatzeinbruch um voraussichtlich 7 Prozent in diesem Jahr, wird für 2021 im Maschinenbau ein Umsatzwachstum von 6 Prozent prognostiziert.‣ weiterlesen
Mit dem Ziel, seine Präsenz in der DACH-Region weiter auszubauen hat das US-Unternehmen Aptean die Modula GmbH übernommen.‣ weiterlesen
Das IAB-Arbeitsmarktbarometer ist im November um 0,4 Punkte auf 100,5 Punkte gestiegen. Damit verbleibt der Frühindikator des Instituts für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung (IAB) im leicht positiven Bereich.‣ weiterlesen
Die nun veröffentlichte Normungsroadmap KI von DIN DKE sowie dem BMWi soll Handlungsempfehlungen für Standardisierung von künstliche Intelligenz geben. Die Roadmap ist online abrufbar.‣ weiterlesen
Produktkonfiguration ist für das österreichische Unternehmen Robotunits schon lange ein Thema. Als die selbstentwickelte Lösung für diese Aufgabe an ihre Grenze stieß, wurde die Configure Price Quote-Software von Acatec eingeführt. Das System sollte die Firma auf dem Weg zu ihrem ehrgeizigen Ziel unterstützen: Doppelter Umsatz in fünf Jahren.‣ weiterlesen
Unter der Leitung des Lehrstuhls Werkzeugmaschinen und Steuerungen an der TU Kaiserslautern (WSKL) startet das Projekt „5G – Einsatz in der Industrie“. Durch die Beteiligung der Lehrstühle Augmented Vision, Funkkommunikation und Navigation sowie der Technologie-Initiative SmartFactory-KL soll ein leistungsfähiges Netzwerk entstehen.‣ weiterlesen
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.
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.
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.
Mit der Ausweitung des Geschäftsmodells von PTC und durch Akquisitionen wie Thingworx, Kepware oder Vuforia entstanden zuletzt vollkommen neue sowie komplementäre Partnernetzwerke. Auch verändern sich durch die Digitalisierung Rollen und Ziele in den Partnernetzwerken spürbar. Der amerikanische Softwarehersteller hat deshalb sein Partner Netzwerk neu ausgerichtet, um für produzierende Unternehmen von Creo bis ThingWorx das Beste aus dem PTC-Portfolio herauszuholen.
