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Platz leer? Rolle her!

Autonome Produktionslogistik

Platz leer? Rolle her!

Seit fünf Jahren setzt SIG Combibloc bei der Packstoffproduktion auf Guardus MES. Die Shop Floor-IT dient nicht nur als zentrale Plattform des Qualitäts- und Produktionsmanagements. Sie ist auch wichtiger Datenlieferant für die Produktionslogistik. Am Standort Wittenberg sorgt seit kurzem ein Schwarm fahrerloser Klammerstapler für autonome Abläufe rund um die Materiallogistik – in allen Fertigungsstufen.

Produktionslogistik im Papierlager. Bild zeigt den Transport von Papierrollen mithilfe eines speziellen Gabelstaplers. [1]

Bild: Guardus Solutions AG

Agil, vielschichtig und hochflexibel – so sehen die Produktionsabläufe der SIG Combibloc aus. In vier seriellen Produktionsstufen werden Kartonverpackungssysteme in unterschiedlichen Formaten und Druckmotiven hergestellt. Zu deren Herstellung wandert eine Rolle Karton nach der anderen durch die Anlagen und wird mit den Rohwaren Aluminium und Polyethylen veredelt. In der ersten Stufe wird in einem Beschichtungsprozess die sogenannte Halbfertigware 1 in Form von Rollen hergestellt. Der anschließende Druckprozess bringt das kundenspezifische Dekor auf die Rollen. In der dritten Stufe werden die einzelnen Zuschnitte aus der Rollenware herausgestanzt und schließlich erhalten die Zuschnitte ihre längsseitige Siegelnaht und werden automatisch in Umkartons verpackt. Um das Zusammenspiel der Prozessbeteiligten in Echtzeit zu überwachen und zu steuern, setzt der SIG auf einen IT-Dreiklang aus SAP ERP, der Planungssoftware Quintiq und das MES von Guardus. Diese Systeme tauschen neben Kunden- und Material-Stammdaten operative Produkt- und Prozessdaten aus – vom Produktionsauftrag (aus SAP) und dessen Einplanung (aus Quintiq) bis hin zu Qualitätsdaten und Fortschrittsmeldungen je Fertigungsstufe (MES). Darüber hinaus liefert die Shop Floor-IT qualitäts- und produktionsrelevanten Daten an das ERP-System [2] zum Controlling.

Fundament für Prozesssicherheit

Dieses Fundament sorgt nicht nur für Prozesssicherheit und -stabilität im täglichen Betrieb. Es ist auch die Grundlage künftiger Shopfloor-Konzepte. Dazu gehört vor allem die schrittweise und umsichtige Navigation durch die Gewässer der digitalen Transformation. „Für uns bedeutet Industrie 4.0 das Denken und Handeln in automatisierten, verketteten Prozessen. Im Zuge dessen beschäftigen wir uns permanent mit der Optimierung der Produktion. Blickt man zurück auf die vergangenen zehn Jahre, so haben wir zunächst alles getan, um die Maschinen schneller zu machen, dann wurden die Rüstzeiten zwischen den einzelnen Aufträgen in Angriff genommen, um die Maschinen mit möglichst hoher Effizienz zu betreiben. Der nächste logische Schritt ist der gesamte Bereich der Materiallogistik und die Frage, wie wir mittels Fahrerloser Transportsysteme (FTS) die unzähligen internen Transporte beschleunigen können“, sagte Dr. Thomas Scheermesser, Head of Production Process Improvement bei SIG Combibloc.

Agile Logistikkonzepte

„Fragmentierte Logistikverfahren zur Ablaufsteuerung sind bei maßgeschneiderten Produkten, sinkenden Losgrößen, hohem Kostendruck und sich selbst organisierenden Produktionsszenarien undenkbar“, so Scheermesser weiter. Ergo muss die Produktionslogistik ebenso agil, flexibel und vernetzt arbeiten, wie die bereits automatisierten Fertigungslinien und umgebenden IT-Landschaften. Nur so lassen sich Optimierungspotenziale wie die Reduktion von Durchlaufzeiten und Beständen, die Harmonisierung der Kapazitäten sowie die optimale Gestaltung der Transportwege vollständig ausschöpfen.

Eine neue Führungsrolle

2017 startete das Projekt zur Einführung Fahrerloser Transportsysteme für die Rollen-Logistik am Standort Wittenberg. Um das Lagern und Transportieren der Rollen entlang der Produktionsstufen zu verbessern, stellte das SIG-Projektteam zu Beginn die vorherrschende Sicht der Dinge buchstäblich auf den Kopf. Anstatt den Mitarbeiter als aktiven Planer, Impulsgeber und Umsetzer materiallogistischer Prozesse zu sehen, ließ man Maschinen führen. Schließlich kann die Anlage am besten Auskunft darüber geben, was der Fertigungsprozess im Sinne der Auftrags-Reihenfolgenplanung und anschließender Produktionslogistik benötigt. Das Ergebnis: Die Taktung des Materialflusses richtet sich an der Produktionssituation aus. Synchronisiert mit den aktuellen Abläufen wird pro Fertigungsauftrag die richtige Rolle zur richtigen Zeit an der Maschine und Anlage bereitgestellt und abgeholt. Das gilt für die Materialanlieferung zum Produktionsstart, die bedarfsorientierte Materialbestückung der Anlagen in den einzelnen Produktionsstufen sowie den Transport von Halbwaren und fertigen Rollen in die (Zwischen)lager. Damit werden auch die räumlichen Gegebenheiten bestmöglich genutzt und der Bestand so klein wie möglich gehalten.

MES ruft, FTS kommt

Die gesamte Anlieferung und Abholung der Rollen wird heute über Bodensensoren vor und hinter den Maschinen gesteuert. Meldet der Sensor eines Pickplatzes freie Kapazität, erzeugt die FTS-Steuerungssoftware über die Arbeitsreihenfolgenplanung einen Transportauftrag und fährt gemäß Stückliste und Arbeitsfortschritt die benötigte Rolle an ihren Platz. Steht hingegen eine produzierte Rolle auf einem Sensor, wird die Rollennummer automatisch oder durch den Mitarbeiter im Werk gescannt, wodurch das FTS einen Abholauftrag erhält. Für die Echtzeit-Belieferung der FTS-Steuerungssoftware mit den Informationen ist die Software Guardus MES zuständig. Zu den Informationen gehören die Auftragsreihenfolgen (die das MES von der Quintiq-Software erhält) inklusive Stücklisten und alle Daten zum Material (letzteres wird vom MES geliefert). Dabei entscheidet vor allem die Rollennummer über die Sicherheit und Stabilität des Prozesses. Das FTS erkennt bei der Datenübergabe, um welche Rolle es sich handelt und wo sie hin muss. Mit dem Scan der Rollennummer für das MES entsteht eine Traceability, um schnell die Ursachen für etwaige Fehler zu erkennen.

Ein gelungener Start

Nach dem Go-Live der autonomen Produktionslogistik ist der Produzent wieder ein Stück weiter auf dem Weg, die Fertigung so weit wie möglich zu automatisieren und die eine ‚Flow Production‘ umzusetzen. „Das Implementieren eines automatisierten Materialflusses, der auf Basis der Ist-Situation verläuft, hat uns attraktive Potenziale in puncto Kosten und Qualität eröffnet“, erläutert Scheermesser. Deshalb steht auf seiner Agenda nicht nur die Adaption des FTS-Prozesses an die logistischen Anforderungen von Druckzylindern, sondern auch der Rollout am zweiten deutschen SIG-Standort in Linnich. Außerdem soll künftig die Palettierung und Kennzeichnung der Fertigwaren automatisiert werden. Damit will sich die Firma noch besser in die Prozesskette ihrer Kunden integrieren können.