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Auf dem Weg zur perfekten Feinplanung

Fertigungsorganisation

Auf dem Weg zur perfekten Feinplanung

Industrie 4.0 steht für die Zukunft der Fertigung und wirkt als Schlagwort bereits deshalb so anziehend. Obwohl der Begriff ‚MES-Stammdaten‘ weit weniger attraktiv klingen mag, ist für Niels Kreutzträger, Betriebsleiter der Heggemann AG, Industrie 4.0 ohne saubere MES-Stammdaten undenkbar. Erfasst werden sie im Betrieb von der MES-Lösung von Proxia. Die Produktionsplanung gelingt auf Basis dieser Daten deutlich realistischer.

Ein Einblick in die Produktionshallen der Heggeman AG. Auf dem Weg zur perfekten Feinplanung [1]

Bild: Proxia Software AG

Bei der Heggemann AG [2] in Paderborn hat Kreutzträger die Erfahrung gemacht, dass die Themen Industrie 4.0 [3] und MES [4]-Stammdaten Hand in Hand gehen. Als Design- und Fertigungsspezialist für komplexe Leichtmetallprodukte fokussiert die Heggemann AG auf zwei Zielgruppen mit sehr hohen Anforderungen: Zum einen beliefert sie die Automotive.Industrie im Premiumsegment, beispielsweise Bugatti oder Porsche. Zum anderen zählt die Aerospace-Industrie mit einer kompletten Lieferkette für Struktur- und Interieurbauteile, Flugzeugfahrwerke sowie Triebwerkskomponenten zur zweiten Zielgruppe. Selbst für die Trägerraketen aus der Arianeserie fertigt das Unternehmen Komponenten. In unmittelbarer Nachbarschaft zum Paderborner Flughafens beschäftigt die Heggemann AG rund 220 Mitarbeiter. Jeden Monat führen die Mitarbeiter rund 22.000 verschiedene Arbeitsschritte in verschachtelter Reihenfolge aus, um rund 1.500 unterschiedliche Produkte herzustellen. In der Vergangenheit bedeutete dies eine Vielzahl unterschiedlicher Prozesse und Systeme in der Fertigung. Aus Sicht von Niels Kreutzträger zu viele für eine moderne, schlanke und flexible Produktion im Sinn von Industrie 4.0. Hier wollte die Firma wegen steigender Kundenanforderungen und der geplanten Erweiterung der Produktionsfläche um über 5.000 Quadratmeter ansetzen.

Die Anforderungen im Blick

Um Einblick in dieses Dickicht zu erhalten, untersuchte ein Projektteam bei einer Supply Chain-Analyse alle Prozesse und Systeme von der Angebotserstellung bis zum Versand. Bei der Heggemann AG sind vertriebliche und produktionstechnische Komponenten stark miteinander verzahnt. Hier wollte die Heggemann AG mit der Einführung eines standardisierten Projektmanagementprozesses die Termintreue und Produktqualität absichern. Bei Analyse der Software-Systeme in der Fertigung fiel auf, dass die Fertigungsfeinplanun [5]g zu starr war: „Einzelne Arbeitsgänge ließen sich nicht flexibel per Drag&Drop verschieben und waren anonym, also für den Anwender kaum nachvollziehbar. Auch konnte die Auswirkung von Verschiebungen auf konkurrierende Aufträge nicht anschaulich dargestellt werden. Eine Simulation unterschiedlicher Planungsszenarien war überhaupt nicht möglich“, berichtet Betriebsleiter Kreutzträger, „unsere Fertigungsplanung arbeitete immer mit Rückstand, eine Zukunftsplanung war auch aufgrund fehlender oder alter Betriebsdaten nie realistisch.“ Die bis dato bei Heggemann eingesetzte starre BDE [6] Betriebsdatenerfassung wurde Stand alone ohne Vernetzung mit dem ERP [7]-System über ein Sekundärsystem abgebildet. Kurzum: Die Produktion bot reichlich Optimierungspotenzial.

Neue Shop Floor-IT sollte her

Die Heggemann AG entschied, die vorhandene IT-Landschaft von Grund auf zu erneuern. Nach einem weitreichenden Evaluierungsprozess fiel die Wahl auf die MES-Anwendung des Software-Herstellers Proxia. In Bezug auf die Betriebsdatenerfassung überzeugte den Betriebsleiter zum Beispiel die Handhabung. Um die Betriebsdaten zu erfassen und so gesicherte MES-Stammdaten aus der Produktion zu erhalten, hat das Heggemann-Projektteam alle 75 Fertigungsressourcen wie Maschinen, Anlagen und Montagearbeitsplätze mit Tablet-PCs ausgestattet. Das flexible Datenerfassungssystem ist der Grundstein für die Umsetzung des Lean Production-Prinzips im Betrieb und den eingeführten kontinuierlichen Verbesserungsprozess, kurz KVP. Kreutzträger: „Die MES-Stammdaten sind ein essentieller Faktor für Industrie 4.0. Alleine schon durch die Transparenz, die durch die lückenlose Datenerfassung entsteht, sehen wir, wo die Flaschenhälse und Optimierungspotentiale in unserer Fertigung liegen.“

Granulare Planung ermöglicht

Im nächsten Schritt wurde die Feinplanung der MES-Anwendung in den internen Supply Chain-Prozess bei Heggemann implementiert. Aus der Shop Floor-Ebene wird der Leitstand mit den Betriebsdaten der BDE-Software versorgt, aus der ERP-Ebene mit allen Auftrags-, Projekt- und Termindaten. Um den Datentransfer zwischen der ERP-Lösung von Proalpha und dem MES-Leitstand zu ermöglichen, entwickelte der IT-Dienstleister Take-IT aus Paderborn eigens eine Schnittstelle.

Inmitten der Lieferkette

Die neue Intralogistik-Prozesskette sieht nun so aus: Sobald ein Kunde den Auftrag erteilt, legt die Arbeitsvorbereitung einen Fertigungsauftrag im ERP-System mit Vorgabezeiten basierend auf den MES-Stammdaten aus der Fertigung an. Die ERP-Lösung plant nun grob gegen unbegrenzte Kapazitäten. Anschließend erfolgt im Proxia-Leitstand die Feinplanung in Bezug auf alle verfügbaren, begrenzenden Produktionsressourcen (Maschinen, Material, Mitarbeiter und so weiter) und der Ist-Auslastung. Das Ergebnis meldet der Leitstand an die ERP-Lösung als Basis für die Abweichungs-/Engpassanlyse. Jetzt können die Planer bei Heggemann ein passendes Szenario unter verschiedenen Prämissen wählen. Der Leitstand hilft bei dabei mit Simulationsfunktionen. So ist beispielsweise das Blocken von Kapazitäten oder Kompetenzen für Vertrieb und Produktionsleitung möglich. Sind die Planer mit dem Ergebnis zufrieden, werden sie auf die BDE-Software der Tablet-PCs in der Fertigung übertragen und die Werker arbeiten sie ab. Rückmeldungen zum Auftragsfortschritt gelangen über die BDE auch ins ERP-System.

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Bild: Proxia Software AG

Planungsgüte stetig verbessert

Im abteilungsübergreifend eingeführten Fertigungsjournal erfasst die Heggemann AG alle planungsrelevanten, dezentral vorhandenen Informationen. Dieser Datenbestand hilft beim innerbetrieblichen Austausch und bei der Ableitung von KVP-Maßnahmen. Jeden Tag erhalten die Abteilungsleiter eine Übersicht, um etwa Zeiten überprüfen zu können. Die Analyse der Plan-/Ist-Zeiten auf Tagesbasis sorgte für eine kontinuierliche Verbesserung der Stammdaten und damit der tatsächlichen Planungsgüte.

Jan Wilkening, Leitung Fertigungssteuerung Heggemann AG, bei der Arbeit. [9]

Bild: Proxia Software AG

Lieferanten integriert

Das MES infomiert die Werker zudem über Auftragsänderungen, die Lieferanten im B2B-Portal der Heggemann AG eintragen. Das dafür führende System Proalpha leitet diese Informationen an das MES weiter und sorgt so dafür, dass auch Lieferanten direkt in die Lieferkette integriert werden. Für die Kunden hat das den Vorteil, schnell über etwaige Veränderungen bei Lieferterminen informiert zu sein.

Lean durch MES-Stammdaten

Die MES-Stammdaten stehen der Mitarbeitern für ihre Produktionsplanung und Arbeitsvorbereitung ständig zur Verfügung. Sie gehören zum Produktionsgedächtnis und sind damit essenzieller Bestandteil von Industrie 4.0, oder wie Herr Kreutzträger es ausdrückt: „Das Thema MES-Stammdaten klingt zwar nicht so schick wie Industrie 4.0, aber ohne saubere Stammdaten lässt sich Industrie 4.0 einfach nicht umsetzen.“ Zudem unterstützte die MES-Lösung die tiefgreifende Veränderungen in der Unternehmensorganisation der Heggeman AG wie standardisierte Prozesse und werksgültige Vorgaben. Die Abteilungsleiter haben nun automatisch eine Übersicht über den Arbeitsvorrat vorliegen, der am Vortag nicht abgearbeitet wurde. Außerdem stellt die Firma ihren Kunden nun nun eine Übersicht mit MES-Daten zur Verfügung, in dem Änderungen aufgeführt sind. Entscheidungen für die Fertigung werden nun zentral auf Basis aller relevanten Informationen und MES-Stammdaten getroffen. Je weiter die Heggemann AG bei ihrer Fertigungsorganisation vorankommt, umso mehr rücken saubere und genaue MES-Stammdaten ins Zentrum, wie Kreutzträger sagt: „Durch die MES-Einführung haben wir bei Heggemann zunächst einen wichtigen Reinigungsprozess durchlaufen. Wir konnten durch die Erfassung von Stammdaten Workflows schlank und effizient gestalten, benötigte Transparenz herstellen und dadurch eine solide Grundlage für Industrie 4.0 schaffen.“

Erfassungsmaske der BDE-Software für die Feinplanung [10]

Bild: Proxia Software AG