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Belastbare Sollzeiten für Arbeitsplaner

Arbeitsvorbereitung

Belastbare Sollzeiten für Arbeitsplaner

Sukzessive baut der Hersteller von Abfüll- und Verpackungsanlagen KHS seine Arbeitsvorbereitung mit IT-basierten Planungswerkzeugen aus. Das soll die Arbeitsplaner in die Lage versetzen, exakte Pläne für die mechanische Fertigung und Montage zu generieren, die nachvollziehbare und reproduzierbare Ergebnisse liefern.

Arbeitsplaner im Blick auf die Flaschenreinigungsmaschine in der Montage [1]

Bild: KHS GmbH

Der Hersteller von Abfüll- und Verpackungsanlagen für die Getränke-, Food- und Nonfood-Industrie, die KHS GmbH [2], liefert seine Erzeugnisse weltweit aus. Das Unternehmen ist aus dem Zusammenschluss der Holstein & Kappert AG mit der Seitz-Werke GmbH im Jahr 1993 hervorgegangen. Die KHS GmbH mit Sitz in Dortmund ist eine Tochtergesellschaft der Salzgitter-Klöckner-Werke GmbH. Die 4.995 Mitarbeiter erwirtschafteten 2016 in den Werken im In- und Ausland einen Umsatz von rund 1,18 Milliarden Euro. Kennzeichnend für das Werk Dortmund ist die Bündelung der Kompetenzzentren für Reinigungs-, Pasteur-, Inspektions-, Etikettier- und Transporttechnik. Der Maschinenpark besteht aus konventionellen Werkzeugmaschinen mit Dreh-, Fräs- und Bohrmaschinen sowie CNC-Bearbeitungszentren. Die dort hergestellten Teile sind Komponenten der KHS-Maschinen und weisen insbesondere bei der mechanischen Bearbeitung eine hohe Fertigungstiefe auf. Lange Jahre basierten die Vorgabezeiten für die Arbeitsplanerstellung und Fertigung auf erfassten Refa-Zeiten und Erfahrungswerten. Die Genauigkeit dieser Planzeiten war stets mit nicht einschätzbaren Unschärfen behaftet. Hierzu trug die Vielfalt und die Wechselwirkung der dynamischen Faktoren in Bezug auf Maschinenperformance, Werkzeuge und Werkstoffe bei. Im Jahr 2005 fiel die Entscheidung, die adaptive Software Hsplan in die Arbeitsvorbereitung der Dortmunder KHS einzuführen. Diese Lösung der HSI GmbH aus Erfurt ist speziell für die Erstellung von Arbeitsplänen einschließlich der Sollzeitermittlung ausgelegt. Die wesentlichsten Auswahlkriterien bestanden darin, mehr Nachvollziehbarkeit und Planungssicherheit zu erhalten und eine Integration in das ERP-System [3] von SAP zu ermöglichen.

In SAP ERP integriert

Mit der Anwendung Hsplan können Planer Fertigungszeiten schnell und zuverlässig ermitteln. Die Technologiebasis der Software unterstützt nahezu alle mechanischen Bearbeitungsverfahren wie Drehen, Fräsen, Bohren, Schleifen und Erodieren. Diese Verfahrensbausteine verfügen über verfahrens- und kundenspezifische Technologiedaten wie Schnittwerte sowie Regelwerke zur Berechnung von Zeiten. Für die Integration des Planungswerkzeugs in das SAP-System sorgt das Modul HSplan/IS-SAP. Dabei wird das ERP um die Ebene der Arbeitsstufen innerhalb der Arbeitsvorgänge ergänzt. Während der Sollzeitermittlung und Arbeitsplanung bewegen sich Nutzer immer in der SAP-Oberfläche.

Erweiterungen sind möglich

Zu den bereits implementierten Verfahren sollten im Projekt die Bausteine Sägen und Oberflächenbeschichtung eingefügt werden. Um an realistische Vorgabezeiten zu gelangen, erfolgten REFA-gemäße Zeitstudien. Gleichzeitig wurden die Geometriedaten, Materialart der Werkstücke sowie die Arbeitsgangfolgen mit Zuordnung von Säge, Sägeverfahren und Sägeblatt dokumentiert. Außerdem galt es, gegebenenfalls unterschiedliche Maschinenstundensätze zu berücksichtigen. In einem zweiten Schritt wurden die Erkenntnisse im neu erstellten Regelwerk ‚Sägen‘ eingefügt. Dieses Vorgehen wurde für den Baustein ‚Beschichten‘ mit anderen Parametern wiederholt.

Planung der Montage

Darüber hinaus wollte KHS die stücklistenbasierte Software Hsmont nutzen, um exakte Vorgabezeiten zu ermitteln. Das Programm übernimmt die Auftragsstückliste aus dem ERP-System und ordnet den jeweiligen Positionen regelbasiert den betreffenden Montage- oder Demontageaufwand zu. Beim Öffnen einer Baugruppe zur Bearbeitung erfolgt die Referenzierung auf vorhandene Artikel. Handelt es sich nicht um Wiederholteile, also nicht zuvor bewertete Teile, kann auch im Dialog eine manuelle Zuordnung vorgenommen werden. Dieser Montageaufwand entspricht jeweils den Tätigkeiten für den Einbau eines Teiles oder einer Baugruppe in die nächst höhere Strukturebene. Neue Kauf- und Eigenfertigungsteile müssen einmalig bewertet werden. Baugruppen, in denen unbewertete Positionen enthalten sind, werden speziell gekennzeichnet. „Nachdem sich Hsplan mit Abschluss der ersten Einführungsphase in der mechanischen Fertigung etabliert hatte, startete man ein Hsmont-Pilotprojekt. Das Planungsobjekt beinhaltete die Montageprozesse zur Produktion einer Etikettiermaschine. Die Ergebnisse aus der Sollzeitermittlung und der generierten Arbeitspläne waren durchaus passabel. Allerdings ließ uns der Ersterfassungsaufwand zurückschrecken, der insbesondere auf die sehr komplexen Baugruppen zurückzuführen war. Daher legten wir diesen neuen Ansatz zur Seite und verblieben zunächst bei unserem bisherigen Schätzverfahren“, sagte Jean Pierre Huxsohl, zuständig für die Arbeitsplanung im Montagebereich der KHS GmbH.

Mit 600 Positionen umgehen

Dann ergab es sich, dass von einem anderen KHS-Werk ein Gebindetransport zur Montage in Dortmund zu übernehmen war. Die Übernahme von Aufwandsdaten und die Nutzung der auf Excel basierten Berechnungen waren sehr aufwendig, obwohl diese Erfahrungswerte der Kollegen zugrunde lagen. Für jede Baugruppe existierte eine eigene Excel-Tabelle. Die Stücklisten verfügen häufig über 500 bis 600 Positionen. „Mit der Aufgabe begaben wir uns quasi auf Neuland. Aufgrund der Kenntnisse im Umgang mit Hsmont erschien uns der Einsatz dieses Planungswerkzeugs als geradezu prädestiniert. Denn simpel formuliert: Wir lesen eine Stückliste ein und erhalten entsprechende Zeiten, welche in den Montagearbeitsplan einfließen“, schildert Huxsohl. Vorher passten Produzent und Softwarehersteller die Lösung noch ein wenig an. Es galt, Funktionsanforderungen zu formulieren, Zeitdaten in Tabellen zusammenzustellen und ins System einzupflegen. Mit Zuschlagsfaktoren lassen sich Mehraufwände, wie weiter Transportweg oder Zugänglichkeit berücksichtigen. Denn obwohl es sich mitunter um dasselbe Teil handelt, kann sich der Montageaufwand aufgrund der Randbedingungen deutlich unterscheiden. Dabei ist es durchaus sinnvoll, im System festzuhalten, dass die Befestigung mit einer M2-Schraube länger dauert als mit einer M8. Handelt es sich jedoch um eine M8, wird weniger Zeit gegenüber einer M16 oder M30 benötigt. Um den Abbildungsaufwand zu reduzieren, wurden Cluster durch Gruppierung von Normteilen gebildet. Die Nutzung von Hsmont zeigte so zufriedenstellende Ergebnisse, dass sukzessive auch für weitere insbesondere neue Baugruppen die Arbeitspläne mit diesem Planungswerkzeug generiert wurden. Bei zugekauften Baugruppen fängt das zu erfassende Tätigkeitsprofil mit dem Auspacken an.

Grundlage für die Feinplanung

Mit dem Einsatz der Software kamen immer wieder Änderungs- und Erweiterungswünsche auf, die sich auch stets umsetzen ließen. Ein Beispiel dafür war im Zusammenhang mit dem Gebindetransport die Frage, ob nicht auch Zeitbewertungsprozesse auf die Vormontagen anzuwenden seien. Betrachtet man dabei beispielsweise die Baugruppe ‚Förderer‘. So konnte bislang für diese Baugruppe nur eine Komplettzeit hinterlegt werden. Da eine derartige Baugruppe verschiedene Vormontagebausteine beinhaltet, ist es von Vorteil, jeweils über eine detaillierte Abbildung von den einzelnen Bausteinen zu verfügen. Denn auf diese Weise lässt sich in der Montage eine noch bessere Feinplanung erzielen. HSI wurde mit dieser Änderung beauftragt und konnte die Funktionalität nach einer Testphase auf dem Entwicklungssystem Anfang 2017 auf das Produktivsystem von KHS in Dortmund ausrollen. Der Vorteil liegt in der Präzision des Zahlenmaterials, das schnell zur Verfügung steht. Das System bietet dem Anwender die Möglichkeit, die Technologiedaten und Regelwerke jederzeit entsprechend neuer Erkenntnisse zu modifizieren. Auf diese Weise kann über Jahre hinweg die fertigungstechnologische Entwicklung im Unternehmen im Kalkulations- und Planungssystem abgebildet werden. Diese permanente Prozessoptimierung sowie die Nutzung der aktuellen Wissensbasis sorgen für eine längere Investitions- und höhere Planungssicherheit in der Arbeitsvorbereitung.