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Ausgewählte Ausgabe: 05-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Fertigung auf dem Weg in die Industrie 4.0

Produzierende Unternehmen müssen mehr denn je auf Effektivität und Flexibilität in der Fertigung achten, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Insbesondere bei einer Just-in-time-Produktion ist ein hohes Maß an Transparenz gefragt, wenn es um zeitnahe Rückmeldungen über Produktionszeiten, gefertigte Stückzahlen oder Ausschussmengen geht. Ein Manufacturing Execution System (MES) liefert dabei die notwendigen Informationen über das aktuelle Fertigungsgeschehen und die Maschinenzustände. Angepasst an die individuelle Anforderung ist es als „Lean MES“ ein entscheidender Schritt in Richtung Industrie 4.0.


Fertigungsplaner beginnen ihren Arbeitstag oft damit, sich einen Überblick über die Produktion der vergangenen Nacht zu verschaffen. Die Informationen dazu erhalten sie vom Fertigungsleiter. Allerdings ist das Risiko groß, dass der Fertigungsleiter den Planer nur unzureichend oder sogar unbewusst mit falschen Informationen versorgt.

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Bild 1.
Ein „Manufacturing Execution System“ (MES) sorgt für wesentlich mehr Transparenz bei der Planung und Steuerung von Produktionsprozessen.

Um diesen fehleranfälligen und gleichzeitig zeitaufwendigen Informationstransfer zu vermeiden, suchen Unternehmen immer häufiger nach Lösungen, die ihnen die notwendige Transparenz über das aktuelle Fertigungsgeschehen geben, um zum Beispiel Schwachstellen bei Maschinen oder Werkzeugen rechtzeitig zu erkennen und proaktiv entsprechende Abstellungsmaßnahmen ergreifen zu können, Bild 1.
Wenn hierarchisch geordnete Fertigungsprozesse mit MES-Lösungen digitalisiert sind, liegt die Herausforderung nicht etwa darin, die notwendigen Informationen über Stückzahlen, Ausschussmengen oder Produktions-, Rüst- und Stillstandzeiten zu generieren, sondern die bereits vorhandene Datenmenge (Big Data) sinnvoll zu nutzen. Es muss eine Vernetzung in der Kommunikation zwischen Mensch und Maschine sowie zwischen Maschine und Maschine (M2M-Kommunikation) stattfinden. Die hierarchische Fertigungsstruktur weicht einer vertikalen und horizontalen Integration sämtlicher an der Fertigung beteiligter Prozesse. Die smarte Fabrik (Smart Factory) funktioniert dezentral – ihre Grundlage ist das MES.

Vernetzung schafft Transparenz

Durch die Digitalisierung stehen Fertigungsplanern Unmengen an Daten aus der Maschinen- und Betriebsdatenerfassung (MDE/BDE) zur Verfügung. MES-Lösungen verknüpfen diese Daten und stellen die Informationen bereit, die für eine effiziente Produktionssteuerung relevant sind, Bild 2. Auf diese Weise können Daten soweit ausgewertet werden, dass sich für jede Maschine beispielsweise die einzelnen Unterbrechungsgründe identifizieren lassen.

Bild 2.  Mit der modularen MES-Lösung „bisoft solutions“ können Verantwortliche schneller reagieren und vorausschauend planen.

Bild 2.
Mit der modularen MES-Lösung „bisoft solutions“ können Verantwortliche schneller reagieren und vorausschauend planen.


Die Störung oder der Ausfall eines Werkzeugs gehört mit zu den Hauptursachen, die einen Maschinenstillstand nach sich ziehen. Gerade beim Ausfall während einer Fertigung muss schnell gehandelt werden, um die Stillstandzeit möglichst kurz zu halten und mit der Lieferung nicht in Verzug zu geraten. Über ein MES erhält jeder Maschinenbediener konkrete Informationen zum Zustand des eingesetzten Werkzeugs und kann so rechtzeitig eingreifen, bevor es zu einem Ausfall oder einer Störung kommt.
Mit „Big Data Forward Analytics“ können Unternehmen sogar eine vorbeugende Werkzeugwartung einführen, da das MES den Werkzeugverschleiß durch festgelegte Verschleißgrade kontrolliert und so frühzeitig erkennt, wenn das Werkzeug ausgetauscht werden muss. Mehr noch: Durch die Analyse der MDE/BDE-Daten kann die Stillstandzeit der Maschinen für den Werkzeugaustausch in Abhängigkeit zu allen anderen Maschinen in der Fertigung geplant werden, sodass es keinen Produktionsausfall gibt. Kommt es dennoch zu einer Unterbrechung an einer Maschine, erhält der Fertigungsplaner über das MES anhand vordefinierter Unterbrechungsgründe die notwendige Transparenz, um den Ursachen für den Werkzeugausfall auf den Grund zu gehen. Damit lassen sich auch Häufigkeiten für Ausfallursachen identifizieren, anhand derer Fertigungsprozesse optimiert werden können.
Eine MES-Lösung beschränkt sich jedoch nicht nur auf die Produktionshalle. Sie zieht sich vielmehr „wie ein roter Faden“ durch das gesamte Unternehmen. Über eine Anbindung an das ERP (Enterprise Resource Planning)-System erhält das MES sämtliche Auftragsinformationen und sammelt während der Produktion alle wichtigen Fertigungsdaten. Ist ein Auftrag beendet, wird automatisch ein „Time Ticket“ ans ERP-Programm gesendet. Besonderer Vorteil dabei ist, dass die Auftrags- und Fertigungsdaten synchronisiert sowohl im ERP als auch im MES vorliegen. Damit lassen sich einerseits zum Beispiel in der Disposition die entsprechenden Analysen vornehmen. Andererseits können weitere Abteilungen – etwa das Controlling – auf die für sie relevanten Daten im ERP zugreifen, um zukünftige Bedarfe zu planen oder Produktionskosten zu berechnen. Letztendlich erhöht ein MES auch die Transparenz zwischen verschiedenen Produktionsstandorten, indem etwa die Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Effectiviness – OEE) zwischen einzelnen Standorten auf eine einheitliche Datenbasis gestellt wird und damit einzelne Kennzahlen vergleichbar werden.

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Autoren

 Michael Möller

Geschäftsführer von gbo datacomp in Augsburg

Erfahrener...

... Full-Service-Dienstleister

Das Unternehmen gbo datacomp bietet ganzheitliche Lösungen im Bereich Fertigungsmanagementsysteme (MES) an. Der Augsburger Lösungsanbieter mit Standorten in Rimbach, Heilbronn, Gütersloh, Hannover, Hamburg und Berlin kann dabei auf eine 30-jährige Erfahrung zurückgreifen. Basierend auf der modularen MES-Lösung „bisoft solutions“ umfasst das Leistungsangebot alle Hardware- und Software-Produkte zur Erfassung, Verarbeitung und Auswertung von Produktionsdaten.
gbo datacomp GmbH, Schertlinstr. 12 a, 86159 Augsburg, Tel. 0821 / 59 70 10, Fax 0821 / 58 17 93, E-Mail: info@gbo-datacomp.de, Internet: www.gbo-datacomp.de

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