Instandhaltung lässt sich nur schwer feinplanen
In der Instandhaltung, insbesondere bei der Reparatur komplexer Teile, sind die Anforderungen an die Flexibilität einer Produktionssteuerung besonders hoch, da die durchzuführenden Arbeitsvorgänge erst mit der Befundung festgelegt werden. Zudem sind die Bearbeitungszeiten selbst vom Zustand der zu reparierenden Teile abhängig. Die Verzahnung der einzelnen Arbeitsschritte zur optimalen Nutzung begrenzter Ressourcen und zur Minimierung der Durchlaufzeiten ist eine anspruchsvolle Aufgabe, die mit einer herkömmlichen zentralen Feinplanung kaum zu schaffen ist. Die Tür ist offen für neue Ansätze und das Konzept von Industrie 4.0 könnte hier beispielhafte Anwendung finden.
Internet der Dinge und Mitarbeiter
Der im Rahmen von Industrie 4.0 häufig verwendete Begriff ‚Internet der Dinge‘ verschleiert die Tatsache, dass die Arbeit in den meisten Fällen von Menschen durchgeführt wird. Bei der Instandhaltung ist das besonders deutlich und ein Konzept zur Produktionssteuerung, das den Menschen als wesentliche Einflussgröße ausklammert, ist von vornherein zum Scheitern verurteilt. Das gilt auch für Industrie 4.0-Ansätze. Auch wenn von cyberphysischen Systemen (CPS) gesprochen wird, muss es eine Verbindung zum Mitarbeiter als ausführendes Organ geben, über die eine Selbststeuerung des Produktionsprozesses erfolgen kann. Die Basis des Industrie 4.0-Gedankens ist, dass die CPS miteinander kommunizieren. Eine hierarchisch organisierte Einbindung des Menschen über die Betriebs- und Maschinendatenerfassung (BDE/MDE) und Man-Machine-Interfaces (MMI) dürfte die Möglichkeiten von Industrie 4.0-Konzepten gravierend einschränken. Auch hier sind neue Konzepte gefragt, die einerseits Mitarbeiter möglichst entlasten und andererseits ausreichend Information für die Optimierung der Produktionssteuerung liefern.
Weniger Belastung für das Personal
Im Rahmen der durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Forschungsprojekte Agilita und Celeritas wurde ein agentenbasiertes Manufacturing Execution System (MES) entwickelt, das auf technischen Merkmalen von Industrie 4.0-Konzepten basiert. Bei Celeritas wurde nach Möglichkeiten gesucht, die Bedienung von EDV-Eingaben für den Werker zu minimieren. Herausgekommen ist eine Methode, nach welcher der geplante Produktionsablauf auf den Werker-Terminals in Realzeit simuliert und visualisiert wird. Dadurch kann der Werker den Schlupf zwischen Planung und Realität zeitnah erkennen und korrigierend eingreifen, indem er den simulierten Ablauf bremst oder beschleunigt. So kann die Planung auf die reale Entwicklung angepasst werden, der Schlupf verschwindet.
Im Umkehrschluss ist keine Bedienung erforderlich, wenn die Instandhaltungsarbeiten mit den Vorgaben aus der Planung übereinstimmen. Damit könnte auch die klassische BDE überflüssig werden, denn wenn Planung und Realität synchron sind, können auch die Daten der Planung zur Darstellung des aktuellen Zustandes verwendet werden. Jeder Mitarbeiter kann sich auf seine Arbeiten konzentrieren und hin und wieder mit einem Blick auf sein Terminal überwachen, ob die Feinplanung dem realen Arbeitsablauf entspricht. Wenn er dabei durch weitere Messungen unterstützt wird, zum Beispiel über RFID-Leser an markanten Punkten oder die Kommunikation der verwendeten Gerätschaften, wird auch der Aufwand zur Überwachung des Schlupfes in der Produktionssteuerung minimiert.
Rückkopplung auf die Feinplanung
Mit der stetigen Korrektur der geplanten Abläufe ändern sich die Parameter des aktuellen Arbeitsschrittes. Über Kommunikation lassen sich diese Änderungen sowohl an andere Terminals als auch an den Feinplanungsagenten übertragen. Daraus ergeben sich zeitliche Verschiebungen der Arbeitsschritte im Gantt-Diagramm der grafischen Feinplanung. Der Feinplaner kann seine Planungen für die Zukunft an die aktuellen Änderungen anpassen. Nach der Korrektur der Feinplanung für die zukünftigen Arbeitsschritte werden die neuen Planungsdaten an die Terminals gesendet und dort für die weitere Simulation verwendet. Werker und Planer arbeiten so Hand in Hand zur laufenden Optimierung der Fertigung.
