MES-Einführung: 15 Prozent mehr Leistung in der Teilefertigung

307821 Praefernz1
Bild: Gebr. Heller Maschinenfabrik GmbH

Gebr. Heller Maschinenfabrik fertigt in Nürtingen und Brasilien überwiegend Einzelteile für die eigene Maschinenmontage. Neben den veralteten Fertigungsprozessen gab es bis vor einigen Jahren häufig Probleme mit der Termintreue, abhängige Gewerke wie Montage und Service mussten oft intervenieren. Das Thema ‚Digitalisierung‘ steckte noch in den Kinderschuhen. Die Rückmeldungen aus dem Fertigungsprozess wurden zwar als Ist-Zeit registriert, allerdings auf Basis der Eintragung auf dem Arbeitsschein durch den Werker. Es existierte zudem keine Trennung zwischen Maschinen- und Personalleistung. Die Soll-Vorgaben dienten eher als Richtschnur oder Vorschlag. Effizienzmessungen und Ähnliches erfolgten zwar bereits punktuell – jedoch verlief ein nachhaltiger Verbesserungsprozess aufgrund der fehlenden Transparenz meist rasch im Sande.

image 15
Bild: IGH Infotec AG

Verantwortliche erkennen Handlungsbedarf

Dies alles war der Führungsetage von Heller durchaus bewusst. Infolgedessen wurde beschlossen, die Fertigung zukunftsfähiger zu gestalten. Die Alternative wäre gewesen, die Fertigung zu schließen und die Teile extern zu beziehen. Für die Modernisierung der Fertigungsabläufe startete ein eigenes Projekt. Schnell zeigte sich, welche Hauptbereiche anzugehen sind: Es startete mit der genaueren Betrachtung des Maschinenparks. Hier erfolgte eine Klassifizierung der Maschinen und das Aussortieren unbedeutender und veralteter Maschinen. Anschließend wurde die Datenbasis betrachtet. Ein erstes Thema umfasste die Validierung der vorhandenen Soll-Daten gegenüber den Ist-Daten sowie die Detaillierung der zu erfassenden Daten. Hierunter fiel auch die Definition von Schlüsselkennzahlen wie KPI-Parametern sowie deren Darstellung für die Mitarbeiterebenen. In einem weiteren Schritt befasste sich das Team mit der Auswahl und Einführung einer Auftragsfeinplanung – basierend auf validen Produktionsdaten, um für Termintreue zu sorgen. Schließlich sollten auch Werkzeuge und Vorrichtungen (Equipment) systemseitig erfasst und das dort gebundene Kapital verringert werden.

Praeferenz3 Markus TheilingerundAnd 20240314080118
Bild: IGH Infotec AG

Produktionsabläufe unter die Lupe nehmen

Nach einer Planungsphase ging die Projektgruppe die Digitalisierung der Fertigungsprozesse an. Mit der Definition der Key-Performance-Indikatoren (KPI) startete das Teilprojekt. Den Beteiligten war bewusst, dass die Stammdaten der Arbeitspläne teils inkonsistent sind. Demzufolge sollte erst ein MES und dann die Feinplanung integriert werden. Damit sollte verhindert werden, die Feinplanung mit schlechten Plan-Daten zu befüllen. Sehr früh im Projekt wurde in den Arbeitsplänen die Maschinen- und Personalleistung voneinander getrennt. Diese Einordnung ist wesentlich zur korrekten Bewertung von Mehrmaschinenbedienungen, bei hauptzeitparallelen Rüstvorgängen oder mannlosen Schichten, in denen die Maschine so lange autark läuft, bis das Material abgearbeitet ist oder eine Störung eintritt. Es folgte die Definition der Fertigungs-Indikatoren. Ein wichtiger Punkt ist die Rückmeldequote, also die vom Werker zurückgemeldeten Zeiten. Dabei ist die Abweichung zwischen Arbeitszeit und Rückmeldezeit der zu betrachtende Wert. Der Hilfslohn oder die Nebenzeit wiederum ist ein Indikator, der die Produktivität beeinflusst. Die Messgröße Mehrverbrauch sagt aus, ob die Soll-Zeiten aufgrund von Störungen überschritten wurden. Hierbei ist relevant, dass der Werker eine Begründung bezüglich eines Mehrverbrauchs liefert. Aus diesen Kennzahlen lässt sich unter anderem die Non-Productive Time (NPT) berechnen. Bei Maschinen werden die Lauf- und Stillstandzeit in Relation zum Bearbeitungsauftrag betrachtet. Bei einem Stillstand rückt die Ursache wie Störung oder fehlendes Material in den Vordergrund. Auch Laufzeiten mit reduzierter Leistung – Stichwort Override – sind interessant. Stückzahl, Ausschuss und Nacharbeit sind zu erfassen. Anhand dieser und weiterer Indikatoren konnten die Datenpunkte festgelegt werden. Die Datenpunkte finden sich im Produktionsablauf (Werker), in der Maschine und im ERP-System wieder.

Rückmeldequote von 98 Prozent

Bei der Einführung des Manufacturing Execution Systems standen genau diese Datenpunkte im Fokus. Eine aufwendige Schnittstelle zum ERP-System erübrigte sich, da die Entscheidung auf eine in SAP-Software integrierte Systemumgebung fiel. Somit standen die Datenpunkte innerhalb des ERP schon zur Verfügung. Bei der Konfiguration der Shopfloor-Dialoge achtete die Projektgruppe darauf, dass Werkern die notwendigen Informationen zum aktuellen Auftrag zur Verfügung stehen und sie die Daten zum Ablauf einfach erfassen können. Die ERP-Integration sorgt für aktuelle Auftrags- und Materialdaten. Der Datenaustausch zwischen den Maschinen ließ sich rasch umsetzen. Zahlreiche Maschinen verfügten bereits über einen integrierten OPC-Server in der Steuerung. Die Brown- sowie relevanten Blackfield-Maschinen erhielten einen I/O-Wandler, um Daten austauschen zu können. Demzufolge sind für die monetären Bewertungen der Abläufe nur eine Hand voll Maschinendaten notwendig. Das MES ging recht reibungslos in Betrieb – und nach anfänglicher Skepsis erledigten die Mitarbeitenden ihre Rückmeldungen an den Terminals mit zunehmender Routine. Die Rückmeldequote stieg steil an und pendelte sich schließlich bei rund 98 Prozent ein.

Zeitnahe Auswertung für Optimierungen

Rasch stellte sich der Effekt ein, dass Unstimmigkeiten wie Zeitüberschreitungen, Fehlbelegungen und so weiter direkt auffielen. Meister und Werker können diese unmittelbar besprechen. Offene Fragen lassen sich zeitnah klären und die Abläufe falls erforderlich entsprechend anpassen. Vor der Umstellung ließen sich vor allem kleinere Probleme kaum zeitnah adressieren. Es fehlte die zeitnah ersichtbare Erfassung der Rückmeldedaten sowie eine brauchbare Auswertung.

Dashboards für die Mitarbeitenden

Die Auswertungen der erfassten Daten orientierte sich an den definierten Indikatoren. Es folgte die Erstellung personalisierter Dashboards für die Funktionsebenen wie Werker, Meister, Qualitätssicherung, Arbeitsvorbereitung und so weiter. Die Mitarbeiter des Projektteams entwickelten auf der Basis dieser Dashboards Handlungsanweisungen, wie im Fall einer Abweichung zu verfahren ist. So gibt es bei einer als relevant eingeschätzten Soll-Ist-Abweichung einen vorgeschriebenen Handlungsstrang mit eindeutig zugewiesenen Verantwortlichkeiten. So sollen Probleme konsequent, nachvollziehbar und wirkungsvoll aus dem Weg geräumt werden, um für mehr Effizienz im Fertigungsbetrieb zu sorgen. Auf diesen Grundlagen findet inzwischen ein tägliches Shopfloor-Meeting statt. Regeln, ein fester Zeitrahmen und wiederkehrende Themengruppen sollen den Erfolg dieses Tools sicherstellen.

Transparenz in Leistung überführt

Die Verantwortlichen zogen nach drei Jahren Projektzeit ein positives Fazit. Die Rückmeldequote liegt inzwischen sogar bei rund 99 Prozent. Der Hilfslohn respektive die Nebenzeiten ließen sich um 45 Prozent verringern. Darüber hinaus reduzierten sich die Abweichungen gegenüber den Ist-Vorgaben, also die Mehrarbeit. Prozesse zur Nacharbeit, Qualitätssicherung sowie die Liegezeiten sind nun nachvollziehbar. Auch die Maschinenverfügbarkeit stieg an. Letztendlich verbucht Heller einen Leistungsgewinn von 33.500 Stunden bei rund 200 operativ tätigen Mitarbeitern: 15 Prozent Zuwachs in zwei Jahren. Wesentlich für verbesserte Wettbewerbsfähigkeit sind die heute deutlich besseren Abläufe – was auf Basis der MES-Kennzahlentransparenz gelang.

Autoren:

Andre Hörmandinger ist im Vorstand der IGH Infotec AG.

Markus Theilinger ist Head of Manufacturing Control and Administration bei Gebr. Heller Maschinenfabrik GmbH.



  • Hesthaven neuer KIT-Präsident

    Hesthaven neuer KIT-Präsident

    Jan S. Hesthaven folgt auf Holger Hanselka Hesthaven neuer KIT-Präsident Prof. Jan S. Hesthaven wird neuer Präsident des Karlsruher Instituts für Technologie. Er folgt auf Prof. Holger Hanselka, der Mitte…

    mehr lesen: Hesthaven neuer KIT-Präsident

  • Nostradamus arbeitet an europäischer Quanten-Testinfrastruktur

    Nostradamus arbeitet an europäischer Quanten-Testinfrastruktur

    Kommunikationsnetz mit Quantenverschlüsselung Nostradamus arbeitet an europäischer Quanten-Testinfrastruktur Ein von der Telekom geführtes Konsortium verantwortet den Aufbau von Quanten-Testinfrastruktur für Europa. Die Europäische Union will damit die Sicherheit ihrer Kommunikationsnetze,…

    mehr lesen: Nostradamus arbeitet an europäischer Quanten-Testinfrastruktur

  • Unternehmen ziehen gemischte LkSG-Bilanz

    Unternehmen ziehen gemischte LkSG-Bilanz

    Ein Jahr Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz Unternehmen ziehen gemischte LkSG-Bilanz Eine Studie von IntegrityNext zeigt, dass Unternehmen ab 3.000 Mitarbeitenden eine mäßig positive Bilanz nach dem ersten Jahr des Lieferkettensorgfaltspflichtengesetzes (LkSG) ziehen. Als…

    mehr lesen: Unternehmen ziehen gemischte LkSG-Bilanz

  • Umati eröffnet Showroom in China

    Umati eröffnet Showroom in China

    Ab sofort können sich Interessierte auch in China live von den Vorteilen offener, standardisierter Schnittstellen auf Basis von OPC UA überzeugen und Umati besser kennenlernen. Die gemeinsame Konnektivitätsinitiative von VDW…

    mehr lesen: Umati eröffnet Showroom in China

  • Vagner Rego wird neuer Chef von Atlas Copco

    Vagner Rego wird neuer Chef von Atlas Copco

    Ab Mai in neuer Position Vagner Rego wird neuer Chef von Atlas Copco Zum 1. Mai übernimmt der Brasilianer Vagner Rego beim schwedischen Industriekonzern Atlas Copco die Position des Präsidenten…

    mehr lesen: Vagner Rego wird neuer Chef von Atlas Copco

  • Mehr Sicherheit für 5G/6G-Infrastrukturen

    Mehr Sicherheit für 5G/6G-Infrastrukturen

    Forschungsprojekt RealSec5G Mehr Sicherheit für 5G/6G-Infrastrukturen Im Projekt ’RealSec5G’ sollen die Anforderungen der Datensicherheit in Kommunikationsgeräten für 5G/6G-Infrastrukturen in einem deterministischen Time-Sensitive-Netzwerk (TSN) erprobt werden. Im Projekt konzipiert das Fraunhofer-Institut…

    mehr lesen: Mehr Sicherheit für 5G/6G-Infrastrukturen

  • Synostik stellt Geschäftsführer Maik Ekert vor

    Synostik stellt Geschäftsführer Maik Ekert vor

    Mit sofortiger Wirkung Synostik stellt Geschäftsführer Maik Ekert vor Der IT-Dienstleister Synostik gibt Veränderungen in der Führungsebene bekannt und hat Maik Ekert mit sofortiger Wirkung zum Geschäftsführer ernannt.

    mehr lesen: Synostik stellt Geschäftsführer Maik Ekert vor

  • Aleph Alpha erweitert Führungsteam

    Aleph Alpha erweitert Führungsteam

    Jan Hiesserich ist neuer Vice President of Strategy & Communications bei Aleph Alpha. Er kommt vom US-Datenanalyse-Spezialisten Palantir Technologies zum Heidelberger KI-Startup.

    mehr lesen: Aleph Alpha erweitert Führungsteam

  • Fabian Kuttenkeuler leitet Vertrieb

    Fabian Kuttenkeuler leitet Vertrieb

    Wechsel bei Kontron Electronics Fabian Kuttenkeuler leitet Vertrieb Kontron Electronics hat einen neuen Vertriebsleiter. Fabian Kuttenkeuler übernimmt das Amt von Franz Ott, der neuer Business Development Manager des Unternehmens wird.

    mehr lesen: Fabian Kuttenkeuler leitet Vertrieb

  • KI und Hochleistungscomputer beschleunigen Forschung

    KI und Hochleistungscomputer beschleunigen Forschung

    Materialwissenschaft KI und Hochleistungscomputer beschleunigen Forschung Forschende gehen davon aus, ihre Arbeit mit einer Kombination aus künstlicher Intelligenz (KI) und Cloud Computing auf ein Tempo beschleunigen zu können, das bis…

    mehr lesen: KI und Hochleistungscomputer beschleunigen Forschung

  • Antrieb 4.0: Forschung für zukunftsfähige Antriebslösungen

    Antrieb 4.0: Forschung für zukunftsfähige Antriebslösungen

    Antriebe der Zukunft entwickeln Antrieb 4.0: Forschung für zukunftsfähige Antriebslösungen Im Forschungsprojekt Antrieb 4.0 sollen Ansätze für mehr Effizienz und Nachhaltigkeit in Antriebssystemen entwickelt werden. Ein Use Case zielt darauf…

    mehr lesen: Antrieb 4.0: Forschung für zukunftsfähige Antriebslösungen

  • Die industrielle Bildverarbeitung in der Automobilbranche

    Die industrielle Bildverarbeitung in der Automobilbranche

    Vergleich zwischen Deutschland und Großbritannien Die industrielle Bildverarbeitung in der Automobilbranche 43 Prozent der deutschen Automotive-Unternehmen setzen KI in der Bildverarbeitung ein. In Großbritannien sind es mehr als die Hälfte.…

    mehr lesen: Die industrielle Bildverarbeitung in der Automobilbranche