Agiles Fertigungsmanagement dank individueller Workflows

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2/11
Eine Publikation der WIN-Verlag GmbH & Co. KG
www.digital-manufacturing-magazin.de
AU F B AU U N D O P T I M I E R U N G I T - G E S T Ü T Z T E R P R O D U K T I O N S P R O Z E S S E
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NEUES JOBDISPO MES
Agiles Fertigungsmanagement
dank individueller Workflows
EDITORIAL
Inhalt
LIEBE LESER,
03 „Qualitätssicherung“ gefeiert
Nachlese: Fachmesse Control
04 Aktuell
News aus der Branche
06 Analysen – Probleme – Lösungen
Studie zu Produktionskennzahlen
09 Manufacturing Excellence Days
Prozesse optimieren mit MES
10 Mit individuellen Workflows zum
agilen Fertigungsmanagement
Titelstory: FAUSER JobDISPO Core
12 Qualitätskosten deutlich senken
Traceability-Lösungen
14 Produktion mit Mobile Apps
Mobile IT-Lösungen in
Produktionsumgebungen
16 Mobiler Zugriff auf aktuelle
Produktionsdaten
Business Intelligence in der
Fertigung
18 SMT-Prozesse im Griff
MES ermöglicht umfassende
Surface-Mount-TechnologyAnlagenintegration
Rainer Trummer, Chefredakteur
Titelbild: FAUSER AG
20 Digitaler Fabrikbetrieb
Logische Schnittstelle zwischen
Maschinen und MES
23 Skalierbare Lösungen in
der Industrie
RFID-Lösungen im Umfeld
der Produktion
Kennziffern
Liebe Leser,
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die Produktionssteuerung anhand von Kennzahlen zu optimieren, wird für Fertigungsunternehmen immer wichtiger. Zu diesem Ergebnis kommt eine Erhebung der FELTEN
Group, in der eine aktuelle Studie unter mittelständischen
und großen Produktionsunternehmen den Ergebnissen einer gleichen Befragung aus dem Jahr 2009 gegenübergestellt wird. Danach geben die Firmen ähnlich wie 2009 fast
zu zwei Dritteln an, dass Key Perfomance Indicators (KPI) immer wichtiger für das effiziente Management von Fertigungsprozessen werden, für
weitere 24 Prozent haben sie eine mittlere Bedeutung. Das hohe Ansehen
von KPIs ist nicht unbegründet, schließlich geben diese Daten bei richtiger
Anwendung und präziser Auswertung eine hilfreiche Auskunft zu Bearbeitungszeiten, Ausschussquoten, Nutzungsgraden oder zu Qualitätskosten. Ebenso lassen sich Fehlerhäufigkeiten und Prozessstabilität sinnvoll
erheben. Damit liefern KPIs wichtige Informationen für Produktionsverantwortliche, die richtigen Maßnahmen zu ergreifen. Der Trend geht nun
in Richtung mobiler Kennzahlennutzung. Der Anwender muss keine Software mehr installieren, um die aktuellen Produktionskennzahlen abzurufen. Er kann sie per Browser ortsungebunden einsehen oder auf seinem
Smartphone oder Tablet-PC kontrollieren. Kontrolle ohne Grenzen also.
JobDISPO ERP / MES /
MDE / BDE / EAI
Die FAUSER
D
AG entwickelt,
A
vvertreibt und
wartet seit 1994
w
die Softwared
SSuite JobDISPO
– eine modular
aaufgebaute
Plattform von
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Lösungen für ERP, MES, MDE/
BDE und EAI.
An vier Standorten in Deutschland, von einer Tochterfirma
in Ungarn und zahlreichen
Vertriebs- und Service-Partnern in Europa und den USA
werden derzeit 700 Kunden
betreut. Mittelständische
Unternehmen in produzierenden Branchen der Metall- und
Kunststoffbearbeitung ebenso
wie in Handel oder Dienstleistung profitieren von den
flexibel anpassbaren und intuitiv bedienbaren JobDISPOLösungen.
Mit JobDISPO Core präsentiert
die FAUSER AG eine revolutionäre neue Technologie, die
zunächst in den Modulen MES
und MDE/BDE zum Ausdruck
kommt. Hier erhöht sich die
Rechenleistung um den Faktor
zehn bei Aktualisierungen
der bekannten „Plantafel“
und anderen MES-typischen
So erreichen Sie den Abonnentenservice:
A.B.O., Postfach 14 02 20, 80452 München
Tel.: 0 89 / 20 95 91 79, Fax: 0 89 / 20 02 81 16, [email protected]
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Verlagsleitung Sales/Marketing:
Bernd Heilmeier (-251; [email protected]), anzeigenverantw.
Objektleitung: Rainer Trummer (-152, [email protected])
Erscheinungsweise: dreimal jährlich
Szenarien. Zugleich wurde die
Anpassbarkeit des Systems
durch Routinen und Workflows
erweitert, ohne die Philosopie
einer für alle Anwender gleichbleibenden Standardfunktionalität zu verlassen. JobDISPO
Core wird auf der EMO in
Hannover in Halle 25 an Stand
J 33 präsentiert.
Kontakt:
FAUSER AG
Stephanie Scheidler
Gutenbergstraße 5
D-82205 Gilching
Telefon: +49 (0) 81 05 / 77 98 -0
Telefax: +49 (0) 81 05 / 77 98 -77
E-Mail: [email protected]
Internet: www.jobdispo.com
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ISSN 1867-9781
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Magazine: AUTOCAD & Inventor Magazin, digitalbusiness
magazin, DIGITAL ENGINEERING Magazin, e-commerce Magazin.
Partnerkataloge: Autodesk Partnerlösungen,
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Katalog, Partnerlösungen für HP Systeme.
D I E 2 5 . C O N T R O L – FA C H M E S S E F Ü R Q U A L I TÄT S S I C H E R U N G
„Qualitätsicherung“ gefeiert
Mit einem großen Jubiläums-Erfolg verzeichnete die Control 2011 das Niveau von 2008. Die Internationalität
der Fachbesucher ist gestiegen und zugleich konnten konkrete Aufträge und Entscheider-Kontakte geknüpft
Bild: Landesmesse Stuttgart
werden wie seit langen nicht mehr.
E S WA R ein rauschendes Fest, das von
hervorragenden Geschäftskontakten bis
hin zu konkreten Aufträgen auch wirtschaftlich sehr gut lief. Denn mit 820 Ausstellern aus 27 Ländern der Erde wurde
die CONTROL – Fachmesse für Qualitätssicherung 2011 auch im Jubiläumsjahr ihrem Ruf als Welt-Leitmesse für alle Belange der Qualitätssicherung mehr als nur
gerecht – davon zeugen nicht zuletzt die
24.462 Fachbesucher aus 72 Nationen.
Dies bedeutet gegenüber dem Vorjahr
eine weitere Steigerung der Internationalität um 5 Prozent auf nun insgesamt
22 Prozent internationale Fachbesucher.
Schon am ersten Messetag, dem 3. Mai,
drängten die Fachbesucher in die insgesamt vier vollbelegten Hallen der Landesmesse Stuttgart, und dieser Zustrom
sollte bis zum Ende der Messe am Freitag,
dem 6. Mai, anhalten. Das hatten selbst
die kühnsten Optimisten unter den Ausstellern, und auch beim Veranstalter, dem
privaten Messeunternehmen P. E. Schall
GmbH & Co. KG, so nicht für möglich gehalten, obschon die Erwartungshaltung
wegen der wieder guten Wirtschaftslage
keineswegs gedämpft war. Gitta Schlaak,
die langjährige Projektleiterin der CONTROL, charakterisierte die Stimmungslage so: „Es war einfach grandios, wie viele
Aussteller den 25. Geburtstag der CONTROL als ihre wichtigste Business-Platt-
form nutzten, um sich in neuer Stärke
mit edel designten und aufwändig gestalteten Ständen sowie ihren aktuellsten
Produkten den Fachbesuchern aus allen
Märkten dieser Welt zu präsentieren. Es
war wie aus dem Schmuckkästchen, und
die Fachbesucher trugen mit der Vergabe
von konkreten Aufträgen sowie der nachdrücklichen Nachfrage nach Produkten
und Lösungen für ihre QS-Anforderungen
von Anfang an zum guten Gelingen bei.“
Von Erfolg gekrönt waren schließlich auch die höchst informativen Begleitveranstaltungen, etwa die beiden
Aussteller-Foren in Halle 1 und in Halle 7 sowie die erneut veranstaltete Sonderschau „berührungslose Messtechnik“
der Fraunhofer Allianz Vision. Darüber
hinaus konnten sich die Themenparks
„Qualitätssicherung in der Medizintechnik“ und neu „Aktuatorik“ so gut in Szene setzen, dass auch von dort Erfolgsmeldungen zu Aufträgen und wichtigen
Entscheider-Kontakten eintrudelten. Gut
angenommen wurde auch der erstmals
offerierte „Messe-Coach“ des Fraunhofer Instituts IPM, so dass schon jetzt die
Fortsetzung ins Auge gefasst wird. Speziell die partnerschaftliche Zusammenarbeit der Fachmesse CONTROL und der
genannten Institutionen ist als einer der
Bausteine für den internationalen Erfolg
der CONTROL anzusehen, weil die Part-
ner mehr als nur „ideelle Mit-Träger“ sind
und weil damit das Time to Market neuer
Technologien wesentlich schneller vonstatten geht.
Den Glanzpunkt der 25. CONTROL setzte schließlich die Verleihung des Kompetenzpreises Baden-Württemberg, der
auch im Jahr 2011 in den beiden Kategorien „Unternehmen“ und „Unternehmer“
vergeben werden konnte. Als Unternehmen wurde die Firma Wilhelm Layher
GmbH & Co. KG, Güglingen-Eibensbach,
und als Unternehmer Ernst Prost aus Ulm
ausgezeichnet. Die Firma Layher ist Hersteller von Systemgerüsten und erhielt
den Preis unter anderem für ihre „gelebte“ Innovationskultur, die strikt auf
die Anforderungen der Kunden und auf
den Nutzenmehrwert für die Anwender
ausgerichtet ist. Der Unternehmer Ernst
Prost, geschäftsführender Gesellschafter
des Motorenölspezialisten Liqui Moly, erhielt die begehrte Auszeichnung „für seine Menschlichkeit und den Mut, die er
als Schlüssel für den Erfolg seines Unternehmens ansieht, jedoch das wirtschaftliche Agieren immer als gesellschaftliche
Pflicht versteht.“
Die 26. CONTROL findet vom 08. bis 11.
Mai 2012 erneut in den Hallen der Lanbw
desmesse Stuttgart statt.
KENNZIFFER: DEM22673
NEWS AUS DER BRANCHE
SIEMENS
LEUZE ELECTRONIC
MES-System Simatic IT erhält
Manufacturing Intelligence
schnellerer und gezielterer
Zugriff auf die Daten, zum
Beispiel aus der Bereichen
Produktion, Qualitätssicherung und Wartung. MI greift
direkt auf die Datenbank des
Manufacturing-ExecutionSystem (MES) zu. Aus den
dort verfügbaren Echtzeitinformationen aus Produktionsabläufen einer oder mehrerer
Fertigungsanlagen können
Unternehmen so Leistungsschwankungen in der Produktion schnell erkennen und die
notwendigen Gegenmaßnahmen effizient einleiten.
Simatic IT for Manufacturing Execution and Intelligence führt Informationen
verschiedenster Datenquellen auch aus mehr als einem
Standort zusammen.
Bild: Siemens
AUDI ERWEITERT EINSATZ DER FORC AM-TECHNOLOGIE
Nach den Presswerken auch Einsatz in
der Fahrzeug-Komponentenfertigung
AUDI hat dem Software-Spezialisten FORCAM den Zuschlag
erteilt, die Produktionssteuerung der
Fahrwerk-Komponentenfertigung in Ingolstadt zu optimieren. Die FORCAM-Technologie ist bereits
in den beiden Presswerken Ingolstadt und Neckarsulm erfolgreich im Einsatz.
Die FORCAM-Lösung Factory
Framework ergänzt StandardSoftware auf der Planungsebene (Top-Floor) durch web-
4
2/2011
basierte Leistungsdaten von
Maschinen und Anlagen in
Echtzeit direkt aus der Fabrik
(Shop-Floor). Unternehmen
minimieren so Fehler und Verschwendung in der Produktion, optimieren die Anlagennutzung und verbessern ihre
Zielplanung. Ergebnis: Die
Produktivität wird erhöht,
der Kapitaleinsatz maximiert
(ROCE – Return on Capital
Employed).
Bild: Leuze electronic
Siemens hat sein Manufacturing-Execution-System
Simatic IT jetzt um Manufacturing-Intelligence- (MI-) Funktionalitäten erweitert: „Simatic
IT for Manufacturing Execution and Intelligence“ bietet Kunden aus der Prozess-,
Fertigungs- und Life-ScienceIndustrie damit eine völlig
neue Informationsdichte und
Informationsqualität – und
zwar von den Produktionsdaten aus der Fertigungsebene
(Shop Floor) bis hin zur Managementebene (Top Floor).
Wesentliche Vorteile sind ein
RFID-Produkte jetzt auch
im UHF-Bereich
Leuze electronic erweitert
sein RFID-Produktspektrum
um weitere stationäre und
mobile Schreib-Lesegeräte,
die aufgrund des UHF-Bereichs für Anwendungen in
der Intralogistik prädestiniert sind. Die neuen Geräte im Frequenzbereich von
0,3 bis 3 GHz (UHF) ermöglichen höhere Reichweiten und damit die Lösung
neuer Aufgabenstellungen,
die hohe Lesereichweiten
erfordern. Dies ist speziell
in der Intralogistik der Fall,
beispielsweise bei der Staplererkennung, Verladetorzuordnung und im Ladungsträgermanagement. Auch
im Single-Use-Bereich, etwa
beim
Paletten-Tracking,
sind UHF-Geräte – bauartbedingt und betriebswirtschaftlich betrachtet – interessant. Für Reichweiten bis
1,5 m und Lesegeschwindigkeiten bis 6 m/s ist das kompakte
Schreib-Lesegerät
RFU61SL100 und für Reichweiten bis 5 m und Lesegeschwindigkeiten bis 10 m/s
das RFU81SL100 die erste
Wahl. Diese stationären Geräte können, basierend auf
den Werkseinstellungen, in
vielen Anwendungen sofort
eingesetzt oder durch Parametrieren über Charakterstrings ganz einfach von der
SPS angepasst werden. Im
mobilen RFID-Bereich stehen
dem Anwender kombinierte
1D/2D- sowie UHF-Geräte zur
Wahl. Mit diesen Erweiterungen bei den stationären und
mobilen Schreib-Lesegeräten und der entsprechenden
Transponder-Auswahl baut
Leuze electronic seine starke
Position im Identbereich weiter aus. Alle Geräte unterstützen den EPC1Gen2-Standard
und bieten über die zugehörigen Anschlusseinheiten
eine hohe Flexibilität bei der
Vernetzung. So sind bei Einzelstationen RS232-Schnittstellen und im Blick auf die
feldbusbasierende Vernetzung Schnittstellen für Ethernet, Profibus, Profinet, Interbus oder Multinet verfügbar.
Im Laufe des Jahres werden
weitere Produkte folgen, die
ebenfalls die vielfältigen Vernetzungsmöglichkeiten unterstützen.
NEWS AUS DER BRANCHE
INQU INFORMATICS MIT NEUER SOFT WARELÖSUNG
Einfach per Knopfdruck
InQu Informatics präsentiert eine neue
Softwarelösung, die qualitätsbezogene
Produktionsdaten zu Kennzahlen verdichtet und diese per Knopfdruck auswertet. Das CAQ-Performance-Cockpit
ist ein individuell konfigurierbares System für die schnelle und benutzerfreundliche Darstellung von qualitätsbezogenen Produktionskennzahlen. Es richtet
sich unter anderem an Produktionsplaner, die ihre Fertigungsprozesse optimieren und auf der Produktionsebene eine
ebenso hohe analytische Qualität erzielen möchten, wie das bereits auf der Unternehmensleitebene mit Hilfe von ERPSystemen zur Realität geworden ist. Das
CAQ-Performance-Cockpit
analysiert
KPI-Informationen (KPI: Key Performance
Indicators) und stellt die dabei gewonnenen Ergebnisse in einem individualisierbaren Dashboard zur Verfügung. Leistungsspezifisch ist das Software-Tool von
InQu
Informatics
ein wichtiges Steuerungsinstrument
für die Produktionsebene. Die Vorgaben der VDMARichtlinie 66412-1
werden im vollen
Umfang erfüllt.
Das CAQ-Perfor- Das neue CAQ-Performance-Cockpit von InQu Informatics verdichtet QualiBild: InQu
mance-Cockpit geht tätsdaten zu Kennzahlen.
über standardisierte Anforderungen
weit hinaus, denn es generiert bei Bedarf auswählen, die für ihre speziellen Bedinauch unternehmensspezifische Indika- gungen von Bedeutung sind. Das Monitoren (zum Beispuel Energiekennzah- toring-System überwacht aktuelle Werte
len, Qualitätsraten, OEE, Ausschuss- und in Echtzeit. Der zuständige Mitarbeiter
Nacharbeitsquoten, Prozessfähigkeiten kann etwa auch über ein Smartphone
sowie Fehleranteile und -häufigkeiten) oder einen Tablet-PC ortsunabhängig
und wertet diese zuverlässig aus. Pro- auf das System zugreifen und reagieren.
duktionsplaner können aus der Fülle von
möglichen Kennzahlen genau diejenigen
FRAUNHOFER IOSB
ProVis.APS: „Schneller, besser, günstiger“
durch produktionssynchrones Fertigungsmanagement
Deutschland ist ein wichtiger, robuster und vorbildlicher Produktionsstandort. Das haben wir einmal mehr bei der
Bewältigung der Wirtschaftskrise bewiesen. Trotzdem zwingt uns der globale Wettbewerb ununterbrochen,
nach Verbesserungsmöglichkeiten in
den Abläufen zu suchen. Das Fraunhofer IOSB in Karlsruhe hat seine Produktfamilie ProVis nun um das Feinplanungswerkzeug ProVis.APS erweitert.
Mit dem Advanced-Planning-and-Scheduling-System ProVis.APS stellt das
Fraunhofer IOSB Fertigungsunternehmen
jetzt eine Software zur Verfügung, die
für mehr Durchblick im Fertigungsalltag
sorgt. Diese Lösung basiert auf mehr
als 30 Jahren Erfahrung des IOSB im Bereich der Optimierungsverfahren für die
Produktion. Um den erzielbaren Nutzen
der entwickelten Lösung nachzuweisen,
bietet das Fraunhofer IOSB interessierten
Unternehmen an, die Leistungsfähigkeit
von ProVis.APS im Rahmen einer Simulationsuntersuchung mit eigenen Daten
aufzuzeigen. Auch eine Testinstallation
kann für eine zeitlich befristete Evaluation durchgeführt werden.
Das User Interface des Planungswerkzeugs ProVis.APS
© Fraunhofer IOSB.
Bild: Fraunhofer IOSB
Tuning für Ihre Produktion
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STUDIE ZU KENNZAHLEN IN DER PRODUKTION
Analysen – Probleme – Lösungen
Klare und bedarfsgerechte Kennzahlensysteme werden immer wichtiger für die Qualitäts- und Leistungssteuerung im Produktionsmanagement. Aber fest steht auch, dass dieses Thema in der Praxis der Unternehmen häufig noch kein ausreichendes Augenmerk gefunden hat. Mit Blick darauf hat das PI-Institute eine umfangreiche
Praxishilfe herausgegeben. Der Leitfaden zur Kennzahlen-Optimierung richtet sich an Produktions-, Qualitätsund Prozessverantwortliche. Er betrachtet die relevanten Einfluss- und Wirkungsfaktoren der Kennzahlensyste-
Bild: fotolia.com
me und zeigt mit hohem Praxisbezug die künftigen Wege auf.
E I N E S T E U E R U N G der Produktion
anhand von Kennzahlen zu optimieren,
wird für die Fertigungsunternehmen im
deutschsprachigen Raum immer wichtiger. Doch andererseits weisen sie noch
einen großen Handlungsbedarf auf, was
die Qualität der Kennzahlensysteme betrifft. Zu diesen Ergebnissen kommt eine
Vergleichsstudie der FELTEN Group, in
der eine aktuelle Studie unter mittelständischen und großen Produktionsunternehmen (Bild 1) den Ergebnissen einer
gleichen Befragung im letzten Jahr gegenübergestellt wird.
Danach geben die Firmen ähnlich wie
2009 fast zu zwei Dritteln an, dass Key
Performance Indicators (KPI) immer wichtiger für das effiziente Management der
Fertigungsprozesse werden, für weitere 24 Prozent haben sie eine mittlere Bedeutung. Diese Wertschätzung ist nicht
grundlos, immerhin geben diese Daten
bei sachgerechtem Einsatz und präziser
Auswertung prinzipiell hilfreiche Auskunft
6
2/2011
beispielsweise zu den Bearbeitungszeiten,
Ausschussquoten, Nutzungsgraden oder
zu den Qualitätskosten. Auch Fehlerhäufigkeiten oder Prozessstabilität lassen sich
auf diese Weise sinnvoll ermitteln.
28%
ja
30%
Allerdings bleibt selbst dort, wo sich
Kennzahlensysteme bereits weitgehend
etabliert haben, weiterhin ihr Nutzen gering. Dies resultiert nach der Erhebung
aus dem Problem, dass vielfach mit ver-
Auswertung nach einer Befragung in Produktionsunternehmen* nach einem bedarfsgerechten Produktionsmanagement.
49%
mit gewissen Einschränkungen
52%
nein/mit großen
Einschränkungen
23%
2009
2010
18%
0
10
20
30
40
50
60%
alteten Kennzahlen gearbeitet wird. Gegenüber 2009 hat sich diese Situation
sogar noch etwas verschlechtert: Nur ein
gutes Drittel der Firmen kümmert sich
nach den aktuellen Ergebnissen darum,
dass diese Daten kontinuierlich überprüft werden. Vor einem Jahr waren dies
noch 6 Prozent mehr.
Damit hängt möglicherweise zusammen, dass die Kennzahlen in der Praxis
meistens noch recht zurückhaltend in
den kontinuierlichen Verbesserungsprozessen (KVP) für das Produktionsmanagement verwendet werden. Sie kommen
nur in jedem fünften Fall konsequent
zum Einsatz, weitere 57 Prozent der befragten Firmen und damit etwas mehr
als noch 2009 nutzen sie teilweise in den
KVP-Maßnahmen, 22 Prozent hingegen
kaum oder gar nicht; im letzten Jahr waren es noch 28 Prozent.
durchgängig sehr aktuell 20%
2009
17%
2010
22%
überwiegend aktuell
19%
39%
teilweise veraltet
46%
überwiegend veraltet
19%
18%
0
10
20
30
40
50%
Auswertung nach einer Befragung in Produktionsunternehmen*, wie aktuell üblicherweise die
Kennzahlen sind.
Fazit
Kennzahlen an sich sind in der Praxis des
Produktionsmanagements keineswegs
ein Fremdwort, nur fehlt es oft noch an
der notwendigen Systematik und Durchgängigkeit. KPI haben als Steuerungsinstrument vor allem darin ihren Sinn, Produktivitäts- und Qualitätsdefizite zu ermitteln
und daraus abgeleitet Optimierungsmaßnahmen zu initiieren. Dies verlangt
analytische Verfahren, die mit den traditionellen MES-Systemen nicht zu erreichen
sind. Denn: In den Produktionsprozessen
muss die gleiche analytische Qualität erreicht werden wie in den Business-Prozessen. Dies ist aber nur mit Lösungen zu
schaffen, die einen ganzheitlichen und
prozessorientierten Production-Intelligence-Ansatz (PI) verfolgen.
Klassische MES-Systeme helfen
zu wenig beim Kostenmanagement
in der Produktion
Das Produktionsmanagement mittels
klassischer MES-Systeme bietet nach
den Analysen des PI Institute keine ausreichende Möglichkeit zur Kostensteuerung. Dies resultiert einerseits daraus,
dass Finanzdaten technisch bedingt immer nur verzögert zur Verfügung gestellt werden können und andererseits
die gegenwärtigen KPI-Methoden keinerlei betriebswirtschaftliche Kennzahlen enthalten:
• Keine wirtschaftliche Steuerung möglich: Die herkömmlichen MES-Konzepte
sind so angelegt, dass die Softwaresys-
teme für das Produktionsmanagement • Unzureichende Kennzahlenmethoihre Informationen von den ERP-Systeden: In der Produktion bestehen zwar
men bekommen. Diese sind nicht Realzunehmend KPI-Systeme zur Steuetime-fähig und bieten den Verantwortlirung der Prozesse, aber dabei handelt
chen demzufolge auch keinen zeitnahen
es sich ausschließlich um Kennzahlen,
Einblick in Material-,
Prozess- und Personalkosten. Insofern
fehlt es kontinuierlich
PSIPENTA
an einer wirtschaftlich fundierten EntSoftware for Perfection in Production
scheidungsgrundlage, obwohl in der
Produktionspraxis
häufig auch kurzfristige Maßnahmen zur
Optimierung von Prozessen zu initiieren
oder auftragsbedingInstandhaltung ERP-Standard
te
Veränderungen
Rechnungswesen
CRM Lean Manufacturing
vorzunehmen sind
PLM Lagerverwaltung
Produktionsplanung
und diese Aktivitäten
Manufacturing Execution System
Maschinenbau
eine große KostenreAdaptive Steuerung
Controlling
levanz haben können.
In der Konsequenz
bedeutet dies, dass
die MES-Systeme herkömmlicher Art zwar
die Produktivität der
Produktionsprozesse steigern, aber weil
sie die Kostenaspekte
unberührt lassen, keinen Beitrag zur Rentabilitätssteigerung
leisten können.
PSIpenta industry ist die Komplettlösung für Unternehmenssteuerung,
Lieferkettenmanagement, Produktion und Logistik.
Software für Versorger und Industrie
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2/2011
7
die sich mit Mengen und Zeiten beschäftigen. So beruht etwa der OEEIndikator (Overall Equipment Effectiveness) auf den drei Kennzahlen
Verfügbarkeit, Effektivität und Qualitätsrate und letztere drückt in Prozent
aus, in welchem Verhältnis die „Gutmenge“ zur produzierten Gesamtmenge steht. Betriebswirtschaftliche Kennzahlen hingegen werden darin nicht
berücksichtigt und finden sich insgesamt in der Praxis des Produktionsmanagements nicht. Selbst die kürzliche Definition der Kennzahlen zu den
MES-Systemen durch den Verband der
deutschen Maschinen- und Anlagenbauer ist frei von betriebswirtschaftlich orientierten KPIs.
Fazit
Produktivitätssteigerung wurde im bisherigen Sprachgebrauch von MES immer
als eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit dargestellt, obwohl eine solche
Gleichsetzung angesichts der Vernachlässigung der Kostenaspekte sachlich
völlig falsch ist. Insofern beruhen auch
die Produktivitätsberechnungen häufig auf spekulativen Annahmen, die sich
nicht durch Fakten stützen lassen. Daraus
ist der Schluss zu ziehen, dass die gängigen MES-Ansätze keinen Beitrag zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit in der Produktion leisten können. Denn wer die
Wertschöpfung von Produktionsprozessen berechnen und Kostentreiber beseitigen will, benötigt zwangsläufig deutlich weitergehende Methoden. So stellt
sich die Frage: Wie soll man eine Prozesskostenanalyse oder Störkostenanalyse
durchführen, wenn keine Kostendaten
vorliegen?
Zu den Erfordernissen gehört als Konsequenz beispielsweise eine tatsächliche
Integration der Business- und Produktionsprozesse mit durchgängigen Planungs- und Steuerungsdaten. Ebenso
ist ein Realtime Monitoring durch intelligente Analyse- und Steuerungsinstrumente erforderlich, damit sich Produktivitätshindernisse schneller, präziser und
für gezieltere Verbesserungsmaßnahmen identifizieren lassen. Dies lässt sich
erst mit dem Production-IntelligenceAnsatz realisieren. Er beseitigt das isolierte Selbstverständnis im Produktionsmanagement und sorgt mit seiner
ganzheitlichen und integrierten Ausrichtung für ein Kostenmanagement, wie es
8
2/2011
in anderen Organisationsbereichen der
Unternehmen selbstverständlich ist.
Effiziente Statusanalyse:
KPI-Quick-Check
Mit dem KPI-Quick-Check werden in einer – abhängig von der Größe der Produktionsstrukturen – nur drei- bis fünftägigen Analyse die gesamten relevanten
Kennzahlen samt ihrer operativen Nutzung auf den Prüfstand gestellt und aus
den Ergebnissen praktikable Schlussfolgerungen gezogen.
Die Vorteile des KPI-Quick-Check:
• Die Potenziale zur Kostenminderung
im Produktionsmanagement werden
sichtbar: Indem präzise analysiert und
dokumentiert wird, wo die Stärken und
Schwächen des aktuellen Kennzahlensystems zu finden sind, lassen sich gezielt Optimierungsmaßnahmen starten.
• Einzigartige Bewertungsbasis durch
das PI-Framework: Mit dem vom PI Institute auf wissenschaftlicher Basis entwickelten und weltweit bisher ersten
Regelwerk für das Produktionsmanagement besteht eine exklusive methodische Grundlage, die Ergebnisse von besonderer Güte gewährleistet.
• Überschaubarer Aufwand durch BestPractice-Methode: Mit dem KPI-QuickCheck wird ein aufwändiges Projekt vermieden. Vielmehr kommt eine
Best-Practice-Methode zum Einsatz,
die durch ein systematisches Verfahren schnell zu belastbaren Ergebnissen
kommt. Sie stellen in jedem Fall einen
hohen Wert für jegliche strategische
Planungen des Unternehmens dar.
• Einfacher Weg in die operative Optimierung: Die gesamten Ergebnisse
der systematischen KPI-Analyse sind so
angelegt, dass unmittelbar und ohne
weitere Zwischenschritte mögliche
Maßnahmen für eine bedarfsgerechte
Steigerung der KPI-Qualität gestartet
werden können.
Verbesserungspotenziale
aktivieren: KPI Optimize
Das elementare Steuerungselement zur
Prozessoptimierung ist das KPI-System,
das sinnvollerweise auf anforderungsgerechten, aktuellen und kontinuierlich genutzten Kennzahlen beruhen sollte. KPI
Optimize unterstützt, wenn diese Voraussetzungen nicht vollständig erfüllt werden können. Denn dahinter verbirgt sich
ein methodisches Konzept, mit dem sich
sowohl einzelne Kennzahlen als auch das
gesamten Kennzahlensystem zielgenau
und wirksam auf eine neue Basis stellen lassen. Idealerweise knüpft dieses
Projekt unmittelbar an einen KPI-QuickCheck an, weil damit eine gesicherte Basis für die Optimierungsplanungen genutzt werden kann.
Die Vorteile von KPI Optimize:
• Potenziale zur Effizienzsteigerung
werden maximal aktiviert: Eine aus
dem Regelwerk des PI Institute abgeleitete Best-Practice-Methodik gewährleistet einen zielgenauen Projektverlauf
mit hohen Nutzenperspektiven für die
Leistungsqualität und Wirtschaftlichkeit in den Produktionsprozessen.
• Schrittweise Umsetzung möglich: Es
besteht eine große Flexibilität, was die
Projektrealisierung betrifft, weil sich die
Optimierungsdynamik durch eine sukzessive Vorgehensweise den unternehmensindividuellen Realisierungsbedingungen anpassen lässt.
• Langfristige Sicherung der Leistungseffizienz in den Prozessen: Die Realisierungsmethode ist so angelegt, dass
eine nachhaltige Wirkung erzielt wird
und auch künftige Veränderungen darin flexibel abgebildet werden können.
• Hoher Return on Investment: Infolge des hohen Effizienzgewinns durch
die KPI-Optimierung wird überdurchschnittlich ein signifikanter wirtschaftlicher und qualitativer Nutzen erreicht.
KPI-Self-Check:
Wo liegen mögliche Schwächen?
Die Optimierungspotenziale in den Kennzahlensystemen in der Produktion können äußerst vielfältig sein und sind typischerweise von individuellen Bedingungen geprägt. Der KPI-Self-Check mit
seinen 20 Fragen bietet einen vergleichsweise einfachen und pragmatischen Ansatz, um durch Identifikation von Problembereichen den eigenen Handlungsbedarf tendenziell zu ermitteln.
Diesen finden Sie in der Praxishilfe, die
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stellt werden kann.
* n=343 / 310 Produktionsunternehmen;
Quelle: Felten Group; 2009 / 2010
PROZESSE OPTIMIEREN UND KOSTEN SENKEN MIT MES VON SIEMENS
Manufacturing Excellence Days 2011
Auf den diesjährigen „Manufacturing Excellence Days“ in Amberg präsentierten Experten von Microsoft und Siemens sowie Anwender Informationen für Kunden, Partner und Analysten zu den Themen MES-Trends, innovative Technologien sowie die neue Version von Simatic IT.
AU F D E N „Manufacturing Excellence
Days“, die am 18. und 19. Mai auf dem Gelände des Elektronik-Werk-Amberg (EWA)
der Siemens AG stattfanden, informierten Experten von Siemens sowie Anwender in Präsentationen und Fachvorträgen
umfassend über die Manufacturing-Execution-Software-Lösung (MES). Bereits
Ende März 2011 veranstaltete Siemens
in Toulouse (Frankreich) die ersten „Manufacturing Excellence Days“, zur neuen
Simatic-IT-Lösung für „Life Sciences“. Höhepunkt während der „Manufacturing
Excellence Days 2011“ in Amberg war die
Live-Vorführung der neuen Simatic-ITVersion für die „diskrete Fertigung“.
Der erste Konferenztag wurde eingeleitet
von Spezialisten mit einer Vorstellung der
Simatic IT. Präsentiert wurden die Potenziale der Manufacturing-Execution-SoftwareLösung, die in ihrer Standardfunktionalität
den Anforderungen jeder Industrie entspricht, die Produkte entwickelt und nach
den typischen Verfahren und Abläufen der
Prozessindustrie herstellt.
Den Nachmittag nahmen interessante
Anwendervorträge ein. Berichtet wurde
über die Erfahrungen mit dem Einsatz
von Simatic IT wie etwa von Chris Biddle
von Rolls Royce, Baher Feiz-Marzoughi
von Siemens Industry oder Clark Dressen
von Dow Kokam sowie Luciano Rastelli
von Iveco.
Tag zwei der Veranstaltung war begleitetet von Live-Demos über den Einsatz der Simatic-IT aus unterschiedlichen
Branchen, beispielsweise in der komplexen Fertigung oder integriert in einer
mechatronischen Fertigungslinie.
Größtes Highlight der Veranstaltung
war die geführte Werksbesichtigung mit
Schwerpunkt auf dem Einsatz von Simatic
IT in der diskreten Anwendung im Elektronik-Werk-Amberg. Hautnah konnte im
Echtzeitbetrieb die Fertigung der speicherprogrammierbaren Steuerungen der
Simatic-Familie erlebt werden. Die Besonderheit daran: Siemens implementierte in
der
Surface-Mount-Device(SMD)-Fertigung des EWA die eigene MES-Lösung Simatic IT – kurzum: Simatic IT fertigt hier
Simatic. Das Ganze natürlich gemäß dem
Motto „as low as possible“. Bereits seit
Ende letzten Jahres sind zwei der Fertigungslinien mit Simatic IT in Betrieb. Der
Trend geht zweifellos in eine durchgängi-
ge und wirtschaftliche Automatisierung,
das wurde schon damit bestätigt, dass die
Umstellung auf Simatic IT bereits für zwei
weitere Linien in Planung ist. Durch die
Automatisierung manueller Aktivitäten in
der Produktion, der Qualitätsüberwachung und Steuerung nimmt die SMDFertigung im Werk eine besondere Stellung ein. Schnell und flexibel, möglichst
wenig Ausfallzeiten und gleichzeitig die
Garantie für gute Produktqualität – das
sind die zentralen Herausforderungen.
Die eigene Herstellung ließ sich mit der
Einführung des neuen Produktionsmanagementsystems enorm aufwerten und
für die Werker dieser Linie ist die Umstellung im Vergleich zu vorher eine enorme
Erleichterung. Mit dem neuen MES-System lassen sich nun Aufgaben über Funktionen wie zum Beispiel Betriebsplanung,
Reduzierung der Materialbestände, Überwachung, Schwundaufzeichnung und
-analyse, Berechnung von Reserven und
Arbeitsvorgängen, Verfolgen der effektiven Nutzung von Anlagen und Zustandsüberwachung einfacher umsetzen. bw
KENNZIFFER: DEM
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Mit individuellen Workflows
zum agilen Fertigungsmanagement
Gerade im Mittelstand stehen Schnelligkeit und Flexibilität der Fertigung immer wieder im Gegensatz zu einer
Kapazitäts-, Termin- und Produktivitätsplanung, die zufriedene Kunden und wirtschaftliche Erfolge sichert. Das
muss nicht so sein: Die FAUSER AG stellt mit JobDISPO Core eine von Grund auf neue technologische Plattform
vor, die gerade zu Zeiten hoher Auslastung wesentlich dazu beiträgt, alle Ressourcen optimal zu verwenden.
Dank neuer Rechenzyklen und individueller Workflows reagieren Fertigungsplaner mühelos und schnell auf
Anforderungen – in kürzester Zeit werden neue Planungsstände im Betrieb propagiert.
VON WOLFGANG STOCK
O B M A S C H I N E N B AU E R oder Zulieferer, Werkzeug- und Formenbauer oder
Seriendreherei: Immer mehr mittelständische Fertigungsbetriebe geraten unter
den Druck einer wachsenden Nachfrage.
Ein hoher Auftragsbestand und lange Lieferzeiten gelten zwar gesamtwirtschaftlich als positive Indikatoren – verbessern
jedoch allein kein individuelles Betriebsergebnis. Wer mehr Produkte mit gleicher oder höherer Effizienz produzieren
will, versucht meist, seine Kapazitäten zu
erhöhen. Anschaffung und Implementierung neuer Produktionsmittel sind gerade
dann kein Thema mehr – und der Mangel an qualifizierten Fachkräften macht
es schwer, die Auftragsflut zu kanalisieren.
Deshalb müssen jetzt die vorhandenen
Ressourcen optimal eingesetzt werden.
Mensch, Maschine, Material
Manufacturing-Execution-Systeme, kurz
MES, sollen Fertigungsplaner dabei un-
Die Suche nach Terminproblemen führt
zu rot markierten Ergebnissen.
terstützen, den Überblick über alle Ressourcen und Termine der Fertigung zu
behalten. Sie bieten mächtige Planungswerkzeuge mit Simulationsmöglichkeiten
nach unterschiedlichen Prioritäten. Doch
was theoretisch funktioniert, schlägt oft
in der Praxis fehl, wenn der Planungs- und
Änderungsaufwand die Möglichkeiten
des Betriebs übersteigt. Deshalb hat die
FAUSER AG aus Gilching bei München ihre
MES-Lösung JobDISPO Core auf eine völlig neue technologische Basis gestellt. Diese vollständig auf Microsoft .NET-Basis für
Windows 7 entwickelte Plattform potenziert die Rechenleistung. Selbst 100.000
Arbeitsfolgen werden in Minuten verarbeitet – ein Nachtlauf der Planungsaufträge
gehört der Vergangenheit an. Innerhalb
von Sekunden werden neue Vorgaben
mit dem aktuellen Planungsstand und
dem tatsächlichen Fertigungsstand abgeglichen. Fertigungsplaner, Gruppenleiter
oder Meister werden durch die neue Tech-
nologie wesentlich entlastet. Neue Szenarien lassen sich auf bestimmte Zeiträume,
Arbeitsplätze oder Maschinen begrenzen.
Einfache Freigabe-Routinen sorgen dafür, dass nur genehmigte Planungsstände
umgesetzt werden. Individuell anpassbare
Workflows propagieren die Änderungen
im Betrieb. Eine einzige Bildschirmmaske
enthält alle jeweils notwendigen Informationen und Funktionen. Die Entstehung
der Planung lässt sich zeitlich zurückverfolgen, so dass jeder einzelne Schritt plausibel
bleibt. Durch voreingestellte Routinen und
abgespeicherte, individuell anpassbare Regeln legt sich die halb- oder vollautomatische Planung wie ein Handschuh über den
Betrieb – und reagiert jederzeit auf manuelle Planungseingriffe. Alle diese Neuerungen von JobDISPO Core sorgen dafür, dass
sich die Fertigungsfeinplanung von Meistern, Betriebsassistenten oder Gruppenleitern ausführen lässt. Ohne Vorkenntnisse
unterschiedlicher Fertigungsphilosophien
oder Planungsstrategien werden anhand
individueller Arbeitsabläufe die täglichen
Aufgaben gelöst: Eingeschobene Eilaufträge, Rückstellungen wegen Materialmangels oder Umplanungen auf andere
Fertigungseinrichtungen können Unternehmen nun fehlerfrei durchorganisieren.
Alles in einer Bildschirmmaske
Die Auftragsübersicht zeigt sofort, an welchen Stellen Handlungsbedarf besteht,
welche Aufträge nicht termingerecht fertig werden. Aufgrund der aktuellen BDE-
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Rückmeldungen erkennt man auch, welche Aufträge bereits begonnen wurden
und wie sich die allgemeine Terminsituation darstellt. Komplexe Projekte werden genauso abgebildet wie einstufige
Erzeugnisse: Wählt man den betreffenden Auftrag an, werden alle Arbeitsgänge
angezeigt. Ein Zeitstrahl verdeutlicht den
geplanten Durchlauf. Zur Optimierung
betrachtet der Benutzer die ausgewählten Arbeitsgänge in der grafischen Plantafel. Dort gewinnt er den Überblick über
die Kapazitäten der Fertigungsstätte. Per
Drag and Drop verschiebt er nun einzelne
Arbeitsgänge – und sofort wird aufgrund
des gewählten Workflows ein neues Planungsszenario erstellt. Ebenso einfach
lassen sich Engpässe an bestimmten Arbeitsplätzen beseitigen, Fremdvergaben
simulieren oder neue Aufträge priorisieren. Als weitere Möglichkeiten der Plantafel können Kapazitätserhöhungen durch
die Eingabe der Überstunden durchgeführt oder Arbeitsgänge gesplittet werden, um Kapazitätslücken an bestimmten
Maschinen zu füllen.
In der Plantafel
lassen sich die
Arbeitsgänge per
Drag and Drop
bewegen.
Aussagekräftige
Daten werden
übersichtlich präsentiert.
Individuell anpassbare Workflows erleichtern
die Fertigungsfeinplanung.
Automatische Terminierung
Diese einfachen, sofort in der PlantafelAnsicht verfügbaren Eingriffsmöglichkeiten werden ergänzt durch automatischen Komfort. Mit der automatischen
Terminierung lassen sich alle Arbeitsfolgen für eine erste Grobplanung auf
die geeigneten Arbeitsplätze verteilen.
Durch die Eingabe von Start- und Endterminen kann die automatische Planung
mit der vorhandenen manuellen kombiniert werden. Eine Netzplandarstellung
erleichtert die Bearbeitung komplexer,
mehrstufiger Projekte. An jeder Stelle der
Bildschirmmaske lassen sich weitere, auf
den Kontext bezogene Informationen
einblenden. Die Auslastung bestimmter
Ressourcen, Terminkollisionen und Stillstände aufgrund fehlenden Materials
oder von Störungen ist in übersichtlichen
grafischen Auswertungen abrufbar.
Deutliche Effizienzsteigerungen
Alle am Fertigungsprozess beteiligten
Mitarbeiter und Manager behalten ständig den Überblick über die aktuelle Situation und nutzen JobDISPO gezielt, um
Veränderungen herbeizuführen. Vordefinierte, individuell anpassbare Routinen
und Workflows fassen bestimmte, immer wieder benötigte Planungsschritte
zusammen. Sie können einfach erneut
Bilder: Fauser AG
aufgerufen werden und ersparen damit zahlreiche Eingaben. Eine hohe Planungssicherheit auch bei kurzfristigen
Änderungen lässt den gesamten Betrieb
aufatmen: Fehler und Effizienzverluste
werden vermieden, Belastungen durch
hohen Auftragsdruck werden durch professionelle Planung in Erfolgserlebnisse
überführt. Damit die Planung mit der Situation in der Fertigung übereinstimmt,
muss man Ist-Daten über den aktuellen
Arbeitsfortschritt wie in einem Regelkreis in neue Planungsrunden einbeziehen. Diese Echtzeitdaten aus der Produktion werden in JobDISPO Core ebenso
einfach erhoben: Für bestimmte Rollen
und Arbeitsplätze lassen sich angepasste Erfassungsmasken vorlegen. Sie erhalten nur die Felder und Informationen,
die auch benötigt werden. So kann man
verschiedenste Erfassungsstrategien einfach zu einem Gesamtsystem verbinden.
Ob einzelne Werker mehrere Maschinen
bedienen, nur Lager- und Entnahmebuchungen durchführen sollen oder kalku-
latorisch verschiedenen Bereichen zugeordnet sind – jeder Benutzer sieht nach
seiner Anmeldung nur die für ihn relevante Erfassungsmaske.
Neue MES-Generation
Mit JobDISPO Core hat die FAUSER AG
ein
Manufacturing-Execution-System
geschaffen, das mittelständischen Betrieben und einzelnen Bereichen von
Großunternehmen die Transparenz und
Produktivität verleiht, die im internationalen Wettbewerb unerlässlich sind. Darüber hinaus ist das System selbst so intelligent, flexibel und informativ geworden,
dass jeder Fertigungsbetrieb damit auf
Anhieb seine Prozesse verbessern kann.
Die FAUSER AG präsentiert JobDISPO
Core auf der EMO (19. bis 24. September)
in Hannover in Halle 25, Stand J 33. r t
Wolfgang Stock ist Entwicklungsleiter bei der
FAUSER AG in Gilching bei München.
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T R AC E A B I L I T Y - LÖ S U N G E N
Qualitätskosten deutlich senken
Traceability-Software schützt vor ausufernden Rückrufkosten und drohender Produkthaftung, das behaupten
die Softwareanbieter seit Jahren. Wenn die Software den Materialfluss rekonstruiert – von einem fehlerhaften
Produkt bis zu einer Fehlerquelle und von dort ausgehend bis zur Charge für den Rückruf – dann wäre die Leistung vollbracht. Ist die Fehlerquelle bekannt, ist das eine willkommene Rationalisierung. Aber gerade die Fehlersuche ist aufwändig und muss schnell zum Erfolg führen, damit die Rückrufkosten möglichst gering ausfallen.
Und dabei geht es um unbekannte Fehlerquellen, die noch nicht in der FMEA stehen, um Zustände, die noch keine Parameter in der SPC oder bei den Fähigkeiten sind, um Werte, der kein Leitrechner und keine Maschinensteuerung bisher als kritisch bewertet. Erst wenn es gelingt, die Ursachen für einen bislang unbekannten Fehler
schneller, sicherer und präziser zu finden, dann werden die Rückrufkosten geringer ausfallen.
V O N S V E N O. R I M M E L S PA C H E R
Erst wenn es gelingt, die Ursachen für einen
bislang unbekannten Fehler schneller, sicherer und präziser zu finden, dann werden die
Rückrufkosten wirklich geringer.
N I C H T E R S T seit der TS 16949 planen
die Betriebe ihre Produktionsprozesse bis
ins kleinste Detail, planen die Reaktion auf
Abweichungen, planen für Notfälle, planen Sicherung und Lenkung der Produktrealisierung, planen die Anpassung und
die Planung der Prozesse. Von der Produktionsplanung über das Qualitätsmanagement bis hinab zur Feldebene der Antriebe und Sensoren lenken und sichern
Regelkreise die Produktrealisierung. Diese Regelkreise erfassen Produktionsdaten
entweder kontinuierlich oder in einem
Abstand, der über statistische Modelle
bestimmt wird, beispielsweise SPC. In der
Automatisierungs- und Leitebene werden
die eingestellten Parameter und gemessenen Daten sowie die Rückmeldungen
der Feldgeräte, Maschinen und Leitrechner dezentral erfasst, genutzt und teilwei-
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se zu Informationen, etwa Kennzahlen,
KPI, verdichtet. Oberhalb der Automatisierungsebene realisieren Informationen,
Vorgaben, Anweisungen und Aufträge
den Produktionsprozess. Das erscheint
als lückenlose Erfassung des Betriebsgeschehens, ist aber nur eine zweckgerichtete Datensammlung mit einer Fülle von
unterschiedlichen Zielsetzungen, aus der
nur mit Mühen relevante Informationen
im Konfliktfall gewonnen werden.
Die Anweisungen und Rückmeldungen
zwischen Werkern, Schichtführern und
Planern werden in den Betrieben detailreich dokumentiert und archiviert. Dazu
gehören zum Beispiel die Auftragsdaten,
die Qualitätsdaten, die Fähigkeiten und
der Einsatz der Prüfmittel, Werkzeuge und
Maschinen. Werden über Barcode-Scanner
oder RFID-Empfänger die Seriennummern
vereinzelter Teile durch die Fertigung verfolgt, dann können die Lose und Chargen
in Bewegungsprofile für Einzelteile und
Baugruppen aufgelöst werden. Doch in
dieser Datensammlung hinterlassen die
bisher
unbekannten
Fehler, die Rückrufkosten verursachen und
für die eine TraceabilitySoftware betrieben wird,
gerade keine Spur, sonst
wären es ja bekannte
Fehlerquellen, die das Qualitätsmanagement überwacht, zum Beispiel Wareneingang für Rohstoffe und Vorprodukte, Ergebnisse von Bearbeitungsschritten und
Montagen, Fähigkeiten von Maschinen,
Werkzeugen und Prüfmitteln.
Die bekannten Fehler erkennt die Produktion nach Plan und begegnet ihnen mit geeigneten Maßnahmen. Die
unbekannten Fehlerquellen erkennen
Menschen nachträglich als bisher unbeachtete Zusammenhänge. Für diesen Erkenntnisschritt brauchen die Menschen
relevante und gesicherte Informationen.
Um die Informationsqualität zu sichern,
gibt es leistungsfähige Werkzeuge zur
Datensammlung und Aufbereitung, zur
Informationsverdichtung und zur Bereitstellung. Die Auswahl der relevanten
Informationen ist ungleich anspruchsvoller, denn es soll ja etwas bisher Unbekanntes erkannt werden. Die Sicherung des gesamten Betriebsgeschehens
in einer Datenbank verlagert diese Arbeit nur in einen ungünstigen Zeitpunkt.
Wirtschaftlicher und erfolgreicher ist es,
wenn der Betrieb sein Erfahrungswissen
nutzt und im Vorgriff eine Auswahl potenziell relevanter Informationsquellen
für die kommende Fehlersuche trifft.
Sven O. Rimmelspacher wurde 2006 zum
Geschäftsführer der Pickert & Partner
GmbH bestellt. 2007 stieg er als einer
von drei Gesellschaftern ein und übernahm Anfang 2009 die Mehrheit der Anteile. Er ist heute hauptverantwortlich für
Produkt- und Marketingstrategien.
T R AC E A B I L I T Y - LÖ S U N G E N
Über OPC hat eine Traceability-Lösung einen standardisierten Zugriff auf viele Informationen
aus der Automatisierungsebene. OPC (Object Linking and Embedding for Process Control) wird
dort eingesetzt, wo Feldgeräte und Maschinen verschiedener Hersteller ein gemeinsames, flexibles Netzwerk bilden.
Bilder: Pickert & Partner
In der FMEA erfasst der Betrieb die bekannten Fehler, Ursachen und Auswirkungen und ihren meist komplexen Zusammenhang. Daraus werden Prüfpläne
abgeleitet, die alle bekannten Fehler vermeiden. Der Betrieb ist bestrebt, die Produktivität zu steigern und gleichzeitig
die Qualitätskosten zu senken. Es ist Ziel
der statistischen Prozesskontrolle, die
für das geforderte Qualitätsniveau notwendige Anzahl der Prüfungen zu minimieren. Weil hier die Prüfdichte und die
Merkmale ohne Schranken vergrößert
werden können, genau deswegen ist es
sehr unwahrscheinlich, auf diesem Weg
relevante Informationen für eine kommende Fehlersuche zu gewinnen – ganz
abgesehen von den damit verbundenen
schrankenlosen Qualitätskosten. Eine viel
bessere Quelle für relevante Informationen ist die Automatisierungsebene.
Die Qualitätssicherung prüft das Ergebnis eines Bearbeitungsschritts, die Automatisierung muss ihn vollziehen. Für diesen Vollzug nutzt die Automatisierung eine
Fülle von Soll-Werten und Ist-Zuständen.
Die Masse dieser Informationen bleibt in
den Maschinen und Feldgeräten verborgen, etwa der Ohmsche Widerstand eines
Thermoelements vor dem Wandler. Doch
viele Informationen sind aus Sicht der Hersteller der Feldgeräte, Maschinen und Anlageninfrastruktur so bedeutend, dass sie
an Schnittstellen für die Überwachung und
Steuerung technischer Prozesse bereitstehen (SCADA Supervisory Control and Data
Acquisition). Durch die immer größere Ver-
Die Kundenreklamation ist nicht nur Ansporn, sie ist auch eine unverzichtbare
Leistung für den kontinuierlichen Verbesserungsprozess der Betriebe. Denn Reklamationen präzisieren die Spezifikationen und verbessern die statistischen
Modelle. Gibt eine Reklamation den Hinweis auf einen bisher unbekannten Fehler, dann rekonstruiert die TraceabilityLösung,
ausgehend
von
der
Seriennummer, den Produktionszeitpunkt, den vereinzelten Teilestamm und
die Produktionsstrecke. Zur Kontrolle
werden für diese Produktionsstrecke alle
vorhandenen Qualitäts-, Produktionsund Auftragsdaten aus dem Datenbestand zusammengeführt und für die Fehlersuche bereitgestellt. Von besonderem
Interesse ist dabei der Soll-Ist-Vergleich
der vollständigen Plandaten: Produktionslenkungsplan, Prozessplan, Steuerungsprogramme und Steuerungsparameter. So kann ein menschliches
Versagen frühzeitig ausgeschlossen werden. Für die eigentliche Fehlersuche werden dann die Plandaten den Rückmel-
breitung von OPC-fähigen Maschinen und
Automatisierungsgeräten wird SCADA zunehmend unabhängig von den großen
Herstellern und erfasst immer größere Teile
der Herstellungsprozesse in
den Betrieben. OPC (Object
Linking and Embedding for
Process Control) wird dort
eingesetzt, wo Feldgeräte
und Maschinen verschiedener Hersteller ein gemeinsames, flexibles Netzwerk
bilden.
Über OPC hat auch eine
Traceability-Lösung Zugriff
auf viele Information aus
der Automatisierungsebene. Aus diesem umfangreichen Angebot kann ein
Betrieb die nach seiner Einschätzung relevanten Infor- Die Kundenreklamation ist nicht nur Ansporn, sie ist auch eine unvermationen für die künftige zichtbare Leistung für den kontinuierlichen Verbesserungsprozess
der Betriebe. Denn Reklamationen präzisieren die Spezifikationen,
Suche nach unbekannten verbessern die statistischen Modelle und geben Hinweise auf bisher
Fehlerquellen auswählen, unbekannte Fehler.
erfassen, bewerten, verdichten und bei Bedarf gezielt bereitstel- dungen der Feldgeräte, Maschinen und
len. Ein bekannter Automobilzulieferer Leitrechner gegenübergestellt. Werden
hat in seinen Werken in Frankreich, in der neue Fehlerquellen erkannt, dann erweiTschechischen Republik, in Mexiko und tert der Betrieb die FMEA und optimiert
in China bereits eine Traceability-Lösung, die Fertigungsprozesse und Prüfpläne.
die über die Qualitäts- und Produktions- Auf diesem Weg verbessert eine Traceadaten hinaus für jedes Teil, von jedem bility-Lösung die Fehlersuche und erdurchlaufenen Bearbeitungszentrum die möglicht eine Chargenbestimmung in
eingestellten Prozessparameter, die ein- bisher unerreichter Schärfe, Präzision
bw
gesetzten Werkzeuge, die gemessenen und Geschwindigkeit.
Maschinenzustände und die RückmelKENNZIFFER: DEM22663
dungen der Steuerprogramme erfasst.
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MOBILE IT-LÖSUNGEN IN PRODUK TIONSUMGEBUNGEN
In die Produktion mit Mobile Apps
Noch vor nicht allzulanger Zeit wurden sie von vielen Managern in der Geschäftswelt als Spielzeug abgetan. Heute sind Smartphones und Apps schon längst nicht mehr aus der Geschäftswelt wegzudenken. Welcher Manager
geht noch auf Reisen, ohne ständig über E-Mail auf dem Laufenden zu sein? Wer nutzt nicht die allgegenwärtigen
kleinen Helfer für die Kommunikation mit dem eigenen Unternehmen, Geschäftspartnern und Kunden? Keine
Frage, die mobile Revolution ist in vollem Gange und sie hält auch Einzug in die Produktionsindustrie.
V O N M I C H A E L FAT U M
DIE HERSTELLENDE Industrie gehört traditionell nicht zu den Bereichen, in der sich
technische und technologische Neuerungen besonders schnell durchsetzen, erst
recht nicht, wenn diese Neuerungen den
Weg über die Unterhaltungsindustrie und
den privaten Bereich genommen haben.
Zu groß ist die Sorge um die Sicherheit der
Produktion selbst und der kritischen Daten,
die im Herstellprozess eine wichtige Rolle spielen. So ist es auch heute noch keine
Seltenheit, dass man in Produktionsunternehmen eine strikte Trennung von OfficeAnwendungen und Systemen zur Prozessund Produktionsführung anwendet.
Während in den Verwaltungen die meisten Geschäftsprozesse zumindest IT-gestützt ablaufen und Systeme etabliert sind,
mit denen diese Prozesse abgebildet werden, werden in den allermeisten Produktionsstätten viele relevante Abläufe nach wie
vor manuell und ohne durchgängige Hilfe
von IT-Systemen abgewickelt.
Manuelle Geschäftsprozesse
Klassische ERP-Systeme unterstützen die
kommerziellen Geschäftsprozesse und definieren produktionsrelevante Informationen wie Aufträge Rezepte und Arbeitsabläufe für die Durchsetzung der Produktion.
Häufig werden diese Informationen in Papierform an die Abteilungen weitergegeben, die für die Produktion verantwortlich
sind. Die Arbeitspapiere enthalten alle für
die Bearbeitung notwendigen Daten und
Abläufe. Die Arbeitsvorbereitung plant
dann – oft nicht adäquat IT-gestützt – die
Vorgaben für die Mitarbeiter in den Anlagen ein.
Diese erhalten „Laufpapiere“, mit denen
Schritt für Schritt die manuellen Produktionsschritte abgearbeitet werden. Dabei
müssen die Mitarbeiter an unterschiedli-
14
2/2011
chen Systemen Parameter, Sollwerte und
andere Daten eingeben, die als Vorgabe
auf dem Papier notiert sind. Dazu kommen
Rückmeldungen, die auf Visualisierungssystemen dargestellt und zu bestimmten
Zeiten auf dem „Laufzettel“ protokolliert
werden müssen. Nachdem ein Laufzettel
vollständig ausgefüllt ist, gelangt er – meistens deutlich verzögert zur Produktion
– wieder zu den Bearbeitern, die das Geschäftssystem mit den Daten füttern.
Auch die regelmäßige Wartung und Instandhaltung der Anlagen und Maschinen
ist ein kritischer Faktor. Oft ist eine möglichst hohe Gesamtanlagenverfügbarkeit
(OEE) ein wesentliches Geschäftsziel eines
Produzenten. Um dieses Ziel sicherzustellen, werden tagtäglich Wartungsaktivitäten
geplant und durchgeführt. Neben automatisierten Wartungsaktivitäten sind in einem
Produktionsbetrieb in aller Regel eine Reihe von Prüfungen und Instandhaltungsmaßnahmen manuell durchzuführen. Hier
gilt in gleicher Weise die vorgenannte Problematik der Medienbrüche. Während im
Businesssystem oder im Wartungsmanagementsystem alle Aktivitäten geplant
und rückgemeldet werden können, sind
die Instandhalter meist mit Papier und Bleistift auf dem Weg durch die Produktionsanlagen. Neben den Fehlermöglichkeiten
durch Mehrfacheingaben und Ablesefehler kann bei dieser Form der Bearbeitung
keine verlässliche Rückverfolgung der Tätigkeiten stattfinden. Die verspäteten und
teilweise fehlerhaften Buchungen führen
so zwangsläufig zu Qualitätsproblemen,
Falschinterpretationen der Lagerbestände
oder fehlenden Ersatzteilen. Der gesamte
Produktionsablauf wird beeinträchtigt und
hohe Kosten für Lagerhaltung und Produktionsausfälle verursacht.
Medienbrüche vermeiden
Dabei sind es einfache Veränderungen,
die in einer Produktionsanlage zu besserer
Qualität und Auslastung beitragen können.
Mit einem mobilen Workflowmanagementsystem – mit heutiger Technik auf einem
industrietauglichen Handheld genauso
lauffähig wie auf einem günstigen Smartphone oder einem modernen Tablet – lassen sich nahezu alle denkbaren manuellen
Geschäftsprozesse IT-gesteuert und ohne
Administrationsanwendung: Die
Konfiguration
der manuellen
Arbeitsabläufe
erfolgt menügeführt in der
Administrationsanwendung.
MOBILE IT-LÖSUNGEN IN PRODUK TIONSUMGEBUNGEN
iPhone: Selbst zusammengestellte Dashboards für
iPhone und iPad.
Medienbrüche
bearbeiten. Vorgabedaten
und
Arbeitsabläufe
werden direkt aus
dem
Businesssystem oder dem
Produktionsmanagementsystem an das Mobilgerät übertragen, sinnvollerweise zusammen mit
zusätzlichen qualitäts- oder sicherheitsverbessernden Aktivitäten, die direkt in die
Geschäftsprozesse eingebunden werden.
Damit lässt sich etwa auszuschließen, dass
ein Instandhalter seine Aufgaben am falschen Gerät ausführt, weil über das Mobilgerät mittels RFID- oder Barcodescan, Fotoerkennung oder Lokalisierung vor jedem
Arbeitsgang automatisch geprüft werden
kann, ob sich der Benutzer am richtigen
Ort befindet. Und natürlich kann der Bearbeiter zu jedem Arbeitsgang zusätzliche
Informationen wie Bedienungsanleitung
oder Montagehinweise erhalten, um die
Arbeit qualitativ hochwertiger ausführen
zu können. Rückmeldungen von Tätigkeiten, Materialien usw. können über die Tastatur des Mobilgerätes oder durch andere
Hilfsmittel, etwa einem geräteinklusiven
Barcodescanner, erfasst werden.
Online-und Offline-Verbindung
Befindet sich der Benutzer des Mobilgerätes in einem durch das jeweilige Netz abgedeckten Bereich (zum Beispiel WLAN,
UMTS, EDGE, LAN usw.) so kann er zusätzliche Informationen über den Status des
Gerätes, Trends, und Parameter zur Bearbeitungszeit aus dem Onlinesystem (etwa
direkt aus einem Prozessrechner) auf dem
Mobilgerät zur Anzeige bringen. Viele Bereiche in Produktionsanlagen sind jedoch
nicht an das Onlinenetz angebunden, weil
es sich um besonders gesicherte Bereiche,
explosionsgeschützte Zonen oder weitläufige Areale handelt. Damit auch in diesen
Bereichen Mobilgeräte zum Einsatz kommen können, müssen diese über eine eigene Datenbank verfügen, über die während
des Offlineaufenthaltes alle Daten zwischengespeichert werden. Sobald der Benutzer wieder in einen netzabgedeckten
Bereich kommt, muss eine automatische
oder benutzerinitiierte Datenreplikation
zur zentralen Datenbank erfolgen.
Kennzahlen – immer und überall
Manager von Produktionsanlagen benötigen Kennzahlen, um ihre Produktion
verlässlich zu betreiben. So müssen sie
ständig über die Auslastung und Verfügbarkeit der Anlagen informiert sein, um
bei Engpässen sofort zu einer Entscheidung fähig zu sein. Durch Echtzeitanbindung an die Produktionsanlagen kann
jederzeit an jedem Ort und unverzüglich
nach dem Eintreten eines Ereignisses reagiert werden. Das schafft Vertrauen und
Sicherheit für die Produktion.
Mobility in der Produktion
Das Gießener Softwareunternehmen advenco Consulting GmbH ist Full-ServiceDienstleister im Bereich Manufacturing
IT und unterstützt mit seinen Produkten
und Dienstleistungen die Kunden dabei,
ihre Produktionsprozesse zu verbessern
und leistungsfähiger zu machen. Eine wesentliche Rolle spielen dabei die hier beispielhaft genannten Komponenten key2operate und key2value, um manuelle
Aktivitäten in der Produktion zu automatisieren. Dabei versorgt die Business-App
„key2value“ Entscheider ortsunabhängig
mit allen wichtigen Informationen und
Kennzahlen der Produktion.
Durch eine Reihe repräsentierender Darstellungen auf dem Mobilgerät können kritische Kennzahlen, Alarme, Tachometeranzeigen usw. in Echtzeit angezeigt und bei
Auffälligkeiten, beispielsweise Trends, verglichen werden. Um ein komplettes Bild
über den Zustand der Produktion zu erhalten, greift das System direkt auf ein Manufacturing-Intelligence-System über ein
„Unified Production Model“ zu. Damit sind
alle Daten und Werte abrufbar, die im Business-Intelligence-System (BI, EMI) bereits
angelegt und berechnet wurden. Die einfache Konfiguration direkt auf dem Mobilgerät erlaubt Ad-hoc-Dashboards, um auch
Informationen in Relation zu sehen, für die
keine vorkonfigurierten Reports vorliegen.
key2operate
Client: Industrietaugliche
Menüdarstellung für Mobilgeräte.
Mit der App key2operate können nahezu
beliebige manuelle Geschäftsprozesse erstellt
und mit industrietauglichen mobilen Geräten
wie Handhelds mit Barcode- oder RFID-Scanner, Tablets, Smartphones usw. automatisiert
werden. Der Ersteller der Abläufe hat die Möglichkeit, manuelle Aktivitäten auf einfache Weise als Workflow vorzugeben. Zunächst definiert er die Datenbankstruktur und eliminiert
damit von vorneherein komplexe Schnittstellendefinitionen. Im zweiten Schritt legt der
Designer fest, auf welche Weise dem späteren
Benutzer die Daten auf dem Bildschirm visualisiert werden und wie der Workflow-Ablauf
zu bedienen ist. Zum Schluss wird der Ablauf
Maskeneditor: Die Visualisierungsoberfläche der Mobilgeräte kann mit dem Maskeneditor frei zusammengestellt werden.
Bilder: advenco Consulting
durch die Sequenzierung der Menüs festgelegt. So kann ohne IT-Kenntnisse eine unbegrenzte Anzahl von Workflows erzeugt und
angepasst werden.
Die grafisch erstellten Arbeitsabläufe
werden gemeinsam mit der passenden
Grafikdarstellung auf die Mobilgeräte geladen und als digitale Arbeitsanweisungen
übergeben. Gleichzeitig können Anleitungen, Fotos oder Dokumentationen zu den
Abläufen hinzugefügt werden, um Aufgaben gezielt zu erläutern und für eine fehlerfreie Bearbeitung zu sorgen. Über manuelle
Eingabe, Scannen von Barcodes oder RFIDTags werden Anlagen und Geräte identifiziert und Rückmeldungen zum Abarbeitungsstatus erfasst. Gegebenenfalls können
wichtige Parameter während des Arbeitsablaufes direkt visualisiert und überwacht
werden. Über einen Task Scheduler können
die Arbeitsabläufe geplant werden, um sie
auf dem richtigen Endgerät online oder offline abarbeiten zu lassen. Durch die Einbindung der manuellen Prozesse in die IT-Umgebung werden die Aktivitäten verlässlicher
und nachvollziehbar. Sie können geplant
und überwacht werden und verbessern die
bw
Arbeits-und Produktionsqualität.
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BUSINESS INTELLIGENCE IN DER FERTIGUNG
Mobiler Zugriff
auf aktuelle
Produktionsdaten
Mit einer mobilen Anwendung lassen sich ortsunabhängig und in Echtzeit
Kennzahlen, Analysen und
Prozesszustände abrufen.
Business Intelligence überwindet die organisatorische Grenze von der Geschäftsebene
in den Shopfloor. Meister und Produktionsleiter können bei Meetings direkt auf aktuelle
Kennzahlen und Analyse-Charts aus der Produktion zurückgreifen. Ausgedruckte ExcelTabellen oder handschriftliche Journalbücher gehören der Vergangenheit an.
VON ING. CHRISTIAN ERLINGER
M I T S E I N E N Freunden weltweit rund
um die Uhr zu kommunizieren, Videos
und Fotos auszutauschen, oder sich per
Smartphone-App aktuell über FußballZwischenspielstände zu informieren,
stellt für die iPhone/iPad-Generation
keine große Herausforderung dar. Die
Leichtigkeit der Informationsbeschaffung, gepaart mit Lifestyle-Ansprüchen,
entspricht der heutigen Normalität, eine
Normalität, die das private Leben beherrscht, allerdings in der industriellen
Umgebung noch Platz für Innovationen
bietet. Dass auch Produktionsunternehmen von der Leichtigkeit der Informationsbeschaffung profitieren können, ist
unbestritten. Langfristiges Planen und
Beobachten von Marktentwicklungen
sind oftmals nicht mehr möglich. Unternehmensrelevante Entscheidungen müssen kurzfristig getroffen werden. Damit
Entscheidungsgrundlagen auch dann
zur Verfügung stehen, wenn man sie benötigt, ist der ortunabhängige Zugriff auf
aktuelle Produktionskennzahlen oder
Kennzahlenanalysen unumgänglich. Der
Informationszugriff sollte sich einfach,
mobil und flexibel gestalten. Der Einsatz
moderner Hardware, hohe Performance
und absolute Zugriffsicherheit sind weitere Anforderungen an ein intelligentes
Informationssystem.
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Aus den Daten die
richtigen Schlüsse ziehen
Business-Intelligence-Softwaresysteme,
kurz BI-Systeme, unterstützen die logische
und physische Konsolidierung inhomogener Datenquellen. Das heißt, Informationen
werden erfasst, logisch verknüpft und aufbereitet. Schlussendlich liefern BI-Systeme
die gewünschten Entscheidungsgrundlagen für die Entscheidungsträger. BI-Systeme bedienen sich der Daten bereits etablierter Unternehmenssoftwarelösungen.
So bieten ERP- (Enterprise-Resource-Planning-) oder MES-(Manufacturing-Execution-) Systeme eine operative Datengrundlage zur Ermittlung von Kennzahlen oder
zum Erstellen von Analyse-Charts.
Der Erfolg von Business Intelligence liegt in der technischen
Umsetzung
Nur eine technisch saubere Lösung, die in
der Anwendung auch Spaß macht, wird
zum gewünschten Erfolg führen. Beschäf-
Business Intelligence nach dem Selbstbedienungsprinzip liegt im Trend. Einfach und flexibel
Charts zusammenstellen und aktuelle Auswertungen visualisieren.
BUSINESS INTELLIGENCE IN DER FERTIGUNG
tigt man sich mit Unternehmensdaten,
wird man schnell erkennen können, dass
sehr große Datenmengen und eine hohe
Abhängigkeitskomplexität zutage treten
werden. Performance ist daher der Schlüssel zum Erfolg. In-Memory-Technologien
bieten heute die entsprechenden Möglichkeiten, hoch-performante Datenzugriffe zu realisieren. Dabei werden Informationen aus Datenbanken nicht mehr von
der Festplatte gelesen, sondern in einem
Arbeitsspeicher vorgehalten. Antwortzeiten unter einer Sekunde sind so realisierbar. Analyse-Ergebnisse und Kennzahlen
lassen sich in Echtzeit berechnen und visualisieren. Mobile Anwendungen spielen
dabei eine wichtige Rolle. Bei kritischen
Unternehmensdaten wird allerdings die
Sicherheit nach wie vor im Vordergrund
stehen. Denn was passiert mit den Daten
aus dem Arbeitsspeicher bei einem Server-Crash? Wie weit sind die technischen
Lösungen fortgeschritten, um in einer
ausschließlichen In-Memory-Anwendung
beim Crash keine Daten zu verlieren? Fragen, die durchaus berechtigt sind und in
der Fachwelt sehr differenziert diskutiert
werden. Oftmals sind Marketingsansätze
der großen Hersteller ausschlaggebend
für geäußerte Meinungen.
Der Industrieanwender wird die
Richtung vorgeben
Schlussendlich wird der Kunde entscheiden, wie er seine Datenverarbeitung künftig erledigen möchte. Fakt ist,
dass hohe Ansprüche an Bedienkomfort
und Datensicherheit gestellt werden. In
Fachkreisen wird daher häufiger darüber
gesprochen, warum nicht beide Technologien, In-Memory und klassisches
Datawarehousing, in Kombination zum
Einsatz kommen können. So genannte
hybride Technologien zeichnen sich ab.
Dabei werden die Daten weiterhin in relationalen Datenbanken geschrieben, die
Zugriffsdaten allerdings im Cache vorgehalten. Somit werden die Zugriffe auf die
Datenbank verhindert, aber die Informationen trotzdem in die Datenbank geschrieben. Enorm verkürzte Zugriffszeiten, ohne dabei die Datensicherheit aus
dem Auge zu verlieren, sind so möglich.
Moderne Softwarehäuser stellen
sich der Herausforderung
Agilität ist eine Eigenschaft, die die Zukunft der Produktionsunternehmen in Europa mit beeinflussen wird. Dafür ist eine
Alle PROXIA-Web-Applikationen werden auf Basis des Browser-Plug-ins Microsoft Silverlight
programmiert. Microsoft Silverlight hat sich als ideale Plattform für komplexe Geschäftsanwendungen im Internet etabliert.
entsprechende Softwareunterstützung kommen. Ansprüche zu kanalisieren und
notwendig. Business Intelligence ist heute daraus die beste Lösung zu entwickeln,
bei vielen Unternehmens-Softwarelösun- steht im Vordergrund der PROXIA-Entrt
gen ein Thema. So auch im klassischen wicklungsabteilung.
Fertigungsbereich, wo BI-Lösungen in Verbindung mit einem MES-System zum Ein- Christian Erlinger ist bei der PROXIA Software
satz kommen sollten. Das stellt die MES- AG für das Produktmarketing zuständig.
Anbieter vor eine große Herausforderung,
die Einsatz und Entwicklungs-Know-how
verlangen.
Die PROXIA Software AG, ein junges
bayrisches
Softwareunternehmen,
hat sich dieser Aufgabenstellung
gewidmet. Dieses Unternehmen kann heute seine
Kunden mit einem
MES-Softwaresystem
und einer BI-Lösung
mit zukunftsträchtiger
Softwaretechnologie
Wojtek Czyz ist einer der besten deutschen
ausstatten. Die ModuLeichtathleten im Behindertensport. Gemeinsam
le KPI.web und DASH.
mit proALPHA wird der mehrfache Weltmeister
web bilden neben den
und Paralympics-Sieger bei seinem PROJEKT
klassischen MES-MoLondon 2012 [erfolge] feiern.
dulen, MDE/BDE, LeitAnspruch von proALPHA ist es, jedes PROJEKT
stand/Feinplanung,
im Sinne unserer Kunden zum [erfolg] zu führen.
PEP/Personaleinsatzplanung usw. die BusiUnsere innovativen Technologien und Serviceness-Intelligence-Anleistungen werden bereits heute von mehr
wendung für die
als 1.700 zufriedenen Kunden weltweit eingesetzt.
Produktion. Diese BIModule sind mit hybrider
Datenverarbeitungstechnologie
ausgestattet und könwww.proalpha.de
nen als Mobile-AnDie ERP-Lösung für den Mittelstand
wendung zum Einsatz
PROJEKT
[erfolg]
2/2011
17
M E S E R M Ö G L I C H T U M FA S S E N D E S U R FA C E - M O U N T - T E C H N O L O G Y - A N L A G E N I N T E G R AT I O N
SMT-Prozesse im Griff
Die Oberflächenmontage von elektronischen Bauelementen auf die Leiterplatte (SMT-Bestückung) erfordert
Präzision und Fehlerfreiheit vom ersten bis zum letzten Prozessschritt. Mittels Manufacturing-Execution-Systemen (MES) können Produktionsprozesse gesteuert, kontrolliert und verbessert werden. Die iTAC.MES.Suite 7
bietet dazu eine standardisierte Anbindung an die SMT-Anlagen von Assembleon, Fuji, ASM und Panasonic.
VON MICHAEL FISCHER
DAS ERREICHEN der Unternehmensziele
einer leistungsfähigen Fabrik ist heute abhängig von schnellen Reaktionszeiten und
kurzen, zuverlässigen Prozessketten sowie
einer entsprechenden Qualitätssicherung.
Insbesondere im Umfeld der SMT (SurfaceMount-Technology-) Fertigungslinien hat
Präzision höchste Priorität. Hier muss gewährleistet sein, dass die Elektroniken variantenkonform produziert werden, keine
fehlerhaften Materialchargen verbaut und
eine durchgängige Materialchargendokumentation gewährleistet ist. Aus diesem
Grund setzen immer mehr Elektronikproduzenten Manufacturing-Execution-Systeme (MES) ein, um unter anderem Produkte
durchgängig in Echtzeit rückverfolgen zu
können.
Mittels der durch das MES dokumentierten Erfassung aller fertigungsrelevanten
Daten können Auffälligkeiten erkannt und
analysiert, Prozessparameter geändert
und Abstellmaßnahmen eingeleitet werden. Durch die anschließende Analyse der
SMT-Produktion bei RAFI.
18
2/2011
Ergebnisse lässt sich die Wirkung des Verbesserungsprozesses überprüfen. Die Prozessgüte kann auf diese Weise optimiert
und die Produktion fehlerhafter Produkte
verhindert werden.
Dabei sollte das Manufacturing-Execution-System jedoch nicht nur umfangreiche
und lückenlose Informationen sammeln,
sondern bereits während des Fertigungsprozesses fehlerhafte Prozessschritte und
unzulässige Komponenten detektieren.
Durch das Prinzip der „Vorsorge anstatt
Nachsorge“ sind kurze Reaktionszeiten
möglich und Fehler können bereits im
Keim erstickt werden, was eine hohe Qualität bei gleichzeitiger Minimierung der Fehlerrate und Steigerung der Produktivität
erzielt.
Fehlern auf der Spur
Möglich wird die Umsetzung der Optimierungszielsetzungen durch Lösungen wie
die Java-EE-basierte iTAC.MES.Suite 7, die
umfangreiche Rückverfolgbarkeits- und
Prozessverriegelungsfunktionalitäten besitzt.
Die Lösung übernimmt
die komplette Dokumentation und Analyse der
Produkt- und Prozessdaten aus der laufenden
Produktion und trägt
somit zur Einhaltung
der hohen TraceabilityAnforderungen in der
Elektronikindustrie bei.
Technisch realisiert wird
dieser Vorgang durch
standardisierte Schnittstellen zu verschiedenen
ERP- und PLM-Systemen. Über diese werden Stammdaten (wie
etwa Materialstammda-
ten, Stücklisten usw.) und Bewegungsdaten (Materialchargen, Fertigungsaufträge,
Auftragsrückmeldungen von Mengen und
Materialverbräuchen) übernommen und
wieder an das ERP zurückgemeldet. Für jedes (Halb-)Erzeugnis lässt sich so nachvollziehen, welche Prozessschritte wie Pastendruck, SMD-Bestückung, Reflowlöten, AOI
usw. zu welchem Zeitpunkt und unter welchen Bedingungen durchlaufen wurden.
Die Erfassung aller relevanten Betriebsdaten erfolgt über eine bidirektionale Anlagenintegration. Diese Informationen
können in Echtzeit ausgewertet und analysiert werden. So lassen sich Produktionsmengen, Störgründe/Ausfallzeiten und
Bauelement-Abwürfe überprüfen und optimieren.
Die BE-Abrufdaten (Bauelemente) werden dabei automatisiert ausgelesen, verifiziert und abgespeichert sowie in zeitnahen
Rückmeldeprozessen an das ERP-System
zurückgegeben. Durch die automatisch erfassten BDE-Daten (Stückzahlen und Taktzeiten) ermöglicht das MES eine objektive
Analyse der Nutzungsgrade ohne manuelle Eingabe, so dass ein einfacher Abgleich
zwischen Soll- und Ist-Zustand erfolgen
kann. Die Dokumentation des Ist-Zustandes erhöht dabei die Transparenz für alle
Beteiligten.
Im Ernstfall: Prozessverriegelung
Die meisten Manufacturing-ExecutionSysteme ermöglichen die einfache passive
Rückverfolgbarkeit. Wenige Lösungen wie
die iTAC.MES.Suite 7 verfügen über eine
Middleware-Technologie, um eine aktive
Traceability mit entsprechenden Prozessverriegelungsmechanismen zu unterstützen. Die Prozessverriegelung wird mittlerweile in einem Großteil der verschiedenen
Traceability-Anforderungen von VW, BMW,
Daimler usw. gefordert. Dieser Vorgang
M E S E R M Ö G L I C H T U M FA S S E N D E S U R FA C E - M O U N T - T E C H N O L O G Y - A N L A G E N I N T E G R AT I O N
überprüft die Produkte in jedem einzelnen
Prozessschritt, bewertet sie mit den Kriterien „Gut“, „Nacharbeit“ oder „Ausschuss“
und übernimmt die Verifikation gegen die
Produktstückliste. Anschließend führt das
System sie gegebenenfalls einem definierten Reparatur-Ablauf zu.
In jeder Produktionsstufe wird dabei
geprüft, ob die vorgegebenen Komponenten sowie Bauteile verbaut und die
festgelegten Prozessparameter für die
Produktion eingehalten wurden. Treten
an irgendeiner Stelle Fehler auf, so wird
die entsprechende Baugruppe nicht
weiter verarbeitet, sondern durchläuft
einen zuvor definierten Eskalationsweg.
Es erfolgt dann eine Analyse-ReparaturNachprüfung oder die vollständige Ausschleusung der Baugruppe.
SMT-Anlagen einfach anbinden
Um eine nahtlose Einbindung der MESLösung mit all ihren Funktionalitäten in
die SMT-Fertigungsumgebung zu ermöglichen, hat iTAC, basierend auf seinem
API-Service, anlagenspezifische Standardschnittstellen zu den SMT-Anlagen von
Assembleon, Fuji, ASM und Panasonic in-
tegriert. So lassen sich die Systeme der verschiedenen Anbieter auf einfache Weise
anbinden – von Labeling-Systemen über
Siebdruckautomaten bis hin zu den nachfolgenden AOI-Prüfsystemen. Damit wird
die standardisierte und skalierbare Integration unterschiedlicher Maschinentypen
und Hersteller entsprechend der jeweiligen Anforderungen sichergestellt.
„Wir sind der einzige MES-Hersteller, der
seinen Kunden Plug & Play-Schnittstellen
zu den vier SMT-Equipmenttypen anbietet. Der Markt der Manufacturing-Execution-System-Anbieter ist zwar umfassend,
jedoch unterscheiden sich die Produkte
– bedingt durch die jeweilige Historie – in
ihrem Lösungsansatz sowie im Funktionsumfang teilweise erheblich. In den HighVolume-Fabriken unserer Kunden haben
wir bis zu zwanzig SMT-Anlagen verschiedener Anlagenhersteller integriert. Dies
zeigt, dass die Nachfrage hier entsprechend hoch ist“, erklärt Martin Heinz, Vice
President Operations bei iTAC.
Auf Nummer sicher: Compliance
on-Systems immer das Thema Compliance
und insbesondere im Automotive-Bereich
die Normierungen eine große Rolle. Denn
die Einhaltung von Standards, Regulierungen und Richtlinien sind für Hersteller unabdingbar, um im ElektronikzuliefererMarkt zu bestehen. Das MES unterstützt
die Umsetzung der Vorschriften – beispielsweise müssen in verschiedenen
Branchen sämtliche Produktions- und Versandstufen rückverfolgbar sein. Die Umsetzung der Vorgaben schafft Nachhaltigkeit und hohe Qualität.„Eine SMT-Anlage,
die nicht die Compliance-Anforderungen
erfüllt, kann im Markt nicht bestehen. Unternehmen, die sich nach wichtigen Normen richten, erzielen auf Dauer einen Wissens- und Wettbewerbsvorsprung. Die
Richtlinien dienen der Qualitätssicherung,
dem Schutz der Gesellschaft und tragen
zur Verständigung bei“, erklärt Dieter Meuser, Technologievorstand der iTAC Software AG, und ergänzt: „Ein ManufacturingExecution-Systemkanneinenwesentlichen
Beitrag leisten, um Normen besser einhalbw
ten zu können.“
Für alle fertigungsnahen Betriebe spielt
beim Einsatz eines Manufacturing-Executi-
Die Welt der Metallbearbeitung
The world of metalworking
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INFO:
VDW – Generalkommissariat EMO Hannover 2011
Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V.
Corneliusstrasse 4, 60325 Frankfurt am Main, GERMANY
Tel. +49 69 756081- 0, Fax +49 69 756081-74
[email protected] · www.emo-hannover.de
LOGISCHE SCHNIT TSTELLE ZWISCHEN MASCHINEN UND MES
Digitaler Fabrikbetrieb
Nach der VDI-Richtlinie 4499 ist die digitale Fabrik ein „Oberbegriff für ein umfassendes Netzwerk von digitalen
Modellen, Methoden und Werkzeugen – unter anderem der Simulation und 3D-Visualisierung – die durch ein
durchgängiges Datenmanagement integriert werden. Ihr Ziel ist die ganzheitliche Planung, Evaluierung und
laufende Verbesserung aller wesentlichen Strukturen, Prozesse und Ressourcen der realen Fabrik in Verbindung
mit dem Produkt“ (VDI 4499, Blatt 1, S. 3). Diese Definition verdeutlicht, dass die digitale Fabrik bis in den realen
Betrieb einer Fabrik hineinreicht; allerdings ist in Blatt 1 hauptsächlich beschrieben, wie sie Aufgaben der Fabrikplanung unterstützt. Darum hat eine weitere Arbeitsgruppe des VDI sich die Aufgabe gestellt, die Lebensphasen des Fabrikbetriebs, die zugehörigen Methoden und Werkzeuge sowie den Nutzen ihrer Anwendung zu
beschreiben. Ergebnis ist das Blatt 2 der Richtlinie 4499 mit dem Titel „Digitaler Fabrikbetrieb“. Der digitale Fabrikbetrieb deckt damit einen Teilumfang der digitalen Fabrik ab.
VON DR. OLAF SAUER UND MIRIAM SCHLEIPEN
I N D E R betrieblichen Praxis wird der
durchgängigen methodischen Unterstützung von Fabrikplanung und anschließender Inbetriebnahme, Anlauf
und auch laufendem Betrieb von Produktionsanlagen besondere Aufmerksamkeit
geschenkt, da in diesen Phasen noch Verbesserungspotenziale ausgeschöpft werden können, beispielsweise durch eine
durchgängige Engineering-Kette ohne
manuelle Datenübertragungen. Dieser
durchgängige Engineering-Prozess von
der Fabrikplanung bis in den realen Betrieb ist das erste Hauptziel des digitalen Fabrikbetriebs. Das zweite Hauptziel
liegt darin, das aus der Entwicklung von
Produkten bekannte Dilemma zwischen
Kostenfestlegung und Kostenbeeinflussung (Bild 1) anzugehen, indem in den
frühen Phasen, in denen die Herstellkosten des Produkts und laufenden Kosten
der Produktion beeinflusst und festgelegt werden, die Sicherheit erhöht wird,
dass Planungsergebnisse der späteren
Realität möglichst nahe kommen.
Definition
Grundsätzlich muss ein Fabrikbetrieb,
der im Rechner abgebildet, verifiziert
20
2/2011
und verbessert wird, die Anforderung
erfüllen, den realen Betrieb einer Fabrik
so realistisch wie möglich darzustellen,
vor allem auch, was sein Zeitverhalten
betrifft. Damit werden beispielsweise
an den digitalen Fabrikbetrieb Echtzeitanforderungen gestellt, wie sie im realen Betrieb auftreten. Daran scheitern
heute noch viele Werkzeuge, vor allem
dann, wenn mehr als eine einzelne Anlage oder Zelle betrieben werden soll. Die
Arbeitsgruppe hat darum die folgende
Definition für digitalen Fabrikbetrieb
gewählt, deren Umsetzung in die Praxis
vermutlich schrittweise, etwa aufgrund
leistungsfähigerer Hardware, erfolgen
wird:
„Der digitale Fabrikbetrieb bezeichnet die Nutzung und das Zusammenwirken von Methoden, Modellen und
Werkzeugen der digitalen Fabrik, die bei
der Inbetriebnahme einzelner Anlagen,
dem Anlauf mehrerer Anlagen und der
Durchführung realer Produktionsprozesse eingesetzt werden. Ziele sind die
Absicherung und Verkürzung des Anlaufs sowie die betriebsbegleitende und
kontinuierliche Verbesserung der Serienproduktion.
Dazu wird das dynamische Verhalten
einzelner Produktionsanlagen und komplexer Produktionssysteme und -prozesse einschließlich der Informations- und
Steuerungstechnik realitätsnah abgebildet. Virtuelle und reale Komponenten
können dabei miteinander gekoppelt
sein. Auf Basis eines durchgängigen Datenmanagements nutzt der digitale Fabrikbetrieb die Ergebnisse der Produktionsplanung in der digitalen Fabrik und
stellt seinerseits Daten für operative ITSysteme bereit. Bei der Nutzung in der
Serienproduktion werden die Modelle laufend der Realität angepasst.“ (VDI
4499, Blatt 2, S. 2)
Das in der Definition als gegeben angenommene durchgängige Datenmanagement ist in der Praxis bisher nur in
Ansätzen anzutreffen, da die „Welten“
der Planung und des operativen Betriebs und damit auch die sie unterstützenden IT-Systeme nur langsam zusammenwachsen. Darum arbeiten weitere
Arbeitsgruppen des VDI daran, dieses
durchgängige Datenmanagement zu
beschreiben beziehungsweise konkrete
Inhalte der zwischen den „Welten“ auszutauschenden Daten zu definieren (VDI
4499, Blatt 3 sowie VDI 5600, Blatt 2).
Bild 1: Kostenfestlegung versus Kostenentstehung (in Anlehnung an EHRLENSPIEL u.a.
2005, Seite 11).
Komponenten des digitalen
Fabrikbetriebs
In dem neuen Blatt 2 der VDI-Richtlinie 4499 haben Experten aus Industrie,
Dienstleistung, Softwarehäusern und Instituten die Komponenten des digitalen
Fabrikbetriebs und deren Anwendung
auf zwei wesentlichen Anwendungsfeldern beschrieben: Digitaler Betrieb von
Einzelmaschinen (Werkzeugmaschinen)
und digitaler Betrieb automatisierter
Produktionsanlagen. Wichtige Komponenten des digitalen Fabrikbetriebs
sind beispielsweise die virtuelle Inbetriebnahme oder die betriebsbegleitende (Realzeit-) Simulation. Am Übergang
aus der Planung in die Inbetriebnahme
und die Serienproduktion wirken virtuelle und/oder reale Maschinen und
deren dynamisches Verhalten mit virtuellen und/oder realen Anlagensteuerungen als Abbild der Logik der Anlagen
zusammen. Mit der Verbindung zu überlagerten Fertigungsmanagementsystemen erlaubt der digitale Fabrikbetrieb
Aussagen über das Gesamtverhalten
von Maschinen und Anlagen vor deren
realem Anlauf.
Neben der Definition wesentlicher Gesichtspunkte, die für den digitalen Fabrikbetrieb von Bedeutung sind, werden
mögliche Anwendungsgebiete in den
verschiedenen Lebenszyklusphasen eines Produktionssystems aufgezeigt. Exemplarisch für die Hauptanwendungsgebiete werden die Inbetriebnahme
komplexer Fertigungssysteme sowie das
Erzeugen von NC-Bearbeitungs- und
Messprogrammen zum Betrieb von NCWerkzeugmaschinen als Teil der Fertigungssysteme erläutert (DENKENA
2009a). Besonderes Augenmerk wird auf
die verwendeten Informations- und Planungssysteme gelegt.
Weiterhin ergeben sich aus dem Einsatz dieser Systeme als Teil des digitalen
Fabrikbetriebs neue Möglichkeiten für
ein durchgängiges Datenmanagement
(DENKENA 2009b). Dieses stellt die Basis
bereit, auf der der digitale Fabrikbetrieb
die Ergebnisse aus Planungsphasen der
digitalen Fabrik nutzt und um Daten für
operative IT-Systeme ergänzt (SCHLEIPEN, SCHICK, SAUER 2008). Somit werden die Modelle der digitalen Fabrik mit
Informationen aus der realen Produktion
gekoppelt und können während der Serienproduktion weiterverwendet und aktualisiert werden.
Einsatz des digitalen Fabrikbetriebs in Anwendungsgebieten
der Fertigung
Um den Einsatz sowie die Herausforderungen und Voraussetzungen des digitalen Fabrikbetriebs in konkreten Anwendungsgebieten deutlich zu machen,
wurde zwischen den Anwendungsgebieten Einzelmaschinen und verketteten Produktionsanlagen unterschieden.
Einzelmaschinen, zum Beispiel NC-Werkzeugmaschinen, fokussieren dabei auf
die zu fertigenden Teile, während bei
automatisierten Fertigungsanlagen die
2/2011
21
Bild 2: Gemeinsame Arbeitsweise auf Basis eines gemeinsamen Planungs- und Entwicklungsmodells
(VDI 4499, Blatt 2, S. 19).
Ressourcen der Anlage selbst im Mittelpunkt der Planung stehen.
Die rechnergestützte Fertigungs- und
Prozessplanung umfasst innerhalb des
digitalen Fabrikbetriebs alle rechnerunterstützten Tätigkeiten, die erforderlich
sind, um für ein Bauteil Bearbeitungsund Messprogramme zur Steuerung einer NC-Werkzeugmaschine zu erstellen
und in Betrieb zu nehmen.
Die Bauteile durchlaufen dabei die
Funktionsbereiche Konstruktion, Arbeitsvorbereitung und Fertigung.
NC-Werkzeugmaschinen können Teil
einer automatisierten Produktionsanlage sein, etwa wenn mehrere Werkzeugmaschinen durch ein automatisiertes
Materialflusssystem verkettet sind. Bei
automatisierten
Produktionsanlagen
spielen das Datenmanagement und die
Modellierung der einzelnen Anlagenkomponenten eine zentrale Rolle. Im Sinne eines digitalen Fabrikbetriebs ist es
erforderlich, dass disziplinübergreifend
gearbeitet und modelliert wird. Komponenten werden daher in mechatronischen Objekten als Teil einer umfassenden mechatronischen Bibliothek (siehe
Bild 2) beschrieben, die alle relevanten
22
2/2011
Teilaspekte umfasst. Diese mechatronische Bibliothek ist das Herzstück des digitalen Fabrikbetriebs, da hier alle relevanten Daten für den späteren Betrieb
zusammengeführt und in Beziehung zueinander gesetzt werden.
Ausblick
Ohne eine parallel zu den aktuellen Entwicklungsarbeiten laufende Standardisierung wird das Ziel einer permanenten
Planungsbereitschaft in der Fabrik nicht
zu erreichen sein. Darum arbeiten Mitarbeiter des Fraunhofer IOSB in diversen
Standardisierungsgremien, zum Beispiel
im VDI-Fachausschuss „MES-Maschinenschnittstellen (VDI 5600, Blatt 2)“, und
wirken im Gremium „Durchgängiges Engineering von Leitsystemen (VDI-GMA FA
6.12)“ mit. Mit AutomationML ist ein industriegetriebenes Konsortium dabei,
für das Engineering von Produktionsanlagen einen Standard der Standards zu
entwickeln, mit dem der oben geforderte
durchgängige Datenaustausch unabhängig von Softwarewerkzeugen möglich ist
bw
(DRATH 2010).
Literaturverzeichnis
DENKENA, B.; AMMERMANN, C.: CA-Technologien in der Fertigungs- und Prozessplanung.
In: Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb (ZWF), München, 104(2009)4, S. 300–
305. (=2009a)
DENKENA, B.; AMMERMANN, C.; CHARLIN, F.:
Analyse und Optimierung des Datenmanagements in variantenreicher Werkstattfertigung.
In: Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb (ZWF), München, 104(2009)9, S. 787–
790. (=2009b)
Drath, R. (Hrsg.): Datenaustausch in der Anlagenplanung mit AutomationML. Berlin: Springer Verlag, 2010.
EHLENSPIEL, K.; LINDEMANN, U.; KIEWERT,
A.: Kostengünstig entwickeln und konstruieren: Kostenmanagement bei der integrierten
Produktentwicklung. Berlin: Springer-Verlag,
2005.
SCHLEIPEN, Miriam; SCHICK, Klaus; SAUER,
Olaf: Layoutmanager für automatisch erstellte Prozessführungsbilder mit Hilfe von Daten
aus der Digitalen Fabrik. In: Advances in simulation for production and logistics applications. Hrsg.: RABE; Markus. Stuttgart: Fraunhofer IRB Verlag, 2008, S. 397-406.
VDI Richtlinie 4499: Digitale Fabrik.
Blatt 1: Grundlagen und Planung. Februar
2008.
Blatt 2: Digitaler Fabrikbetrieb. März 2011.
VDI Richtlinie 5600, Blatt 3: Logische Schnittstelle zwischen Maschinen und MES. April 2011.
RFID-LÖSUNGEN IM PRODUK TIONSUMFELD
Skalierbare Lösungen im Industrieumfeld
Die RFID-Technologie ist aus der industriellen Fertigung nicht mehr wegzudenken. Der in der Vergangenheit
notwendige Wechsel zwischen verschiedenen Kommunikationsstandards war ein großes Hindernis zur durchgängigen Einführung der RFID-Technologie in der gesamten Wertschöpfungskette.
VON THOMAS BRUNNER
D I E R F I D - U H F -Technologie wurde in
erster Linie zur Erfassung von Transpondern über größere Reichweiten entwickelt.
Diese Anforderung wird primär im Bereich
der Logistik und der Fahrzeugerfassung
gestellt. Moderne RFID-UHF-Systeme bieten bereits sehr gute Ergebnisse und erzielen Reichweiten von bis zu 10 Metern. Im
Bereich der industriellen Produktion gibt
es aber eine große Anzahl von Anwendungen, bei der die gewünschte Reichweite
zwischen wenigen Zentimetern bis hin zu
mehreren Metern liegt.
In der Vergangenheit konnte die RFIDUHF-Technologie nur bei den mittleren
und großen Reichweiten punkten; speziell
bei sehr kleinen Schreib-/Lese-Abständen
kommt immer noch sehr oft die HF-/LFTechnik zum Einsatz. Aufgrund der ständig steigenden Bedarfe an eine transparente Fertigungsstruktur müssen auch in
der Intralogistik und in der späteren Warenverteilung Reichweiten im mittleren
und großen Bereich abgedeckt werden.
Ganz ohne Systemwechsel
Da diese Anforderungen nur mit RFIDUHF gelöst werden können, ist oft ein
Systemwechsel innerhalb eines Fertigungsverbundes erforderlich. Um dieses Problem zu beheben, braucht es eine
Erweiterung der Anwendungsbereiche
von RFID-UHF auch auf kleine Reichweiten. Erste so genannte Low-Range-UHFSysteme sind seit einiger Zeit auf dem
Markt verfügbar. Ein definierter und störunempfindlicher Erfassungsbereich, im
Vergleich zu einer HF-Lösung, kann damit aber nicht realisiert werden. Neueste
UHF-Antennenlösungen bieten nun die
Möglichkeit, in einem kleinen definierten
Bereich eine hohe Energiedichte zu konzentrieren, um auch Transponder auf metallischem oder leitfähigem Untergrund
mit ausreichend Energie zu versorgen
und ohne nennenswerte Energie in das
Fernfeld zu transportieren.
Störfestigkeit deutlich erhöht
Damit werden gleich zwei positive Effekte erzielt. Zum ersten wird die notwendige Energie da eingesetzt, wo sie benötigt
wird und zum zweiten können die Probleme mit der Störempfindlichkeit bei größeren Reader-Populationen verringert werden. Durch eine weitere Verbesserung auf
der Reader-Seite lassen sich mittlerweile
sehr kleine Abstände zwischen einzelnen
Schreib-/Lesestationen erzielen, ohne
dass die Reader mit viel Aufwand extern
synchronisiert werden müssen.
Auf die Auswahl des
Transponders kommt es an
Von Seiten der Tag-Hersteller wird auf
dem Gebiet der Low-Range-Anwendungen ebenfalls einiges an Innovationen
erbracht, so dass heute eine breite Auswahl an Nahfeld-Transpondern zur Verfügung steht.
Falls in der gesamten Prozesskette unterschiedliche Identifikationsreichweiten
notwendig sind, können durch die Verwendung von Hybrid-Transpondern sowohl kleine Reichweiten als auch größere
Distanzen bis zu drei Meter erzielt werden. Diese Eigenschaft wird auf Seiten des
Transponders durch eine spezielle Antennenstruktur erzielt – Mehrkosten beim
Transponder entstehen dadurch nicht.
RFID im Pharmabereich:
Gerade im Bereich der Pharmaindustrie ist RFID eine interessante Lösung zur
Steuerung von Produktions- und Verpackungsschritten. Nachfolgend wird
das bereits in der Fertigung verwendete
Transponder-Etikett auch für logistische
und sicherheitstechnische Anwendungen eingesetzt. Durch die Verwendung
Einsatz der RFID-UHF-Technologie in der Produktion.
Bilder: Kathrein
der Antennen-Reader-Kombination können sowohl die sehr hohen Geschwindigkeiten auf dem Produktionsband von
bis zu 5 Metern pro Sekunde als auch
Reichweiten von bis zu drei Metern erzielt werden.
RFID-UHF erobert
die Fertigungssteuerung
Durch die rasante Weiterentwicklung der
RFID-UHF-Technologie kann nun nur
durch die Auswahl des richtigen Antennen-/Reader-Typs und des passenden
Transponders durchgängig jegliche Auto-ID-Applikation von sehr geringen bis
zu großen Reichweiten kosteneffizient
bewältigt werden. Alle unterschiedlichen
Identifikationspunkte in der Produktenstehungskette arbeiten mit dem einmalig auf das Produkt aufgebrachten Hybrid-Transponder. Die Kosten für den Tag
fallen nur einmal an. Oft verbleibt der Tag
ein Leben lang auf dem Produkt und
kann auch im Servicefall wieder ausgelesen werden. Durch den stetig steigenden
Trend zur Erhöhung der Fertigungseffizienz bieten nun die neuen RFID-UHFTechnologien große Chancen, im harten
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