MES Automatische Datenerfassung in der Fertigung steigert Leistung

Autor / Redakteur: Carl Thorsten Drechsler, Christoph Grauer und Hans-Bernd Veltmaat / Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Schäfer

Um die Effizienz zu messen, hat ein Landmaschinenkonzern mit einem Produktionsleitsystem (MES) entsprechende Daten gesammelt und nach betriebswirtschaftlichen Kriterien ausgewertet. Als Ergebnis wurde vom Unternehmen beschlossen, den gesamten Maschinenpark der Teilefertigung an das System anzuschließen.

Firmen zum Thema

Im April 2009 begann man in der Komponentenfertigung eines Landmaschinenherstellers mit der Implementierung einer MES-ERP-Verbundlösung. (Bild: Agco)
Im April 2009 begann man in der Komponentenfertigung eines Landmaschinenherstellers mit der Implementierung einer MES-ERP-Verbundlösung. (Bild: Agco)

Kennzahlen machen die Leistung eines Unternehmens transparent. Dadurch erleichtern sie die strategische Planung ebenso wie die operative Steuerung. Voraussetzung ist, dass sie den zuständigen Entscheidern rechtzeitig vorliegen. Leistungssteigerung bedeutet bei dem Landmaschinenkonzern Agco, die Effizienz der Produktion durch sparsamen Ressourceneinsatz zu verbessern.

MES macht Effizienz des Unternehmens messbar

Um die Effizienz zu messen, will der Landtechnikkonzern mit einem Produktionsleitsystem (Manufacturing Execution System, MES) Daten zur Produktivität, Maschinenauslastung, Komponenten- und Endproduktqualität sammeln sowie nach betriebswirtschaftlichen Kriterien auswerten. Als MES führte er die Software Flexnet des kalifornischen Herstellers Apriso ein und integrierte sie in seine SAP-Landschaft.

Bildergalerie

Das Pilotprojekt dazu fand in einer neuen Werkhalle der Konzerntochter Fendt statt. Lodestone Management Consultants steuerte eine nahtlos in das SAP-System integrierte Lösung zur Maschinen- und Betriebsdatenerfassung bei.

Die vorgefundene Ausgangslage:

  • Daten werden jeweils direkt an der Maschine erhoben und auf Papier notiert,
  • Maschinenzustände sind weder genau noch einheitlich definiert,
  • Probleme beim Ermitteln der produktiven Laufzeit,
  • Dauer und Ursachen von Stillständen sowie Ausschussgründe werden von Hand auf Papier erfasst,
  • hohe Arbeitslast, verzögerte Weitergabe der Informationen sind die Folge,
  • Stillstände werden unvollständig erfasst und klassifiziert,
  • Kennzahlen sind unzureichend spezifiziert,
  • Maschinenzustände werden unvollständig aufgezeichnet,
  • Kennzahlen sind zwischen Maschinen kaum vergleichbar,
  • papierbasierte Bereitstellung von Auftragsdaten und Arbeitsanweisungen,
  • Keine Echtzeit-Visualisierung der Produktionshalle, das heißt: Welche Maschinen laufen, welche stehen still, wo treten Störungen auf?

Pilot-MES zeichnet automatisiert Daten von 50 Maschinen auf

Im April 2009 begann Lodestone in der Komponentenfertigung der deutschen Agco-Tochter Fendt mit der Implementierung einer Verbundlösung aus Flexnet und SAP ECC. Zum Projekt gehörte die Automation der Maschinendatenerfassung (MDE) sowie der Betriebsdatenerfassung (BDE). Ihren Schwerpunkt bildete die Einrichtung eines Pilotsystems zur Aufzeichnung der Betriebsdaten der über 50 Maschinen einer neuen Fertigungshalle.

Die Prozesse und Workflows innerhalb der Halle waren bereits verschlankt, eine IT-Lösung zu ihrer Unterstützung entwickelt und installiert worden. Bei dieser Gelegenheit wollte man auch die Erfassung der Maschinen- und Betriebsdaten und die Berechnung der Kennzahlen optimieren.

MES in zwölf Monaten aufgebaut und in ERP-System integriert

Die Projektziele waren:

  • Betriebsdaten einschließlich Stillständen durch automatische Erfassung und Analyse standardisieren und objektivieren,
  • Transparenz im Bereich der Maschinenstillstände, um den kontinuierlichen Verbesserungsprozess zu beschleunigen und den Nutzgrad der Anlagen zu erhöhen,
  • Instandhaltung mit detaillierten Maschinendaten unterstützen,
  • Vereinfachung von Investitionsentscheidungen durch die Bereitstellung relevanter Kennzahlen (OEE),
  • Produktqualität heben, Ausschuss vermeiden,
  • Papiereinsatz im Produktionsprozess reduzieren.

Die automatische Erfassung folgender Informationen soll zum Erfolg führen:

  • Zustands- und Störmeldungen aus über 50 Maschinen,
  • Messwerte diverser Sensoren,
  • Ausstoß,
  • Ausschussmengen und -gründe,
  • Klassifikation der Stillstände,
  • einheitliche, verlässliche Kennzahlen zu allen Betriebsebenen: Firma, Fabrik, Werkhalle, Maschine,
  • Zugriff auf alle Auftragsdaten über an den Anlagen installierte Touchpanel-PC,
  • Echtzeitvisualisierung der Produktionsabläufe,
  • automatischer Datenexport in formatierte Berichte, der Versand erfolgt via E-Mail.

In Workshops mit Prozessverantwortlichen wurden die Anforderungen gesammelt und die Zielarbeitsabläufe festgelegt. Binnen zwölf Monaten entwickelte und konfigurierte das Projektteam eine integrierte Komplettlösung, bestehend aus einer MDE- und einer BDE-Anwendung, die in das SAP-System integriert wurde. Die Gesamtlösung wurde als Template aufgebaut, das im nächsten Schritt global eingeführt werden soll.

MES ermöglicht Standardisierung bei Maschinenzuständen

Die Standardisierung hinsichtlich der Definition und Erfassung von Maschinenzuständen ermöglicht einen direkten Vergleich zwischen einzelnen Maschinen und Segmenten. Die Kennzahlen, in welche diese Daten einfließen, sind dadurch ebenfalls standardisiert und somit zwischen den einzelnen Werken vergleichbar.

Der größte Vorteil der MDE-Anwendung liegt darin, dass sie die Anbindung mehrerer unterschiedlicher Maschinentypen und SPS-Einheiten (speicherprogrammierbare Steuerungseinheit) erlaubt. Die BDE-Applikation beinhaltet die Auftragsbearbeitung. Dort werden Auftrags- und Qualitätsdaten erfasst. Damit trägt sie zum einen zur Verbesserung der Erzeugnisqualität bei, zum anderen zur zügigen Weiterleitung produktionsrelevanter Informationen.

Im Rahmen des Projekts wurden folgende Module entwickelt:

  • Erfassung und Anzeige der Betriebsdaten direkt an der Maschine,
  • Abruf der Arbeitsanweisungen und Auftragsdaten direkt am Maschinenterminal,
  • Maschinenübersicht – einfacher Zugriff auf alle erfassten Maschinendaten,
  • automatische Berechnung der wichtigsten Produktionskennzahlen (OEE, MTBF, MTTR, MTBRR),
  • Kennzahlen-Cockpit mit Analysefunktion zum Aufschlüsseln der Ursachen für Stillstände und Ausschuss,
  • Echtzeitvisualisierung des Produktionsbetriebs,
  • automatisches Reporting, Versand der standardisierten Auswertungen via E-Mail,
  • Datenarchivierung.

Kompletter Maschinenpark der Teilefertigung an das MES angeschlossen

Lodestone hat den Informationsfluss innerhalb der Teilefertigung durchgängig automatisiert, deren Transparenz erhöht und die Fehlerquote gesenkt. Die von Lodestone konzipierte Lösung trägt maßgeblich zum kontinuierlichen Verbesserungsprogramm des Anwenders bei, indem sie die häufigsten Arten von Stillstands- und Ausschussgründen umgehend dem zuständigen Fertigungspersonal aufzeigt.

Das Projekt hat die Struktur und Konsistenz der Daten verbessert. Meldungen zur Maschinenleistung werden nun automatisch generiert, die Bereitstellung der Kennzahlen wurde vereinfacht. Die Standardisierung im Bereich der Datenerfassung bildet die Basis für die Berechnung der Anlageneffektivität und sorgt so für mehr Transparenz und Vergleichbarkeit.

Produktivität durch MES deutlich gestiegen

Infolge der automatisierten und standardisierten Datenerfassung und der Verbesserung des Reportings ist die Produktivität der Teilefertigung bei Fendt deutlich gestiegen. Überdies wurde damit eine solide Grundlage für künftige Investitionsentscheidungen geschaffen. Angesichts des Projekterfolgs beschloss Agco, den gesamten Maschinenpark der Teilefertigung bei Fendt an das System anzuschließen (Bild 1). Noch nie ging bei Agco die Inbetriebnahme eines Systems so glatt über die Bühne.

Mit Projekterfahrung in der Automobilbranche und großem Engagement trug das Team von Lodestone maßgeblich zur Realisierung eines Systems bei, das Acgo im Produktionsalltag zu mehr Transparenz verhilft und eine kontinuierliche Verbesserung der Arbeitsabläufe ermöglicht.

Beratungspartner war federführend an allen MES-Projektphasen beteiligt

Als Beratungs- und Implementierungspartner war Lodestone an allen Projektphasen federführend beteiligt. Im Rahmen der Entwicklung und Integration der Lösung leitete Lodestone mehrere Arbeitsgruppen, wirkte vom Fachkonzept bis zum Support nach Inbetriebnahme an der Realisierung mit, verantwortete die Planung und Durchführung der Datenmigration inklusive Umschalten auf das neue System und erbrachte beim Kunden sowie im Servicezentrum in Breslau ABAP-(Advanced-Business-Application-Programming-) und andere technische Leistungen. Lodestone hat das MDE/BDE-Pilotprojekt geleitet und umfassend betreut. Neben der Prozessunterstützung gehörte die Implementierung einer Verbundlösung aus SAP und Flexnet zu den Aufgaben des Beratungshauses.

Den Zuschlag erhielt Lodestone aufgrund umfangreicher Projekterfahrung in der Automobilindustrie sowie nachgewiesener IT- und Prozesskompetenz. Auch die vielfach bewährten Methoden des Beratungshauses im Projektmanagement und sein hoher Qualitätsanspruch versprachen einen großen Nutzen bei minimalem Risiko.

* Carl Thorsten Drechsler ist Partner der Lodestone Management Consultants GmbH, 85748 Garching;Christoph Grauer ist dort Senior Consultant. Hans-Bernd Veltmaat ist Senior-Vice-President Fertigung und Qualität bei der Agco Corp. in GA 30096 Duluth (USA)

(ID:29843750)