Smart Manufacturing Die Wertstromanalyse kommt im digitalen Zeitalter an

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Am Fraunhofer-IPA arbeitet man jetzt mit Partnern daran, die Optimierungsmethode Wertstromanalyse fit für die Zukunft zu machen.

Am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) digitalisieren die Experten zusammen mit dem Stuttgarter Softwareanbieter I-Fakt die Wertstromanalyse. So soll die, wie es heißt, bewährte Optimierungsmethode Wertstromanalyse in Zukunft mit deutlich geringerem Aufwand und nahezu in Echtzeit durchführbar sein.

Der Grund für die Anstrengungen sei, dass seit über 40 Jahren das Ganze absolut gleich ablaufe, und das bis heute auch noch zutiefst analog. Man fragt sich warum, in Zeiten von Digitalisierung, künstlicher Intelligenz und Industrie 4.0...

Bisher war es nur eine alljährliche „Momentaufnahme“

Ein externer Dienstleister oder eine interne Planungsingenieurin schritt also bisher mit Klemmbrett und Stoppuhr sämtliche Stationen der Produktion ab, befragt Mitarbeitende und hat dabei gemessen, wie lange welcher Arbeitsschritt dauert. Aus diesen Notizen entstand dann von Hand eine Gesamtübersicht, die das Zusammenspiel aller Produktionsprozesse auf einem DIN-A3-Blatt darstellte. Und erst, wenn der Ist-Zustand der Produktion bis ins Detail bekannt ist, offenbart sich dann, an welchen Stellen die Prozesse optimiert werden können.

Weil das Ganze höchstens einmal im Jahr passierte, sei die bisherige Werstromanalyse nichts weiter als eine Momentaufnahme, betonen die Beteiligten. Das Problem dabei: Das Produktionssystem wandelt sich im Verlauf eines Jahres mehrfach! Das heißt, neue Produkte werden gefertigt, dafür andere Rohstoffe als bisher verarbeitet und vielleicht zusätzliche Maschinen angeschafft. Die darin schlummernden Optimierungspotenziale bleiben also lange unentdeckt.

Softwarebasierte Wertstromanalyse spart Aufwand

Das Sammeln der Daten und das Anfertigen der Gesamtübersicht könnte aber schon bald sehr viel weniger Zeit verschlingen, wie es heißt. Denn ein Forschungsteam um Böhm arbeitet zusammen mit der I-Fakt GmbH an einer Software, die künftig sämtliche Produktionsdaten automatisiert und nahezu in Echtzeit aus dem Enterprise-Resource-Planning-System (ERP-System) und anderen verfügbaren Datenquellen abfragen und übersichtlich darstellen können soll.

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Allerdings seien die bestehenden Datenbanken in der Praxis oft ungenau oder unvollständig, weswegen wichtige Informationen fehlten, die für die Wertstromanalyse nötig seien. Deshalb werten die IPA-Forscher zusätzlich auch Maschinendaten aus, kämpfen dabei aber mit heterogenen Schnittstellen, wie inkompatibler Hardware, herstellerspezifischen Programmiersprachen sowie unterschiedlichen Dateiformaten. Oft habe auch nur der Hersteller einer Maschine den vollen Zugriff auf die Daten. Das Einzige, was dann hilft sind Sensoren, sagen die Wissenschaftler. Dazu gehöre etwa Ortungssysteme an Kleinladungsträgern, durch die verfolgt werden kann, wo sich etwas in der Montage gerade befindet und wie lange die Bearbeitung dauert.

Apps optimieren auch die Wertstromanalyse

Alle Vorkommnisse, die sich ereigneten, während ein Auftrag bearbeitet werde, sind in der digitalen Wertstromanalyse dann als sogenannte Datenpunkte repräsentiert. Daraus berechnen Apps dann Kennzahlen. Falle etwa bei einem Prozessschritt eine Maschine aus, so machten die Apps nicht nur Angaben über den genauen Zeitpunkt und die Dauer der Störung, sondern lieferten auch Informationen darüber, wie häufig die betroffene Maschine ausfalle, oder zu welchem prozentualen Anteil der Prozess fehlerfrei laufe. Das Ergebnis wird in Form von Tabellen und Diagrammen dargestellt.

Dennoch, schränken die Projektbeteiligten ein, bleibt es zunächst die Aufgabe eines professionellen Produktionsplaners, die Wertstromanalyse zu interpretieren und geeignete Maßnahmen abzuleiten. Die Apps machen nämlich bisher keine Vorschläge. Langfristig könnte die Optimierung der Produktionsprozesse aber auch automatisch von einer Software veranlasst werden, glauben die Forscher.

Das ist aber noch Zukunftsmusik. Momentan baut das IPA-Forschungsteam immerhin zusammen mit einem weiteren Partner, der ESB Business School an der Hochschule Reutlingen, einen Demonstrator, mit dem die digitale Wertstromanalyse zukünftig auf Messen anschaulich präsentiert werden kann. Gleichzeitig stehe die Software Unternehmen zur Verfügung, die ihre Wertstromanalyse mit digitalen Hilfsmitteln standardisieren möchten.

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