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Anwenderbericht Intelligente Prozesskontrolle bei Bremsscheiben

| Autor / Redakteur: Dr. André Schmiljun / Gary Huck

Insystems Automation hat für die Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH ein Manufacturing Execution System (MES) entwickelt. Es ermöglicht die transparente Überwachung und Dokumentation der Fertigung

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Mit einem Manufacturing Execution System lassen sich Daten entlang der gesamten Prozesskette zentral verwalten.
Mit einem Manufacturing Execution System lassen sich Daten entlang der gesamten Prozesskette zentral verwalten.
(Bild: ©wladimir1804 - stock.adobe.com)

Knorr-Bremse ist mit über 100 Standorten in mehr als 30 Ländern einer der weltweit führenden Hersteller von Bremssystemen und Anbieter sicherheitskritischer Subsysteme für Schienen- und Nutzfahrzeuge. Die Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH liefert beispielsweise die Bremsausrüstung für die U-Bahn in London, Berlin oder Washington D.C. sowie für Hochgeschwindigkeitszüge wie den ICE, den Eurostar 320 oder den neuen TGV in Frankreich.

Um den Kunden noch höhere Sicherheits- und Qualitätsstandards zu garantieren, müssen Daten aus Produktion und Qualitätssicherung zentral zusammengeführt werden. Möglich macht das ein sogenanntes Manufacturing Execution System (MES), das die verschiedenen Parameter des Produktionsprozesses überwacht.

Einheitliche Überwachung und Dokumentation der Fertigung

Ein MES hat Insystems Automation erfolgreich für den Knorr-Bremse-Standort Berlin-Marzahn entwickelt, wo unter anderem Bremsscheiben für Schienenfahrzeuge gefertigt werden. Die Zusammenarbeit zwischen Insystems Automation und der Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge startete bereits 2012. Seitdem werden die Anwendungen, abgestimmt auf die Anforderungen des Werks, kontinuierlich verbessert.

Die Produktion der Bremsscheiben ist komplex. Vom Wareneingang über die mechanische Bearbeitung bis zu Montage, Kommissionierung und Versand gliedert sich die Fertigung in etliche Einzelschritte. Vor der Einführung der neuen MES-Datenbank konnte die Überwachung und Dokumentation all dieser Schritte nicht explizit auf das Einzelteil heruntergebrochen werden. Recherchen zu entstandenen Fehlern waren sehr aufwendig. Das neue MES sollte hier Einheitlichkeit bei der Überwachung und Dokumentation der Fertigung herstellen.

Bremsscheiben mit Code-Labeln versehen

Im Knorr-Bremse-Werk in Berlin-Marzahn regelt das System von Insystems Automation den innerbetrieblichen Warenfluss.
Im Knorr-Bremse-Werk in Berlin-Marzahn regelt das System von Insystems Automation den innerbetrieblichen Warenfluss.
(Bild: Knorr-Bremse)

Zum ersten Schritt gehörte die Entwicklung einer zentralen Datenbank, die sämtliche Prozessdaten erfasst, sowie eines Webportals mit Reporten und Konfigurationsseiten. Danach folgten einerseits die Markierung der Bremsschreiben mit jeweils zwei Code-Labeln und andererseits die Programmierung eines entsprechenden Markierungs-Clients sowie einer Computeranwendung. Hierdurch sollte die Grundlage geschaffen werden, dass jedes Einzelteil bereits vor der Anlieferung in die Fertigung alle relevanten Daten der Lieferanten zugeordnet bekommen hat. Zudem soll für jedes Einzelteil in diesem Zustand schon feststehen, was es ist und was daraus werden soll.

Insystems Automation programmierte für jeden Prozessschritt eine Client-Software, die in vielen Fällen über Schnittstellen zu Prozessmaschinen wie Montagestände inklusive Schraubequipment, Auswuchtanlagen, fertigungsbegleitende SPC-Software verfügt. Will ein Werksmitarbeiter eine Bremsscheibe bearbeiten, scannt er über die Client-Software den Fertigungsauftrag ab. Die Bremsscheiben sind hierzu mit Code-Labeln versehen. Die interagierenden Anlagen arbeiten dann automatisch nach den in der Datenbank hinterlegten Vorgaben, wodurch die Prozesssicherheit stark erhöht wird.

Die verschiedenen Client-Programme kommunizieren die Daten ihrer Prozesse in die Datenbank, wo sie mit den Sollwerten verglichen werden. Hierdurch lässt sich online bereits verifizieren, ob ein Prozess die richtige Qualität hat, zum Beispiel das notwendige Drehmoment bei Verschraubungen angewendet wird. Kommt es bei der Qualitätsprüfung zu negativen Ergebnissen, wird eine Bremsscheibe in der Datenbank durch den Client gegebenenfalls gesperrt. Somit wird vorgebeugt, dass es zur Auslieferung der Bremsscheibe kommt.

Bestellungen werden automatisch an Logistikpartner kommuniziert

Die Markierung der Bremsschreiben erfolgt beim Logistikpartner in einer externen Halle. Dort werden die Scheiben nach Wareneingang und die markierten Scheiben zwischengelagert. Um Anlieferungen vom Logistikpartner zum Werksgelände in Berlin-Marzahn bedarfsgerecht zu realisieren, wurden in das MES eine Anlieferungssteuerung (ANS) sowie deren Erweiterung, eine Halbzeug-Anlieferungssteuerung (HANS) implementiert, die eine taktgerechte Produktionsversorgung nach dem Pull-Prinzip ermöglichen.

Seminartipp

Das Seminar MES-Marktübersicht: Produktionssysteme und Anbieter gibt Ihnen einen Überblick über das aktuelle MES-Marktangebot und arbeitet die Stärken und Schwächen von 25 Anbietern heraus. Themen sind unter anderem:

  • Anforderungen an künftige MES-Produktionssysteme
  • Aufbau eines integrierten, flexiblen, adaptiven Produktionsmanagementsystems
  • Die 8 besten MES aus dem deutschsprachigen Raum

Infos & Anmeldung

Mit der ANS wurden Terminals an den Prozessmaschinen eingerichtet, auf denen die Werksmitarbeiter Bremsscheiben für den nächsten Fertigungsauftrag bestellen können. Die Bestellungen werden an den Logistikpartner kommuniziert, sodass sie automatisch auf der Ladeliste des nächsten Lkw-Transports zu Knorr-Bremse landen. Über das ANS wird ein Transportauftrag-Label für die zu transportierende Palette generiert, sodass am Terminal des Unternehmens die Verfügbarkeit von Bremsscheiben in der externen Halle geprüft werden kann. Wird ein Lkw entladen, kann beispielsweise ein Gabelstaplerfahrer das Label einscannen und weiß ohne Zeitverluste, wohin die Ladung zu transportieren ist.

* Dr. André Schmiljun ist zuständig für Presse und Öffentlichkeitsarbeit bei Insystems Automation in 12489 Berlin, E-Mail schmiljun@insystems.de

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Über den Autor

Dr. André Schmiljun

Dr. André Schmiljun

Mitarbeiter Presse & Öffentlichkeitsarbeit, InSystems Automation GmbH