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Der Betriebsleiter 6/2015

Der Betriebsleiter 6/2015

FERTIGUNGSTECHNIK

FERTIGUNGSTECHNIK Lösung für die Kunststoffbranche ERP/MES-System bringt mehr Qualität und Effizienz in der Spritzgießteilefertigung Die Fertigung thermoplastischer Kunststoffprodukte erfordert ein hohes Maß an praktischer Erfahrung und Know-how, um die Produkte in großen Stückzahlen und mit der geforderten hohen Qualität wirtschaftlich herstellen zu können. Dementsprechend muss auch die Fertigungsplanung und -steuerung in der Lage sein, die Besonderheiten dieses Herstellungsprozesses abzubilden. Hier bietet es sich an, auf eine ERP/MES-Lösung zu setzen, die auf die Kunststoffbranche zugeschnitten ist. Die HPC Hermann Plastic Components GmbH ist ein Kunststoffteilezulieferer mit Sitz in Gosheim. Als Geschäftsführer Reinhard Hauser das Unternehmen 2007 übernahm, war kein nennenswertes Qualitätssicherungssystem installiert. „Für mich war aber klar, vom ersten Tag an mit einem CAQ-System die Daten unserer Teile zu erfassen und so unsere hohe Qualität verifizierbar zu dokumentieren. Nicht zuletzt wird das von unserem wichtigsten Kundenbereich, der Automobilindustrie, gefordert.“ Neben den Teilen für die Automobilindustrie fertigt HPC aus allen gängigen Kunststoffen Präzisionsteile für z. B. die Medizintechnik oder die Elektro-/Elektronikindustrie. Gerade auch der Produktschwerpunkt der hochpräzisen Zahnräder, die für den Partner CVT-Capellmann als Umspritzung von Metallteilen, wie z. B. Gewindestangen, hergestellt werden, verlangt eine hohe Automatisierung der Fertigung. Die dreizehn Spritzgussmaschinen werden überwiegend mit Robotern bestückt, um die bis zu 10 000 Teile pro Tag fertigen zu können. Kunststoffspritzgießen erfordert viel Know-how und Erfahrung Das Kunststoffspritzgießen erfordert sehr viel Erfahrung, um die geforderte Qualität zu erreichen, weiß der gelernte Verfahrensmechaniker Kunststoff/Kautschuk Reinhard Hauser: „Das ist beim Spritzgießen anders als in der Metallverarbeitung. An der Kunststoffmaschine habe ich kein Stellrad, bei dem ich sagen kann, mir fehlt ein Zehntel, also stelle ich zweimal fünf Hundertstel nach. Denn da gibt es eine Unzahl an Parameterkombinationen, die Einfluss auf dieses Maß nehmen, selbst bei unveränderter Struktur von Maschine und Werkzeug.“ Hinzu komme, dass die technischen Kunststoffe in der Verarbeitbarkeit alle unterschiedlich sind, da helfe oft nur die Erfahrung weiter, um einen Prozess sicher fahren zu können. Deshalb sind nach den Worten des Geschäftsführers Betriebsunterbrechungen (Rüsten, Wartung, Defekte) immer ein gewisses Problem, erfordern sie doch das Wiederhochfahren des Prozesses, das immer eine bestimmte Menge an Ausschussware und vor allem Zeit kostet. Womit wiederum deutlich werde, dass der Einsatz einer guten IT-Unterstützung in der Kunststoffverarbeitung sinnvoll sei, um die mit händischer Steuerung oft verursachten Stauungen in den Abläufen zu vermeiden. Informationsredundanzen schaffen HPC setzte von Beginn an das CAQ-System von Gewatec ein. Nach zwei Jahren starken Wachstums kam auch die händische Steuerung der Fertigung an deutliche Grenzen. Reinhard Hauser: „Es war klassisch für ein kleines Unternehmen, alles Wissen und Know-how im Prinzip in einem Kopf zu konzentrieren. Und was wäre bei einem Ausfall gewesen? Es galt, Informationsredundanzen zu schaffen, die Verantwortung auf mehrere Schultern zu verteilen und die Informationen zentral abrufbar zu gestalten.“ Aufgrund der guten Erfahrungen mit dem CAQ-System wurde die komplette ERP/MES-Branchenlösung Kunststoffe von Gewatec eingeführt (s. Kasten). Das Systemhaus installierte neben der Software auch die gesamte Hardware, das heißt, die von Gewatec selbst hergestellten MDE/ BDE-Terminals mit integrierter Prozessampel, die PCs und das Netzwerk. Effizienz, Transparenz und Kosteneinsparungen Von der Neuanschaffung des ERP-Systems versprach sich Reinhard Hauser vor allem eine Verbesserung der Effizienz, eine gesteigerte Transparenz der Unternehmensabläufe sowie Kosteneinsparungen. Die bessere Effizienz und Transparenz zeigt sich heute an vielen Stellen des Auftragsdurchlaufs. Um z. B. den aktuellen Stand eines Auftrags zu ermitteln, ging vorher der Arbeitsvorbe- Umfassende Installation Bei HPC wurde die komplette ERP/ MES-Branchenlösung Kunststoffe von Gewatec mit den Modulen PPS, KapPlan (Kapazitätsplanung), PMS (Produktionsmittel Management), ProVis (Maschinen- und Betriebsdatenerfassung), CAQ und die CNC-Programmübertragung und -verwaltung eingeführt. Das Systemhaus installierte neben der Software auch die gesamte Hardware, das heißt, die von Gewatec selbst hergestellten MDE/ BDE-Terminals mit integrierter Prozessampel, die PCs und das Netzwerk.

FERTIGUNGSTECHNIK 01 Am ProVis-BDE/MDE-Leitrechner lässt sich online der Zustand aller Maschinen in Echtzeit anzeigen 02 Mit dem MDE/BDE-Terminal von Gewatec kann der Werker z. B. Aufträge oder CAQ-Vorgänge direkt von der Maschine aus starten/beenden oder mit Informationen der auf der rechten Seite des Terminals integrierten Prozessampel bei Qualitätsproblemen von Prozess und Maschine rechtzeitig gegensteuern reiter mit dem Taschenrechner durch die Werkhalle, schaute sich das Lager an und rechnete dann mit einer angenommenen Ausbringungsleistung der Maschine den Endtermin des Auftrags aus. Hauser sieht die Vergangenheit illusionslos: „Das Händische war erstens zeit- und personalaufwändig, aber vor allem auch ungenau.“ Solche Ungenauigkeiten konnten auch bedeuten, dass plötzlich zwei Maschinen gleichzeitig zum Rüstvorgang anstanden, was in jedem Fall zu Stausituationen in der Produktion führte. Rüstzeiten lassen sich heute mit der Kapazitätsplanung des Gewatec-Systems optimal in den Betriebsablauf integrieren, sodass die Fachleute zum Rüsten verfügbar sind und Leerläufe anderer Maschinen vermieden werden. Mit den über das MDE/BDE-Modul erfassten Daten kann das System jetzt ganz im Sinne von Industrie 4.0 immer online den aktuellen Stand des Auftrags ausweisen, was der Geschäftsführer entsprechend nutzen kann: „Wenn heute ein Kunde bei mir telefonisch anfragt, ob kurzfristig höhere Stückzahlen geliefert werden können, kann ich ihm sofort mit Einrechnung von Lagerpuffern oder auch einer evtl. Umstellung der Abläufe mit anschließender Durchrechnung vom System sagen, wann er wieviele Teile auf seinem Hof erwarten kann.“ Hauser sieht in der Qualität der Teile das entscheidende Erfolgskriterium. Gerade auch die Automobilindustrie und die Medizintechnik haben da höchste Anforderungen. Kein Zahnrad, kein Kunststoffteil dürfe das Unternehmen verlassen, ohne den Ansprüchen des Kunden zu genügen. Um das zu erreichen, wurde einerseits die Qualitätssicherung durch eine neue 3D-Portal- messmaschine erweitert und die gesamte CAQ-Abteilung in einen eigenen klimatisierten Raum ausgelagert. Die Messdaten werden andererseits vom Gewatec-System genutzt, um kontinuierlich die Qualität des Prozesses und der Anlagen über die beiden Kennzahlen cpk und OEE anzuzeigen. Der per SPC ermittelte Prozessfähigkeitsindex cpk zeigt an, wie sicher die laut Spezifikation angegebenen Qualitätsziele erreicht werden. Und die Gesamtanlageneffektivität OEE dokumentiert die Qualität/Wertschöpfung einer Maschine bzw. Anlage über die drei Faktoren Verfügbarkeit, Leistung und Qualität. Prozessampel unterstützt Werker an der Maschine Das Erreichen von Grenzwerten dieser beiden Kennzahlen wird auch dem Werker online an der Maschine über Leuchten der sogenannten Prozessampel signalisiert (grün, gelb, rot), sodass er sofort gegensteuern kann und kein unnötiger Ausschuss produziert wird. Die Prozessampel signalisiert ihm mit der dritten Leuchte die Aufforderung zur SPC-Messung und die vierte Leuchte zeigt den Zeitpunkt der Werkzeugwartung an. Der letzte Punkt ist beim Kunststoffspritzen besonders wichtig, denn „ein Werkzeug ist hier eine Produktionseinheit, die fast so wichtig ist, wie die Maschine selbst. Ein exaktes Produktionsmittel- Management mit rechtzeitigem Werkzeugwechsel zu vorbeugenden Wartungen ist deshalb unerlässlich. Mit den Daten des ERP sind die vorbeugende Wartung der Maschinen und der kapitalintensiven Werkzeuge gut umsetzbar.“ Fazit Reinhard Hauser zeigt sich insgesamt zufrieden: „Mit der Unterstützung des Gewatec-ERP-Systems haben wir nach 14 Monaten bereits die Zertifizierung nach DIN EN ISO: 9001:2000 erreicht. Außerdem können wir die jährliche sogenannte Requalifizierung der Automobilindustrie über das System sehr gut abbilden.“ Neben der Transparenz habe sich auch die Auslastung der Anlagen mittels OEE und Kapazitätsplanung entscheidend verbessert. Es gibt weniger Störgründe im Fertigungsablauf, die zudem gut dokumentiert sind. Das heißt, die Sörungen können genau analysiert und mit gezielten Investitionen beseitigt werden. Der Unternehmensinhaber denkt für die Zukunft noch über ein Eskalationsmanagement nach, bei dem er automatisch über SMS bei einer Störung benachrichtigt wird oder über einen Mobile Client, mit dem er über Handy Auswertungen rund um die Uhr abrufen kann – beides auch Merkmale einer Fertigung , die sich in Richtung Industrie 4.0 entwickelt Bilder: Aufmacher Fotolia, 01-02 HPC Hermann Plastic Components GmbH www.gewatec.com Im Fokus Effizienz Sicherheit Nachhaltigkeit Der Betriebsleiter 6/2015 19

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