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Der Betriebsleiter 9/2015

Der Betriebsleiter 9/2015

Personal und Maschinen

Personal und Maschinen im Fokus Mit integriertem Leitstandsystem Fertigungsprozesse effizient planen und steuern Torsten Roscher Um Kundenerwartungen und interne Betriebsziele zu harmonisieren, ist ein hohes Planungs- und Steuerungsniveau im Produktionsprozess erforderlich. Wie sich die Fertigungseffizienz anhand eines integrierten Produktionsleitsystems verbessern lässt, zeigt die Zusammenarbeit des Systementwicklers plato-tec mit einem international agierenden Hersteller von Elastomerprodukten. Die Kundenakzeptanz wird maßgeblich davon beeinflusst, wie flexibel und zuverlässig ein Produzent Liefertermine anbieten und halten kann. Im Optimalfall unterstützen kurze Durchlaufzeiten mit geringen Warte- und Liegezeitanteilen eine stabile Terminplanung. Doch was geschieht, wenn das Auftragsvolumen die Leistungskapazitäten der Maschinen und Anlagen überschreitet? Wie wirken sich außerplanmäßige Einflüsse und Ereignisse auf den laufenden Produktionsprozess aus? In der Praxis führen Störungen im Bearbeitungsprozess ebenso wie eine überhöhte Maschinenbelastung zu Engpässen, die sich zu schnell anwachsenden Rückständen aufstauen. Die Folge: Zugesagte Liefertermine können nicht realisiert und neue Termine nicht mehr verlässlich geplant Dipl. Ing. (FH) Torsten Roscher, Senior Consultant, plato-tec GmbH, Wolkenstein werden. Andererseits stehen Hersteller vor der Aufgabe, eine optimale Kapazitätsausnutzung – und damit eine hohe Produktivität – ihrer Maschinen und Anlagen zu erzielen und gleichzeitig flexibel auf kurzfristige Kundenwünsche zu reagieren. Die Prozessplanung gerät damit ins Spannungsfeld komplexer Zielkonflikte. Optimierte Maschinen- und Personalauslastung Um Aufträge effizient planen und steuern zu können, entscheiden sich viele Unternehmen der Fertigungsindustrie dafür, ein Produktionsleitsystem (MES) zu implementieren. Zu den Betrieben, die heute ihre Prozesse auf Grundlage einer individuellen MES-Lösung koordinieren, gehört die mittelständische Lausitz Elaste GmbH aus Rothenburg in der Oberlausitz. Das Unternehmen produziert hochwertige Elastomerprodukte – darunter Gummi-Metall- sowie Gummi-Kunststoffverbindungen, Formartikel und Profile – für den nationalen und für internationale Märkte. Die Kernkompetenz liegt darin, ein breites Produktportfolio für unterschiedlichste Anwendungen sowohl in kleinen Losgrößen als auch in Serienfertigung anbieten zu können. Die Planung und Steuerung des Anlagenbetriebs erweist sich aufgrund des weiten Produktionsspektrums als komplex, da es gilt, eine hohe Anzahl an Fertigungsteilen an vielen unterschiedlichen Maschinen mit verschiedenen Werkzeugen zu bearbeiten. Gleichzeitig bedingt das chemisch-technische Vulkanisationsverfahren der Elastomerproduktion Arbeitsgänge mit hohem Wartezeitanteil für das eingesetzte Personal. Vor diesem Hintergrund beschäftigte sich die Lausitz Elaste GmbH mit der Fragestellung, wie sich die Maschinenauslastung unter Berücksichtigung heterogener Fertigungsaufträge optimieren lässt und auf welche Weise die verfügbaren Personalkapazitäten pro Schicht effizienter an den Maschinen eingesetzt werden können. 2012 beschlossen Geschäftsleitung und Fertigungsplaner des Unternehmens, ein Produktionsleitsystem zu integrieren, das exakt auf die spezifischen Anforderungen ihres Betriebs zugeschnitten sein sollte. Das Lösungskonzept wurde in Zusammenarbeit mit dem erzgebirgischen Systemspezialisten plato-tec entwickelt, der die gemeinsam definierten Vorgaben im Rahmen einer zweijährigen Projektarbeit erfolgreich umsetzte. 30 Der Betriebsleiter 9/2015

FERTIGUNGSTECHNIK Betriebsebenen funktional verknüpfen Die plato-tec GmbH mit Firmensitz in Wolkenstein verfügt über weitreichende Erfahrung in der Entwicklung integrierter Leitstandsysteme. Diese basieren auf individuell konfigurierten, modularen MES-Komponenten, die es der Fertigungsleitung ermöglichen, Produktionsprozesse flexibel nach Auftragslage und Kapazitäten zu planen und zu steuern. Kernfunktion des Systems ist die reaktive Feinplanung: Sie bietet – einen ausreichenden Dispositionsspielraum vorausgesetzt – unmittelbare Handlungsoptionen bei nicht kalkulierten Ereignissen im Produktionsprozess, wie etwa bei technisch bedingten Verzögerungen oder Maschinenausfall, unzureichender Material- oder Personaldeckung oder auch bei Einlastung kurzfristiger Vorrangaufträge. Angemessene Reaktivmaßnahmen können jedoch nur dann wirksam durchgeführt werden, wenn ihnen präzise und aktuelle Informationen zu allen relevanten Betriebsparametern zugrunde liegen, beispielsweise über Auftragsstatus, Termintreue und Rückstandshöhe, aber auch darüber, wie hoch die aktuelle Maschinenbelastung ist, ob alle benötigten Materialen und Werkzeuge zur Verfügung stehen oder in welchem Umfang qualifizierte Mitarbeiter eingesetzt werden können. Um einen lückenlosen und einheitlichen Datenbestand zu generieren, werden Informationen aus allen Planungs- und Steuerungsebenen zusammengeführt, synchronisiert und kontinuierlich aktualisiert (siehe Infokasten). Auf diese Weise gelingt es, die vielfach unabhängig voneinander arbeitenden Betriebsebenen – Unternehmensleitebene, Fertigungsleitebene und Werkstattebene – funktional zu verknüpfen und so bedarfsgerechte Handlungsoptionen zu ermitteln. Flexible Reihenfolgeplanung Hebel einer effektiven Prozesssteuerung ist die flexible Reihenfolgeplanung, die sich über das Planungs- und Steuerungsmodul des MES-Systems präzise in die aktuelle Werkstattsituation einpassen lässt. Der Operator im Leitstand kann hierfür individuell definierte Planungs- bzw. Einlastoptionen wählen, um Kapazitätslücken zu schließen und die Maschinenauslastung zu erhöhen. Realisierbar ist ebenfalls, Arbeitsgänge nach Erfordernis zu modifizieren (splitten, zusammenfassen, outsourcen u.a.) oder sogar ganze Auftragsnetze so zu verschieben, dass alle zugehörigen Datenelemente neu berechnet und terminiert werden. Hieraus resultierende Zielkonflikte sind auf der Maschinen- und Auftragsplantafel nach aktuellem Status piktographisch ablesbar und können wiederum mittels geeigneter reaktiver Feinplanungsmaßnahmen aufgelöst 02 Plantafel Personalschichtpläne werden. Entscheidungstragend bleibt dabei der Fertigungsleiter, der alle Steuerungsprozesse auf Grundlage seines Fach- und Erfahrungswissens sowie seiner Betriebskenntnis strategisch sinnvoll einleiten kann. Durch Erweiterung der Basiskomponenten zur Planung und Steuerung der Fertigungsprozesse entsteht eine auf die spezifischen Anforderungen des Betriebs zugeschnittene Software-Architektur. Aufgrund ihrer begrenzten Mitarbeiterkapazität pro Schicht und einer hohen Wartezeit zwischen den Arbeitsschritten fokussierte die Lausitz Elaste GmbH dabei ihre Belegorganisation (Personaleinsatzplanung und Personaldisposition), um die Auslastung von Maschinen und Personal zu optimierten. Die Fachleute von plato-tec entwickelten einen Planungsalgorithmus, der die Variablen Maschine, Zeit und Mitarbeiter einander exakt zuordnet und das Personal im Rotationsprinzip von Arbeitsplatz zu Arbeits- Synchronisierter Auftragsdurchlauf 01 Leitstand Maschinenüberwachung platz führt. Das Ergebnis zeigt einen effizienten Arbeitsgangturnus mit deutlich verkürzten Wartezeitanteilen. Kürzlich erst wurde die letzte Maschine der Lausitz Elaste GmbH an das Leitstandsystem angeschlossen. Wie effektiv ein solches System insbesondere unter komplexen Produktionsbedingungen funktioniert, wird anhand einer deutlich erhöhten Fertigungseffizienz bereits nach kurzer Zeit ablesbar. Bilder: Aufmacher Fotolia, 01+02 plato-tec www.plato-tec.de Im Fokus Effizienz Sicherheit Nachhaltigkeit Die integrierte Systemlösung zur Planung und Steuerung maschinenbasierter Produktionsprozesse stellt eine funktionale Verbindung zwischen Unternehmensleitebene, Fertigungsleitebene und Werkstattebene her. Der Auftragsdurchlauf wird dabei zwischen ERP-System, MES und Betriebsdatenerfassung (BDE) in hierarchischen Regelkreisen koordiniert und in Echtzeit abgebildet. Im ersten Schritt erfolgt die Grobterminierung eines eingehenden Auftrags im ERP-System. Sie dient als Sollvorgabe für die weitere Prozessplanung im Fertigungsleitstand. Der Leitstand errechnet auf Grundlage der erhaltenen Informationen Arbeitsvergabe und Maschinenbelegung und gibt seine Berechnungsergebnisse in Form von Arbeitsvorratslisten an die Terminals der Werkstatt weiter. Der Datentransfer erfolgt reziprok: Betriebsdatenerfassung und Maschinendatenerfassung übermitteln ihrerseits die aktuellen Fertigungsparameter (wie Bearbeitungszeiten, Bearbeitungsstaus, Planabweichungen und andere) in Echtzeit an MES und ERP zurück. Werden Arbeitsschritte umgeplant, aktualisiert das Leitstandsystem die Terminierung gemäß neuer Vorgaben und übergibt die Daten an das ERP-System der Unternehmensleitebene. Eine sich fortwährend synchronisierende Datenhaltung, die Informationen aus allen involvierten Ebenen zusammenführt, ist grundlegend für eine maximal effiziente Kapazitätsplanung und eine sichere Terminkalkulation: Sie befähigt den Hersteller, schnell und adäquat auf veränderte Betriebsbedingungen zu reagieren, Aufträge einzulasten und Engpässe auszugleichen. Der Betriebsleiter 9/2015 31

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