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Der Übergang zu Strukturen einer intelligenten Fabrik im Sinne von Industrie 4.0 ist ein evolutionärer. Das bedeutet, dass heute schon Merkmale einer intelligenten Fabrik in der Praxis zu finden sind. Es bedeutet aber auch, dass jede neue Automatisierungslösung unter dem kritischen Blickwinkel betrachtet wird, in welchem Ausmaß die Prinzipien von Industrie 4.0 umgesetzt wurden. Besonders interessant wird sein, wie sich in der Praxis die konventionellen IT-Lösungen, wie ERP/MES/CAQ, auf Industrie 4.0 einstellen oder den Gedanken mit fortentwickeln werden. Einen Zwischenbericht zeigt die Einführung der ERP/MES-Lösung von Gewatec bei einem Präzisionsteilezulieferer.

Die Amo-Tec GmbH aus Erkheim im Allgäu fertigt mit fast 50 Mitarbeitern Präzisions-Lang- und Kurzdrehteile sowie Baugruppen, die zum weitaus größten Teil an Firmen in der Hydraulik/-Pneumatik- und Nutzfahrzeugindustrie, aber auch in der Medizintechnik und der  Textil- oder Elektrotechnik gehen. Gegründet 2006 als rechtlich komplett eigenständige Tochter der SFB – Schwäbische Formdrehteile wurden zu Beginn alte Werkhallen der Gesellschafter in Babenhausen genutzt. 2014 erfolgte dann der Umzug in ein neues Fertigungswerk mit einer Produktionsfläche von 3400 qm. Amo-Tec war gegründet worden, „weil SFB damals nicht ausreichend gute Zulieferer finden konnte“, so Geschäftsführer Bruno Hanselka, der in Personalunion auch Mitglied der Geschäftsleitung bei SFB ist. Die anfänglich große Abhängigkeit zu SFB wurde in der Krisenzeit 2008/2009 der Not gehorchend mit neuen Branchen und Kunden diversifiziert, sodass künftig nur noch etwa ein Drittel der Ausbringung an SFB gehen sollen.

Mit der Fertigungssteuerung von Gewatec kann Amo-Tec sowohl eine Kanban-Fertigung wie auch eine Just-in-sequence-Anlieferung ans Band des Kunden bereitstellen. Quelle: Amo-Tec GmbH

Das junge Unternehmen hat noch flache Hierarchien und einen Pioniergeist, der bei Problemen auch unkonventionelle Lösungen in Teamarbeit zulässt. Trotzdem erforderte das schnelle Wachstum – es wurden praktisch innerhalb des ersten Produktionsjahres fast 40 Mitarbeiter erreicht – und der hohe Anspruch an die Qualität der Produkte eine genaue Planung klarer Strukturen und Fertigungsprozesse. „Wir haben zu Beginn in der Fertigungsplanung und -steuerung noch viel mit Excel gearbeitet und mit einer abgespeckten Version des ERP-Systems der Muttergesellschaft. Es stellte sich aber schnell heraus, dass für uns als kleine flexible Firma mit ihren kurzen Reaktionszeiten das alte ERP viel zu schwerfällig war. Wir haben uns deshalb kurzerhand für eine neue, umfassende ERP-Branchenlösung für Präzisionsdrehteile von GEWATEC entschieden“, blickt Bruno Hanselka auf die Anfangszeit zurück.

MDE/BDE oder CAQ über Schnittstellen bedeutet immer Streuverluste

Eingeführt wurde die ERP-Lösung dann mit nur vier Monaten Vorlaufzeit bereits 2008. „Auswahl und Einführung gingen auch deshalb so sportlich über die Bühne, weil GEWATEC uns bereits bei SFB ein Begriff war“, erläutert der Geschäftsführer. Spontan überzeugt hat nach seinen Worten der ganzheitliche Ansatz der Lösung, in der alle Bereichsmodule in einem integrierten ERP-System auf Grundlage einer einheitlichen Datenbasis interaktiv zusammenarbeiten. Gerade für Drehteilehersteller wie Amo-Tec sei es wichtig, dass so entscheidende Bereiche wie BDE/MDE oder CAQ nicht über separate und durch Schnittstellen angebundene Systeme gesteuert werden. Denn das bedeute immer Streuverluste, z.B.

  • bei einer in Echtzeit notwendigen Erfassung, Analyse und Darstellung der Fertigungsinformationen, die über Schnittstellen eben langsamer und nicht immer fehlerfrei laufen,
  • bei einer effizienten Systemadministration,
  • bei der Schulung von Anwendern auf verschiedenen Systemen,
  • bei der Releasefähigkeit, etc.

Solche Streuverluste erhöhen natürlich die Kosten. Und nicht zuletzt hat eine integrierte Lösung  bei Problemen nur einen einzigen Ansprechpartner.

Tobias Haugg, Leiter der Prozessentwicklung bei Amo-Tec an Dreh/Fräsautomat: „Über die Kombination BDE/MDE-Terminal / Prozessampel werden Vorgänge wie die Aufforderung zur nächsten Messung beim aktuellen Auftrag (SPC) oder anstehende Wartungen gesteuert. Ebenso erhält der Werker an der Prozessampel farblich dargestellte Informationen über die Produktivität seiner Maschine, z.B. über den OEE-Wert sowie über die aktuelle Qualität mittels des cpk-Wertes.“ Quelle: Rüsing

Neben der Ganzheitlichkeit der Lösung war ein weiterer wesentlicher Punkt, dass die GEWATEC-Berater bereits bei den ersten zwei Präsentationen fachlich überzeugt haben. „Hinzu kam“, so Tobias Haugg, Leiter der Prozessentwicklung „dass von Beginn an zwischen den Beratern und unseren Mitarbeiter eine gemeinsame Kommunikationsebene herrschte, was sich auf das gesamte Klima der Zusammenarbeit ausgewirkt hat. Ein Grund war, dass da nicht nur ein klassischer „IT‘ler“ uns die ERP-Prinzipien vermittelt hat, sondern dass er gleichzeitig ein gelernter Zerspaner ist, der auch unsere Welt der Präzisionsdrehteile versteht.“ Die gute Zusammenarbeit gelte bis heute und habe einen mehr partnerschaftlichen, denn Kunden/Lieferanten-Bezug.

Die Einführung verlief „problemlos“. Auch wenn jetzt nicht die Firma nach der Software ausgerichtet wurde, man habe viele Prozesse aus dem Standard des ERP übernehmen können, weil sie „für unsere Strukturen schon optimal angelegt“ waren. Andererseits hatte GEWATEC nach den Worten des Prozessentwicklungsleiters im Rahmen des Systems die Flexibilität, um auch die firmenspezifischen Geschäfts- und Produktionsprozesse ohne weiteres abzubilden.

Modulare Systemstruktur unterstützt Start und Ausbau des Systems ganz nach den Bedürfnissen des Kunden

Installiert wurde das GEWATEC-ERP/MES mit den Modulen WinKalk (Kalkulation), PPS, KapPlan (Leitstand zur Kapazitätsplanung), GRIPS (CAQ), ProVis (BDE/MDE), Produktionsmittel-Management (PMS) sowie Dokumentenverwaltung. Da die Lösung modular aufgebaut ist, kann jeder Anwender die Funktionalitäten nach seinen Bedürfnissen auswählen und eine spätere Erweiterung ist jederzeit möglich. So sollen bei Amo-Tec als nächstes die DNC-Programmübertragung an die BDE/MDE-Terminals und Energiemanagement-Funktionen des GEWATEC-Systems zur Unterstützung der angestrebten Zertifizierung nach der Umweltmanagementnorm DIN EN ISO 14001 eingeführt bzw. genutzt werden. Heute steuern die Werker über gut 30 Arbeitsstationen (PCs und die von GEWATEC selbst entwickelten und hergestellten BDE/MDE-Industriemaschinen-Terminals) eine 3-Schicht-Fertigung (6 Tage/Woche) mit kleinen bis mittleren Serien (max. 500.000 im Jahr).

Die Integration innerhalb der IT-Module, zwischen Planungs- und Produktionsebene, zwischen Werkstück, Maschine, IT und Werker ist Voraussetzung für eine intelligente (smarte) Fabrik oder Industrie 4.0 (I-4.0). In dem Sinne sind bereits konkrete Umsetzungen von I-4.0 in der Praxis zu finden, die sich aber auch im Zuge der nicht aufzuhaltenden Digitalisierung kontinuierlich und manchmal sicher auch sprunghaft weiterentwickeln werden. Beispiele für I-4.0-Grundfunktionalitäten sind die ‚Online‘-Rückmeldung von Fertigungsdaten (z.B. Auftragsfortschritt oder Qualität) oder -störungen (z.B. Werkzeugbruch) in Echtzeit oder die automatische Steuerung von Prüfintervallen und Wartungen.

Das Bildschirmsignal des MDE/BDE-Leitstandrechners wird für alle sichtbar per Beamer an die weiße Werkhallenwand projiziert. Damit hat jeder Werker nicht nur ‚seine‘ Maschinen immer im Blick, sondern auch die seiner Kollegen. Quelle: Amo-Tec GmbH

„Ein Kernmodul ist für uns ProVis mit den BDE/MDE-Terminals an den Maschinen. Wenn man das so sagen kann, dann nutzen wir das am intensivsten. Aber erst im integrierten Zusammenspiel mit dem PPS, der Kapazitätsplanung, der laufenden Nachkalkulation oder anderen Auswertungen wie z.B. CAQ kann der volle Wert der Daten entschlüsselt werden“, erklärt Tobias Haugg. Die MDE/BDE-Einführung wurde von den Werkern zu Beginn mit ‚Argusaugen‘ verfolgt, aber es sei schnell klar geworden, dass es nicht um eine Überwachung des Werkers, sondern der Fertigung, geht. Zudem hat das BDE/MDE für den Werker auch handfeste Vorteile. So kann er heute etwaige Stillstandgründe wie Rüsten, Werkzeugwechsel/–bruch, Wartungen oder technischer Defekt der Maschine direkt am Terminal melden, damit sie der Schichtleiter sofort im Laufzeitdiagramm auf seinem Leitrechner hat. Generell gelangen die Auftragsdaten per Barcode und RFID in das System. Die gefertigten Teile werden Stück für Stück automatisiert von den Maschinen-Terminals mittels eines Signals direkt von der Maschine erfasst.

MDE/BDE-Bildschirm per Beamer an Werkhallenwand projiziert

Eine andere innovative Idee wurde dann speziell von den Werkern mit angeregt. Der MDE/BDE-Leitstand-Rechner zeigt grafisch alle Maschinen nach Produktgruppen geordnet. An jeder Maschine ist nicht nur über ein Ampelsymbol der Status der Maschine (grün – rot) zu sehen, sondern – da die Daten in Echtzeit erfasst werden – auch der aktuelle Auftragsfortschritt (Stückzeit, Reststückzahl, Störgründe, etc.). Jeder Werker betreut gleichzeitig mehrere Maschinen. Damit er den Status ständig im Blick haben kann, wird jetzt das Bildschirmsignal des MDE/BDE-Leitstandrechners per Beamer für alle sichtbar hoch oben an eine weiße Wand der Werkhalle projiziert. Damit kann der Werker sich zwischen Werkhalle und Lager, etc. relativ frei bewegen und trotzdem bei Problemen sofort reagieren.

Von Vorteil ist die Beamer-Lösung auch für die Geschäftsführung, die bei Betreten der Werkhalle sofort einen Überblick über den Zustand der Fertigung erhält. Vervollständigt wird der schnelle Überblick durch die KVP-Tafel (KVP = kontinuierlicher Verbesserungsprozess oder Kaizen), an der u.a. der sogenannte Produktionsfilm aushängt. Der Produktionsfilm, eine spezielle Auswertung aus ProVis, zeigt von jeder Maschine die Historie der Produktions- und Stillstandzeiten der letzten drei Schichten nebeneinander dargestellt, „sodass man mit einiger Erfahrung sofort erkennt, wann Geld verdient wurde und wann nicht.“

Ein Online-Überblick über die Fertigung ist mittlerweile auch per Smartphone oder Tablet eingerichtet. Dazu wurde der ProVis-Mobile-Client installiert, der eine abgespeckte Version des aktuellen ProVis-Leitstand-Bildschirms liefert. Alles Hilfsmittel, die speziell wichtig sind für den Produktionsleiter, der im Normalfall nicht bei der Nachtschicht vor Ort ist und den Geschäftsführer, der noch andere Führungsaufgaben bei SFB wahrnimmt, sodass seine Zeit bei Amo-Tec begrenzt ist.

MDE/BDE-Bildschirm auf Smartphone oder Tablet

Das kurzfristige Reagieren von Werker und Geschäftsführung auf Erreichen von Fertigungskennzahlen oder auf unerwartete Störungen in der Fertigung ist ein weiteres Merkmal, das im Zusammenhang mit I-4.0 entscheidend ist. Ein solches kurzfristiges Reagieren auf Fertigungszustände unterstützt neben den bereits genannten drei Verfahrenslösungen (Beamer, Produktionsfilm und mobile Endgeräte) auch die sogenannte Prozessampel von GEWATEC, mit welcher der Typ IC901 des MDE/BDE-Terminals ausgestattet ist. Die Prozessampel zeigt auf vier Signalebenen dem Werker jeweils in den Ampelfarben den Zustand bzw. die Grenzwerte für die OEE (Overall-Equipment-Effectiveness / Gesamtanlagen-Effektivität), den cpk-Wert (statistischer Wert der Prozessfähigkeit), die Aufforderung zur SPC-Messung und mit der untersten Leuchte einen Hinweis zum Werkzeugwechsel an. Damit kann der Werker auf Basis der Online-BDE/MDE-Datenauswertung auf einen Blick erkennen, wenn bei der Leistungsfähigkeit der Maschine oder in der Qualität des Prozesses Änderungen auftreten (gelbe Ampel) und somit frühzeitig Maßnahmen einleiten. Ebenso wird er so an die anstehende SPC-Messung und den Werkzeugwechsel erinnert.

„Ein Qualitätsmanagement in der heutigen Form war vor GEWATEC nicht möglich“, berichtet Tobias Haugg. Die Erstellung und Verwaltung der Prüfpläne habe sich wesentlich vereinfacht. Norm- und kundenspezifische Prüfmerkmale und –intervalle für das SPC sind im System hinterlegt. Die Daten nahezu aller Messmaschinen und Messmittel gehen direkt in das CAQ-Modul ein. Auch die Wareneingangsprüfung und die Messmittelverwaltung sowie das Reklamationsmanagement werden über GRIPS abgewickelt. Das CAQ war auch wichtiger Bestandteil der QS-Zertifizierung und garantiert heute (natürlich im Zusammenspiel mit PPS, BDE, etc.) die für Zertifizierung und Regress wichtige Rückverfolgbarkeit der Fertigungs- und Qualitätsdaten aller Fertigungsstufen oder eines Zulieferteils bis zum Rohmaterial.

Geschäftsführer Bruno Hanselka zeigt sich mit dem jetzigen Stand der ERP-Installation „in Summe mehr als zufrieden“. Beeindruckt hat ihn vor allem die MDE/BDE-Lösung: „Da ist GEWATEC besonders gut.“ Und weil er als Geschäftsführer an mehreren Standorten aktiv ist, sei es für ihn unerlässlich, immer den Überblick zu haben, wo die Firma aktuell steht, auch wenn er nicht vor Ort ist. Das werde mit der GEWATEC-Lösung sichergestellt. Sie habe eine große Transparenz in den gesamten Fertigungsprozesses gebracht und das nicht nur für die Geschäftsführung, sondern für alle Mitarbeiter.

Autor: Eduard Rüsing, freier Fachjournalist in Karlsruhe

 

 

GEWATEC GmbH & Co. KG
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E-Mail: gewatec@gewatec.com
Web: www.gewatec.com

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