Ausschuss haben wir keinen… unsere Maschinen laufen perfekt!

Vielleicht haben Sie den ersten Teil Digitalisierung… so ein MIST! schon gelesen und bereits die MIST-Analyse im Unternehmen angewandt. Jetzt sind Sie gespannt auf den ersten Digitalisierungsschritt! Wie bei einem Puzzle fängt man ja auch immer in einem bestimmten Bereich an, meist an den Ecken. Deshalb fokussieren wir uns jetzt nur auf die Bereiche Maschinen und Sensoren. Für den Einstieg starten Sie am besten mit folgenden einfachen Fragen

  • Wie viele und welche Maschinen sind im Einsatz?
  • Welche Rolle spielen diese im Fertigungsprozess?
  • Gibt es Maschinen die ausgelasteter oder wichtiger als andere sind?
  • Wurden schon Sensorerweiterungen durchgeführt?

Mit welcher Maschine Sie anfangen liegt natürlich bei Ihnen, Sie müssen nur abwägen ob sich eine genaue Betrachtung bezüglich einer Digitalisierung lohnt. Falls Sie sich nicht entscheiden können ist es immer eine Frage an die Mitarbeiter wert. Die Mitarbeiter, die mit den Maschinen arbeiten, können oft sehr gute Einschätzungen geben, wo sie Potentiale sehen.

Kaufentscheidungen werden bei technischen Geräten maßgeblich an den Funktionen und Eigenschaften festgelegt. Vor dem Kauf eines neuen Handys oder Laptops schauen wir meist noch auf das Datenblatt oder vergleichen dieses sogar. Das können wir doch auch bei bereits gekauften Dingen tun. Bei jeder etwas besseren Maschine sollte ein vernünftiges technisches Datenblatt vorhanden sein, und ich gehe jetzt davon aus, dass bei Ihnen eine sorgfältige Auswahl getroffen wurde und kein Schrott in der Produktion steht 😉. Aus dem Datenblatt können die ersten Schwellwerte und Ausgangsinformationen ausgelesen werden. Grundinformationen wie zum Beispiel maximale Drehmomente, die Produktionsmenge/Stückzahlen oder der Energiebedarf sind dort meist angegeben und können bei einer Auswertung von Relevanz sein.

Maschinensteuerungen stellen Basisdaten schon häufig visuell dar, aber selten hat diese jemand ständig im Blick und reagiert rechtzeitig und korrekt darauf. Es wird ein Zielzustand benötigt. Damit der größte Effekt erzielt wird, können folgende Fragen helfen:

  • Was hat den größten Einfluss auf mein Fertigungsteil/Produkt?
  • Wo ist die größte Abnutzung?
  • Wo wäre eine Messgröße interessant?

Exemplarisch betrachten wir mal eine 5-Achs Portalfräse und formulieren ein SMARTES Ziel: Verschleißüberwachung des Fräskopfs durch sensorgestützte Datenauswertung für eine 5-Achs Portalfräse innerhalb von 3 Monaten. Der Fräskopf bearbeitet direkt das Werkstück und hat somit einen großen Einfluss auf die Qualität des Ergebnisses. Um die möglichst genaue Abnutzung des Fräskopfs zeitgenau bestimmen zu können, werden weitere Informationen benötigt: Zum Beispiel Axialkraft, Biegemoment, Drehmoment, Temperatur oder Umdrehungsgeschwindigkeit. Über das Protokoll der Maschinensteuerung lassen sich, wenn vorhanden, erste Parameter entnehmen und exportieren. Jedoch fehlen häufig noch wichtige Messdaten, um aussagekräftige Kennzahlen zu bilden. Abhilfe kann hier durch eine Sensorerweiterung vom Hersteller oder von Dritt-Anbietern geschaffen werden. Zum Beispiel gibt es bereits sensorische Standardwerkzeughalter welche die auftretenden Kräfte messen und dadurch die Abnutzung und den Zustand jeder einzelnen Schneide bestimmen können. Durch eine Alarmfunktion können Sie gezielt ein Wartungsfenster einrichten und so den optimalen Zeitpunkt, um den Fräskopf auszutauschen, sicherstellen – bevor es ggf. zu Fehlproduktionen oder sogar einem Produktionsausfall kommt. Die Alarmierung kann problemlos auf Ihre Anforderungen eingestellt werden. So erfolgt die Einstellung über die Bestimmung von Schwellwerten oder Kennzahlen. Ebenso können Sie bestimmen, wie die Alarmierung erfolgen soll: zum Beispiel per E-Mail, SMS und/oder Statuslampe an der Maschine. Am Ende bleibt es nur ein Event, der auf eine Schwellwertüberschreitung oder ein definiertes KPI reagiert, und das ganz ohne Rocket-Science.

Das Ausschuss-Problem

Wie wurde zuvor noch gleich die Notwendigkeit des Austauschs des Fräskopfs bemerkt, ohne eine spezifische Datenauswertung? Ja, richtig, durch Ausschuss, Qualitätsprobleme und Produktionsausfälle…. Ausschuss ist eine der ressourcenintensivsten unnötigen Erscheinungen im Unternehmen. Er verschwendet Energie, Material und Zeit. Aus dem Grund möchte jedes Unternehmen die Ausschussquoten immer möglichst gering halten. Bei gezielten Nachfragen bekommt man meist Angaben im einstelligen Prozentbereich. Jedoch zählt hier die goldene Faustregel: Glaube nur der Statistik, die du selbst gefälscht hast. Oftmals wird nur der Ausschuss betrachtet, der am Ende der Prozesskette entsteht, also Probleme in der Qualitätssicherung vor dem Versand oder Rückläufer mit Beschwerden vom Kunden! Eine dann nötige Nacharbeit/Neuproduktion bringt den ganzen Produktionsplanungsprozess ins Schwanken und kann, bei unzureichenden Pufferzeiten, Auslöser für Verzögerungen von nachfolgenden Kundenbestellungen sein.  Auftretende Qualitätsprobleme oder Ausschüsse pro Maschine werden jedoch gerne mal in den jeweiligen Abteilungen vertuscht, da für die Problemursache bisher keine praktikable Lösungsansätze vorhanden waren.

Für die Durchführung von Digitalisierungsmaßnahme für eine alarmierendes und vorausschauendes Wartungssystem entstehen, je nach Umfang, auch unterschiedlich hohe Kosten. Die Amortisationszeit ist auf den ersten Blick leider nur schwer abzuschätzen. Aber dafür liegen die langfristigen Vorteile klar auf der Hand:

  • Maschinenausfälle reduzieren, durch Wartung vor Stillstand -> geplante Wartungsfenster, weniger Maschinenausfälle
  • Qualität des Werkstücks gewährleisten, durch optimale Wartungsfenster -> weniger Ausschuss = Material-, Energie- und Zeitersparnis

Damit die Amortisationszeit berechnet werden kann, muss man sich der monetären Auswirkung von Ausfällen und Ausschussware bewusst sein. Evtl. stehen diese Informationen Ihrem Unternehmen bereits zur Verfügung, sonst wäre der LEAN-Management Ansatz eine gute Möglichkeit diese zu Analysieren. Dieser Ansatz beschäftigt sich im Detail mit dem Thema Verschwendung, insbesondere von Zeit und Material.

In diesem Teil haben wir uns auf die Maschinen und Sensoren fokussiert. Je nach Bedarf und Nutzen können Sie selbst festlegen bei welcher Maschine eine Digitalisierungsmaßnahme durch Sensorerweiterungen sinnvoll ist. Schön ist, dass wir die einzelnen Maschinen auch unabhängig voneinander betrachten können. Dadurch bleibt das Projekt überschaubar und kann zeitnah und Schritt für Schritt umgesetzt werden.  Ebenfalls stellt dieser Teil keine zwingende Bedingung für die weiteren Konzepte dar.

Nächste Woche, im drittenTeil, beziehe ich die IT-Systeme mit ein. Es wird aufgezeigt, wie man eine gute Übersicht der Produktionsprozesse und -zeiten anhand gezielter Datenkorrelationen mit ERP-Systemen oder Produktionsplanungssoftware gestalten kann. Dabei geht es um die visuelle Auftragsverfolgung und Vernetzung der einzelnen Maschinen einer Produktionsanlage.

Stay tuned…

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