Auftragsplanung… Na, hoffentlich wird der wichtigste fertig!

Halbzeit, vor zwei Wochen haben wir den ersten von vier Teilen der Serie „Digitalisierung einfach – Ein Leitfaden zur digitalen Produktion“ unter dem Titel  „Digitalisierung… so ein MIST!“ veröffentlicht. Dieser Artikel beschreibt die Ausgangslage für die vorgestellten Digitalisierungsvorhaben der Serie. Auf dieser Grundlage haben wir uns im zweiten Teil Ausschuss haben wir keinen… unsere Maschinen laufen perfekt! auf die Maschinen innerhalb der Produktion fokussiert und hierfür ein Konzept zur Ausschussreduktion und planbaren Wartung vorgestellt. Nun werden wir in diesem Artikel die IT-Systeme aus der MIST-Analyse mit einbeziehen. Damit es etwas greifbarer wird, definieren wir ein mögliches Ziel: Individuelle visualisierte End-2-End Auftragsrückverfolgung zur optimierten Produktionsplanung sowie Informationsportal für Bestellstatus der Kunden innerhalb von 9 Monaten.

Zur vollständigen End-2-End Betrachtung eines Kundenauftrags muss man die einzelnen Prozessabschnitte, wie im Titelbild vereinfacht dargestellt, genauer betrachten. Für ein Auftragstracking benötigt man an sich nur die Zeitstempel, also die Anfangszeit und Endzeit der einzelnen Verarbeitungsschritte. Viele Informationen liegen bereits in Planungssystemen vor und werden über Tracking-Funktionen abgebildet. Meist liegt der Fokus beim Tracking auf den wirtschaftlichen Faktoren der Prozessabläufe. Detailansichten zur Fertigungslinie sind oft nicht mit einbezogen, da Rückmeldungen aus den Maschinen meist nicht vorhanden sind oder es keine geeigneten Schnittstellen zur Datenintegration gibt. Der Fertigstellungsgrad einzelner Kundenbestellungen ist somit nur schwer nachvollziehbar.

TE Endzeitpunkte erfassen

Wenn man den ersten Prozessteil, die Auftragsplanung, sowie die nachgelagerten Prozesse, die Qualitätssicherung und den Versand mal außer Betracht lässt, dann bleibt der Ablauf in der Produktion übrig. Bei sequentiell ablaufenden Prozessen ist der Endzeitpunkt einzelner Fertigungsmaschinen am wichtigsten. Durch diesen kann ein optimaler zeitlicher Ablauf angesteuert und Wartezeiten reduziert werden. In der Praxis wird dieser Zeitstempel oft nicht betrachtet, die Information zur Fertigmeldung erfolgt manuell über Laufzettel, Anruf/Zuruf oder E-Mail an die weiterverarbeitende Stelle. Wenn man betrachtet, was technisch möglich ist, könnte man sagen, dass sich hier viele Unternehmen noch in der Steinzeit der Produktion befinden… Wie kann man es also besser machen?

In manchen Maschinensteuerungen werden die Endzeitpunkte der einzelnen Aufträge bereits erfasst. Ist das der Fall, müssen die Daten nur ausgelesen und genutzt werden. Etwas schwieriger wird es, wenn es noch keine Zeitstempel zur Fertigstellung aus der Maschine gibt.  Abhilfe kann durch neue Rückmeldepunkte je Maschine geschaffen werden – und das ist manchmal einfacher als man denkt! Es bieten sich beispielsweise technische Lösungen wie RFID, Barcode-Scannersysteme oder kameragestützte Objekterkennungsmethoden an. Je nach Fertigungsprozess und Maschine muss hier die technische Lösung individuell betrachtet werden. Bei einer Individualfertigung kann zum Beispiel ein Barcode oder ein RFID an das Bauteil oder auch am Laufzettel angebracht und ggf. manuell erfasst werden. Bei einer Serienfertigung bieten sich automatische RFID-Gates, Lichtschranken oder Kamerasysteme an. Bei der Massenproduktion können gefertigte Stückzahlen über Messsysteme, wie zum Beispiel Waagen unter Transportboxen, Auskunft geben. Oft sind es die einfachen, etablierten und kostengünstigen Lösungen, die eine gute Prozessintegration erlauben und auch die Mitarbeiter an der Maschine nicht überfordern.

Daten erfassen ist nett – aber was dann?

Egal für welches System Sie sich entscheiden, die Daten müssen irgendwo abgespeichert werden. Hierfür bietet sich zum Beispiel eine kleine mySQL Datenbank an. Die Tabellenstruktur dafür ist denkbar einfach. Nun haben Sie zwei Möglichkeiten: entweder Sie integrieren die neuen Rückmeldepunkte in die Planungssoftware und erweitern dadurch das bestehende Auftragstracking, oder Sie gestalten sich ein eigenes Trackingsystem, zum Beispiel als HTML5 Webapplikation und ziehen sich die Informationen aus der Datenbank des Planungssystems. Die Integration in eine bestehende Planungssoftware kann eventuell nur durch den Hersteller erfolgen. Dabei entstehen schnell etwas höhere Kosten, da plötzlich aus einer Standardsoftware eine Individualsoftware wird. Günstiger kann daher die eigene Entwicklung sein, in diesem Bereich gibt es zahlreiche gute Freelancer die hier auch unterstützen können. Dafür benötigen Sie lediglich einen kleinen Webserver, zum Beispiel eine VM (Virtuelle Maschine), auf dem auch gleich die neue Datenbank für die Zeitstempel aufgebaut werden kann. Über eine tabellarische Darstellung können die Daten übersichtlich im Browser als Website dargestellt werden. Im Prinzip wie eine Excel-Tabelle, jedoch werden die Daten automatisch eingetragen und schauen besser aus 😉. Die Tracking-App ist auf jedem PC, Tablet oder Smartphone verfügbar und zeigt die Echtzeitinformationen der Produktion. Die Produktionsplanung erhält eine bessere Übersicht und kann neue Aufträge optimal einplanen. Problemfälle fallen auf und können gezielt in der richtigen Abteilung priorisiert werden. Der Vertrieb kann zuverlässige Liefertermine nennen, somit ist löst sich das Lieferproblem Not-In-Time auf. Gibt es dennoch Unsicherheiten zur Lieferzeit, kann ein externen Zugriff dem Kunde gewährt werden. Dadurch sieht er die erwarteten Liefertermine seine Bestellungen und kann somit nachgelagerte Prozesse besser terminieren. Ebenso bleiben zeitaufwendige Rückfragen aus. Nachvollziehbar, jeder kennt ja selbst die erwartungsvollen Benachrichtigungen von DHL, dass die Ware morgen ankommt… Neben den genannten Vorteilen, gibt es noch einige andere Side-Effekte die würde aber hier den Rahmen sprengen.

TA Anfangszeitpunkte erfassen

Durch die Erfassung der Endzeitpunkte erhält man vorerst nur eine Übersicht über den Prozessablauf, die aktuelle Auslastung der Maschinen, und die Rückverfolgung der Kundenbestellungen. Eigentlich schon recht ordentlich für einen Zeitstempel! Aber die einzelnen Prozesszeiten sowie Transportzeiten des Produktionsprozesses können daraus noch nicht bestimmt werden. Analog zu den Endzeitpunkten muss eine Rückmeldung der Anfangszeitpunkte erfolgen. Zur Erfassung können die gleichen  Erfassungstechnologien wie für die Bestimmung des Endzeitpunkts durchdacht werden, siehe oben. Über diese beiden Zeitstempel (TA & TE) erhalten wir die Transferzeit TX, wodurch es komplett nachvollziehbar wird, wann ein Produkt/eine Charge mit einem Arbeitsschritt beginnt, endet und wie viel Zeit für Transport, Bestückung oder als Wartezeiten aufgewendet wird. Neben Transport- und Lageroptimierungen kann eine Korrelation mit anderen Informationsmanagementsystemen, wie zum Beispiel einem Energiemanagementsystem, hergestellt werden. Über den Energieverbrauch der Maschinen kann der energetische Kostenanteil je fertig gestelltem Produkt pro Kundenauftrag nachvollzogen werden.

Der Effekt

Durch ein erweitertes Tracking der Produktion kann in Kombination mit dem PPS-System (Produktionsplanungs- und Steuerungssystem) oder ERP-System eine optimierte Arbeitsplanung erfolgen. Dadurch können Liefertermine zum Kunden besser eingehalten werden. Es steigt die Kundentreue. Die Anfangs- und Endzeitpunkte geben Rückschlüsse über die Bearbeitungszeit je Maschine. Hierdurch lassen sich wertschöpfungsfreie Warte- und Liegezeiten analysieren. Eine energie- und kostenoptimierte Produktion kann aufgebaut werden.

Der letzte Teil kommt wie gewohnt eine Woche später. Dort stelle ich weitere Optimierungsmöglichkeiten durch Digitalisierung vor. Im Grunde dreht sich alles um Datenanalyse und -auswertung von Langzeitdaten aus der Produktion. Es wird aufgezeigt, wie Handlungsempfehlungen durch Parametervariation auf trainierte Daten entstehen. Wie sich geänderte Parameter im laufenden Prozess auswirken und transparent nachvollzogen werden können. Dadurch kann eine material- und energieeffiziente Produktion aufgebaut werden.

 

Stay tuned…

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