Fünf Tipps zur erfolgreichen Digitalisierung der Kunststoffproduktion

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Die Kunststoffproduktion ist in Hinblick auf die Digitalisierung eine harte Nuss, die sich aber mit Erfolg knacken lässt. Eine typische Fertigungshalle ist mit Pressen unterschiedlichen Alters von verschiedenen Herstellern ausgestattet. Jede Maschine weist einen anderen Kommunikationsstandard auf, beispielsweise OPC DA, OPC UA oder Euromap 73, 77. Wie lassen sich in diesem komplizierten Umfeld durch Bedienpersonal und Maschinen bereitgestellte Daten automatisch ohne menschlichen Eingriff erfassen? Kann man stets genau wissen, was los ist, und Einfluss nehmen? Lassen Sie sich inspirieren von einem Kunststoffproduzenten für führende Automobilhersteller und erhalten Sie eine Anleitung, wie ein Projekt erfolgreich umgesetzt werden kann!

Rückwirkende Produktionsdatenerfassung und fehlerhafte Informationen

Das Management des Kunststoffherstellers benötigte Informationen darüber, was zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Produktion vor sich geht. Vor der Digitalisierung basierte die begleitende Fertigungsdokumentation auf dem Produktionsplan, wurde in Papierform an die Meister übergeben, und das Bedienpersonal füllte mit Schichtende Lauf- bzw. Schichtkarten über die geleistete Arbeit aus. Anschließend übertrug der Verantwortliche die Daten in die elektronische Form (meist Excel). Dieser Ansatz war aber mit einer Reihe von Einschränkungen verbunden. Die Erfassung der Produktionsdaten erfolgte erst ein bis zwei Tage später, Fehler ließen sich nicht einfach kontrollieren, und die Informationen waren ungenau. Das Bedienpersonal konnte Arbeiten ausweisen, die in Wirklichkeit überhaupt nicht ausgeführt wurden. In einigen Fällen konnten sich die Mitarbeiter sogar an zwei Arbeitsplätzen gleichzeitig anmelden.

Genaue Daten von Maschinen, Visualisierung, Motivation

In der ersten Phase des MES-Projekts wurden Musterarbeitsplätze mit unterschiedlichen Maschinentypen mit einem Touchscreen-Terminal für die Bedienung ausgestattet. Die Maschine wurde über eine Datenschnittstelle vernetzt, es wurden die Prozesse des An- und Abmeldens des Bedieners an der Maschine, Auftragsbeginn, Stillstände und ihre Gründe definiert. Ausgehend vom Anmelden des Bedieners für einen Auftrag erfolgt die Generierung von Arbeitsnachweisen nunmehr automatisch im MES. Der Bediener erhält vom Meister eine Anweisung, an welchen Arbeitsplatz er gehen soll. Am Terminal meldet er sich dann mittels RFID-Karte an und beginnt die Schichtarbeit. Es handelt sich um multioperative Arbeitsplätze, ein Terminal befindet sich nicht an jeder Maschine, stets aber am Ende der Fertigungsstraße.

Die Priorisierung von Aufträgen legt der Plan aus dem ERP fest. Der Maschinenbediener beginnt die Arbeit am Auftrag und bestimmt für Stillstände den Grund. Bei Finalisierung einer Palette löst er eine Produktionsmeldung aus und bestätigt die Stückzahl. Die Daten werden ins ERP exportiert und dienen gleichzeitig der Lohnberechnung für das Bedienpersonal. Das MES importiert Informationen über die Anzahl der Bediener für einen Vorgang, kontrolliert die optimale Anzahl der Personen bei einzelnen Abläufen und übernimmt Stammdaten aus dem ERP zur Optimierung der Kosten. Fester Bestandteil des Projekts war außerdem Reporting, das in visueller Form Informationen über Stillstände und ihre Entwicklung sowie die Gründe der Entstehung von Ausschuss im Zeitverlauf zur Verfügung stellt. Durch die Berichte werden Taktzeiten auf einer Zeitachse und Leistungen in jeder der drei Schichten abgebildet und kategorisiert.

Erfassung technologischer Daten, Qualitäts- und Wartungsmeldungen, Eskalation

In der zweiten Projektphase wurden über OPC-Server Maschinen an Pilotarbeitsplätzen einbezogen und Taktzeiten zusammengefasst. Erfasst wird der Einsatz von Werkzeugen, Stillstände werden automatisch aufgezeichnet. Entspricht die Taktzeit nicht den vordefinierten Parametern, weist der Arbeitsplatz einen Stillstand aus. Für den Neustart muss der Bediener den Grund des Maschinenausfalls eingeben. Bei Beginn eines Auftrags und anschließend alle 30 Minuten speichert das MES aus der Maschine technologische Daten, wie Temperatur, Zeit oder Druck. Es bestimmt bei ausgewählten Parametern Intervalle, Höchst- und Mindestwerte. Das System analysiert die Kombination von Parametern und ihren Einfluss auf Ausschussquote, Störungen oder Stillstände.

Instandhaltung und Qualität erfahren in Echtzeit von ausgewählten Stillständen und angelegten Aufgaben. Die Meister werden über Abweichungen informiert. Die MES-Lösung erfasst Eingriffe und Erledigung von Aufgaben, einschließlich des Grundes, und kann eskalieren. Für die Zukunft ist eine Erweiterung des Projekts um die Eskalation im Fall von Ausfällen und Störungen, bei Leistungsabfall und übermäßigem Anstieg der Ausschussquote geplant. Erwogen wird die Steuerung der Beschickung mit Werkzeugen, Ausgangstoffen und Verpackungen mittels Milkrun oder Kanban, die Steuerung von Wartungseingriffen oder die Implementierung präventiver und prädiktiver Wartung.

5 Tipps für ein erfolgreiches Projekt

• Überprüfen, ob sich die vorhandenen Pressen vernetzen lassen. Bei mehr als der Hälfte fehlen Kommunikationskarte oder Lizenz.
• Das beste WLAN hat Kabel. Möglichst übers Festnetz anschließen, das spart Zeit.
• Einfach beginnen. Die Kunststoffproduktion hat viele Parameter, die sich überwachen und auswerten lassen. Konzentrieren sollte man sich in erster Linie auf Takt und Hub.
• Daten vorbereiten. Benötigt wird ein Plan für die Maschine, technologische Abläufe, Parameter und Grenzwerte für Maschine und Produkt.
• Mitarbeiter einbeziehen. Das System soll vor allem Meistern, Vorarbeitern und dem Bedienpersonal dienen. Sie müssen es griffbereit haben und Informationen mit ein zwei Klicks abrufen können.

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