Fähigkeiten: Einsteiger*innen

Die Grafik zeigt, in welchem Bereich des Tools man sich befindet: Fähigkeiten/Einsteiger.© VDI ZRE

Prozessoptimierung durch Zustandsüberwachung

Voraussetzungen

Eine kontinuierliche Überwachung und Analyse von Betriebs- und Maschinendaten ermöglichen eine frühzeitige Erkennung von Abweichungen im Produktionsprozess. Mittels der Daten, die von Sensoren sowie etwaigen Ortungs- und Lokalisierungssystemen bezogen und in entsprechenden IT-Systemen (z. B. Betriebsdatenerfassungssystemen) ausgewertet werden, können Abweichungen von einem Referenzzustand frühzeitig erkannt und behoben werden. Zudem ermöglicht die Überwachung der Betriebszustände von Anlagen und Prozessabläufen eine frühzeitige Erkennung von Fehleinstellungen, Fehlnutzung und Fehlbedienung durch das Betriebspersonal.

Gute Praxis Beispiele

Optimierte Geschäftsprozesse

Der mittelständische Hersteller von Magnesiumdruckgussteilen C&C Bark Metalldruckguss und Formenbau GmbH hat ein Enterprise-Resource-Planning-System (ERP-System) über alle Produktionsprozesse eingeführt. Dadurch können von der Kundenauftragserfassung im Vertrieb über die Produktionsplanung und -steuerung (PPS), die Buchung von Lagerorten bis hin zum Einkauf Daten in allen Bereichen des Unternehmens erfasst und miteinander verknüpft werden. Zudem ist es über die Finanzbuchhaltung verbunden, was ein effizientes Arbeiten begünstigt.

Alle wichtigen Maschinen- und Prozessdaten werden automatisch über WLAN erfasst. Auf Werkstattmonitoren sind diese jederzeit abrufbar, wodurch Rückschlüsse auf die jeweiligen Prozesse gezogen werden können. Zudem können Informationen z. B. über Maschinenlaufzeiten, Maschinenstillstandzeiten und Störgründe oder Nacharbeitsquoten ausgewertet werden. Auch ältere Maschinen (teilweise mehr als 30 Jahre alt) wurden dafür umgerüstet und mit Impuls-Schnittstellen und Sensoren an den Türen ausgestattet. Durch das ERP-System kann jederzeit angezeigt werden, wo sich wie viele Teile einer Charge aufhalten, auch wenn sie sich außerhalb des eigenen Betriebs befinden. Diese Transparenz ermöglicht schnelle Eingriffe in den Prozess und kurzfristige Änderungen am Produkt. Das hat wiederum positive Auswirkungen auf die Reduktion von Ausschuss und Nacharbeit.

Ziel der Implementierung des ERP-Systems waren in erster Linie die Reduktion der Durchlaufzeiten und eine Steigerung der Produktivität. Vor Eingliederung des ERP-Systems war eine derartige Vernetzung nicht gegeben. Innerbetriebliche Prozesse liefen isoliert voneinander ab. Somit konnten der Materialumlauf und der Materialeinsatz von Magnesium effizienter gestaltet werden. Dies spart Lagerbestände. Neben der Effektivitätssteigerung können die über das ERP-System generierten Daten auch für das Mitarbeiterbewertungssystem verwendet werden. So können feinere leistungsorientierte Kennzahlen abgebildet und Personalressourcen optimal eingesetzt werden.

Literatur:

VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH (2017): Ressourceneffizienz durch Industrie 4.0 - Potenziale für KMU des verarbeitenden Gewerbes. VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH, Berlin. Online verfügbar unter: www.ressource-deutschland.de/fileadmin/user_upload/1_Themen/h_Publikationen/Studien/Studie_Ressourceneffizienz_durch_Industrie_4.0.pdf

Industrie 4.0 leicht gemacht - Material und Energie sparen durch Apps

Zwei Beispiele zeigen, wie sich Apps auf Smartphones und Tabletts leicht in einen bestehenden Betriebsprozess integrieren lassen und erheblich zum Einsparen von Material und Energie beitragen.

So auch bei der Kemptener Eisengiesserei Adam Hönig AG im Allgäu. Bei der Herstellung von Formen sind viele händische Arbeiten zu verrichten, die Auswirkungen auf die Qualität des Gusses haben. Um hier die bestmögliche Ausführung der einzelnen Arbeitsschritte zu gewährleisten, dienen Barcodes, die von Tablets eingescannt und an eine App übermittelt werden, der Nachverfolgung der einzelnen Prozesse. Das Ziel ist es, nur exakt die Menge an Metall einzuschmelzen, die für den Guss tatsächlich benötigt wird und ein optimales Verhältnis von Formsand und Schmelze zu erreichen. Insgesamt belaufen sich die Einsparungen bei 9000 Tonnen Gussteilen pro Jahr auf 85 Tonnen CO2-äq, 243.600 kWh Strom und umgerechnet etwa 46.000€. Diese Produktionsinnovation wurde mit Mitteln der Deutschen Bundesstiftung Umwelt gefördert und von der Hochschule Kempten wissenschaftlich begleitet.

Bei Cooper Standard Automotive im schwäbischen Schelklingen setzt man bei der Einsparung von Energie ebenfalls auf eine App. Das Unternehmen produziert am Standort in der schwäbischen Alb Bremsleitungen für die Automobilindustrie. Dabei kommt Druckluft zum Einsatz, mit der über eine ein Kilometer lange Leitung rund 150 Maschinen versorgt werden. Um sogenannte Leckagen, durch die die Druckluft einweichen kann, aufzuspüren, verwendet das Unternehmen ein spezielles Ultraschallmikrofon. Wird eine Leckage entdeckt, markieren die Techniker die Stelle mit einem QR-Code und scannen ihn mit einem Tablett ein. Informationen über die genaue Position, die Menge der entweichenden Druckluft und die für die Reparatur benötigten Materialien werden über die App der Mader GmbH & Co. KG zentral gespeichert. Auf Grund der App wissen die Techniker nicht nur, wo genau im Unternehmen, wie viele Leckagen, mit welchem Kostenaufwand beseitigt werden müssen, sondern auch wieviel Energiekosten durch die Reparatur eingespart werden können. Das Unternehmen beziffert die Einsparungen bei 1 km Hauptdruckluftleitung und 150 angeschlossenen Maschinen jährlich auf 123 Tonnen CO2-äq, 231.000 kWh Strom und 35.000 €.

Literatur:

VDI ZRE (2017): Industrie 4.0 leicht gemacht - Material und Energie sparen durch Apps [abgerufen am: 05.07.2022], verfügbar unter: youtu.be/Wdp7plkUNBc

Qualitätssteigerung in der Produktion durch den Einsatz von Assistenzsystemen

Voraussetzungen

Durch den Einsatz verschiedener Assistenzsysteme können Sie Mitarbeitende bei vielfältigen Aufgaben in der Fertigung und Montage unterstützen. Dabei können die unterstützenden Maßnahmen in Form von schriftlichen Anweisungen (z. B. Anleitungen), akustischen Signalen (z. B. Warntönen) oder visuellen Signalen (z. B. Projektionen) am Arbeitsplatz erfolgen. So können Fehler vermieden und die Qualität in der Fertigung erhöht werden, wodurch Materialien und Energie eingespart werden können.

Mit Hilfe von Lokalisierungs- und Ortungssystemen können z. B. maßgeschneiderte Informationen auf mobilen Endgeräten oder über am Arbeitsplatz integrierte Anzeigen bereitgestellt werden, um Mitarbeitenden Montaganleitungen passend zum vorliegenden Produkt zur Verfügung zu stellen. Damit können auch bei großer Variantenvielfalt und hohen Durchlaufquoten Fehler in der Montage minimiert werden. Weiterhin können arbeitsplatzintegrierte Systeme mittels Laser oder Projektion, Vorgaben für die optimale Materialausnutzung bei Stanz- und Schnittprozessen einbringen. Zudem können sie Mitarbeitenden bei der Fertigung eine Orientierung bieten und gleichzeitig zu einer effizienteren Materialausnutzung und Einsparung von Rohstoffen führen.* VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH (2017): Ressourceneffizienz durch Industrie 4.0 - Potenziale für KMU des verarbeitenden Gewerbes. VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH, Berlin.

Gute Praxis Beispiele

Warehouse Management System

Das Unternehmen MAINCOR GmbH & Co. KG stellt Rohrsysteme für verschiedene Anwendungsbereiche her. Zur Optimierung von Logistikprozessen, insbesondere von Einlagerungs- und Auslagerungsprozessen, wurde ein Warehouse Management System (WMS) inklusive optischer Objektidentifikation implementiert. Dabei stellt das WMS ein softwarebasiertes Verwaltungssystem für die Organisation von Warenlagern dar. Durch die Markierung der Waren mittels produktspezifischer Strichcodes können Produktinformationen anhand manueller Bediengeräte in das WMS aufgenommen, verändert und bei Bedarf aus dem System abgerufen werden. So ist neben den Funktionen der optimierten Lagerverwaltung (Mengen- und Lagerplatzverwaltung, Zustand der gelagerten Produkte, Fördermittelsteuerung und Disposition) auch die Überprüfung bestimmter Produktzustände aufgrund digitaler Objektgedächtnisse möglich. Zur Erweiterung des Produktgedächtnisses sind in Zukunft Maßnahmen zur Vernetzung durch weitere Sensoren und Aktoren vorgesehen. Dies soll durch eine homogene Datenintegration und -nutzung neben der Umsetzung von Condition Monitoring auch Predictive Analytics mit der Predictive Maintenance ermöglichen. Zusätzlich wird Zulieferer*innen derzeit Zugang zum WMS inklusive aktueller Lagerkapazitäten und Bestände gewährt, um das Liefermanagement zu verbessern.

Literatur:

VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH (2017): Ressourceneffizienz durch Industrie 4.0 - Potenziale für KMU des verarbeitenden Gewerbes. VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH, Berlin. Online verfügbar unter: www.ressource-deutschland.de/fileadmin/user_upload/1_Themen/h_Publikationen/Studien/Studie_Ressourceneffizienz_durch_Industrie_4.0.pdf

Weitere Informationen zur Stufe „Einsteiger*innen“