Produktions-Analystetool

Wachsame Augen auf der Linie

Fehler-Analyse in der Fertigung. Ein Analysetool des Fraunhofer IPA ermittelt Prozessfehler, Ursachen und Zusammenhänge in verketteten Anlagen.

Bei der „Smarten Systemoptimierung“ zeichnen Kameras relevante Prozessmerkmale in verketteten Anlagen auf. (Foto: Fraunhofer IPA, R. Bez)

Bei kapitalintensiven Fertigungssystemen sind Unternehmen auf maximale Produktivität angewiesen – der Kostendruck sitzt stets im Nacken. Klassische Methoden wie OEE-Workshops oder Wertstromanalysen kommen bei komplexen Produktionsketten jedoch schnell an ihre Grenzen. Mit der „Smarten Systemoptimierung“ hat das Fraunhofer IPA ein mobiles System entwickelt, das mit intelligenten Kameras echtzeitnah Daten erhebt und automatisiert auswertet. Dabei erkennt es Prozessabweichungen samt deren Ursachen und zeigt auf, welche Verluste durch die Verkettung anfallen.

Viele Fertigungssysteme umfassen mehrere Stationen und arbeiten so schnell, dass Fehlerursachen und deren Auswirkungen mit bloßem Auge nicht mehr erkennbar sind. Der manuelle Analyseaufwand bei vollautomatisierten Systemen ist meist hoch. Auch integrierte Optimierungswerkzeuge scheiden aus, da die Qualität der Daten über alle Prozesse hinweg unzureichend sein können. Meist enthalten Prozessketten neben neuen auch ältere Maschinen von unterschiedlichen Herstellern; sie haben keine Standardschnittstelle, um sie an ein IT-System anzubinden, und eine automatisierte Datenerhebung ist deshalb nicht möglich. Aussagen über die Gesamtproduktivität und die Möglichkeiten, sie zu steigern, lassen sich folglich nur bedingt treffen.

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Bei der smarten Systemoptimierung erfolgen Datenerfassung und -auswertung vollständig automatisiert. Zu Beginn wird die gesamte Produktionslinie mit Kameras ausgestattet, wobei pro Station zirka eine Kamera anfällt. Anschließend bildet der Mitarbeiter die einzelnen Prozesse über die am IPA programmierte „Teach-App“ auf einem Tablet ab. Für jede Anlage werden einzelne Prozessmerkmale, etwa das Zusammenspiel von Roboter, Werkzeug und Werkstück, im Videostream graphisch festgelegt. Die Kamera weiß nun genau, welche Arbeitsschritte sie aufzeichnen und echtzeitnah auswerten muss. Sobald die Produktion läuft, werden die relevanten Prozessdaten dezentral auf den Kameras ausgewertet und Abweichungen an ein Analysetool übermittelt. Es kann die Informationen auswerten, anlagenübergreifend analysieren und in der gewünschten Form aufbereiten.

Die Anwendung analysiert Fehler einzelner Prozesse und gibt Auskunft über deren Fortpflanzung im Fertigungssystem. Weil jede Maschine aufgezeichnet wird, kann über die gesamte Prozesskette hinweg eine Datenbasis erzeugt werden. Das Analysetool arbeitet daraufhin heraus, wie die Fehler zusammenhängen. Im Gegensatz zur klassischen OEE erhält der Anwender sofort eine Ursachenzuordnung. Er sieht, welcher Prozess den anderen blockiert und erkennt, wo der Auslöser sitzt. Außerdem lässt sich die Fehlerbehebung priorisieren.

Die IPA-Experten bieten ihre Innovation als Dienstleistung an. Nachdem die Kameras in der Produktion des Industriepartners installiert sind, beginnt das Team mit der Analyse und legt mit dem Unternehmen Optimierungsmaßnahmen fest. Die aktuelle Version des Werkzeugs haben die Wissenschaftler bereits in der Praxis eingesetzt. Bei Unternehmen in der Automobil- und der Konsumgüterindustrie beispielsweise ließen sich Effizienzsteigerungen von mehr als zehn Prozent erzielen. pb

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