Produktionsdatenmanagement

Da geht ein Licht auf

Intelligentes Datenmanagement steigert Produktivität
Eine Menge Daten: Beispiel für ausführliche KPI-Anzeige. Mit Fernsehern als Anzeigetafel werdenauch grafische Darstellungen möglich. (Fotos: Red Lion)
Leistungskennzahlen sind nutzlos, wenn niemand sie sehen kann – insbesondere diejenigen, die verantwortlich für sie sind, und diejenigen, die die Leistung anderer anhand dieser Kennzahlen beurteilen müssen. Hier kommt visuelles Datenmanagement ins Spiel.

In der Produktionsumgebung nimmt visuelles Datenmanagement Gestalt in Form von Leistungskennzahlen (KPI), bezogen auf die Produktionsmenge, die Geschwindigkeit und Qualität, sowie die Lauf- und Standzeiten der Anlagen, an. Alle Firmen, egal ob Sie eine kontinuierliche Verbesserung anstreben oder nicht, wollen keine Unterbrechungen im Produktionsbetrieb. Die Firmen, die Prozesse zur Sicherung des reibungslosen Produktionsablaufes am effektivsten eingeführt haben, verwenden ganz sicher irgendeine Form von Andon. Die grünen, gelben und roten Lichter, die als „Ampeln“ über vielen Maschinen hängen, sind eine Form von Andon-Systemen. Hoch aufgehängt, ermöglichen sie jedem im Raum den Status einer Maschine sofort zu erkennen. Diese Stapellichter sind zwar sehr bequem, bieten aber fast keine weiteren Informationen als nur den puren Status.

Die mögliche Summe der Steigerung der Wirtschaftlichkeit eines Betriebes hängt stark von existierenden Prozessen ab. Firmen, die mit dem Gedanken spielen, Produktivitätsanzeigen anzuschaffen, sollten sich dafür Zeit nehmen, Kosten und Effekte auszurechnen. Das Investitionsrisiko ist im Vergleich der zur erwartenden Einsparung sehr gering. Der Wert eines visuellen Datenmanagements ist spätestens seit der Zeit des revolutionären Toyota Produktions Systems (TPS) bekannt, welches unter dem Namen „socio-technical system for manufacturing” in der Zeit von 1948 bis 1975 entwickelt wurde. Aufgenommene Informationen wurden auf große Kreidetafeln geschrieben. Die wurden später durch elektronische Zähler, Digitalanzeigen und große LED Displays ersetzt. Diese Geräte ermöglichten es nun, die KPIs aus einer großen Entfernung abzulesen. Später haben mehrfarbige, grafische Anzeigen die simplen numerischen Anzeigen teilweise ersetzt, die hohen Kosten für solche Lösungen sind da aber oft noch hinderlich. Heutzutage sind, aufgrund der rasch fallenden Preise, Flachbildfernseher aus der Unterhaltungselektronik die bevorzugten Geräte für große KPI-Anzeigen

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Welchen Indikatoren folgen?

Welche KPIs für den Kunden am wichtigsten sind, hängt von seinen Gegebenheiten ab – es gibt zahlreiche Werte, die Firmen darstellen möchten. Wichtige Beispiele üblicher KPIs in Produktionsbetrieben sind:

– Stückzahl (gut oder schlecht): Einer der wichtigsten Werte ist die Anzahl der bisher gefertigten Produkte. Der Zähler kann sich auf den letzten Produktwechsel, die Schicht oder die ganze Woche beziehen.

– Ausschussrate: Jeder Prozess erzeugt auch Ausschuss. Zu wissen, ob der Ausschuss innerhalb eines akzeptablen Limits liegt, ist wesentlich für die Sicherstellung der Produktivität.

– Takt: Wenn Maschinen Güter in einer variablen Taktrate erzeugen, ist es wichtig zu wissen ob die Bediener die ideale Geschwindigkeit halten.

– Ziele: Viele Firmen zeigen Zielwerte für Stückzahl, Takt und Qualität an.

– Taktzeit: Durch die Anzeige der Taktzeit kann der Herstellungsbetrieb schnell erkennen, an welchen Stellen des Prozesses es zu Engpässen oder Flaschenhälsen kommt.

– OEE (Overall Equipment Effectiveness)- Gesamtanlageneffektivität: Die OEE ist eine Kennzahl, die die effektive Verwendung der Ressourcen beschreibt. Produktionsverantwortliche möchten den Wert dieser Kennzahl gern steigen sehen, da sie für den effizienten Einsatz des Personals und der Maschinen steht. Die Formel für die OEE ist: OEE = Verfügbarkeit x Leistung x Qualität.

– Ausfallzeit: Die Ausfallzeit ist eine der wichtigsten Kennzahlen.

Verfügbare Lösungen – von einfach bis komplex

Lösungen für die Anzeige von KPIs oder Andon reichen von simplen Stapellampen, die weniger als hundert Euro kosten, bis zu kompletten, PC-gestützten Produktionsüberwachungslösungen für weit mehr als 100.000 Euro. Große Sieben-Segment-LED-Anzeigen sind aufgrund ihrer Einfachheit und aufgrund der fehlenden Möglichkeit der Textdarstellung nur für simple Anwendungen – etwa der Anzeige von einer einzigen KPI – am besten geeignet. Sie sind im Prinzip nichts anderes als digitale Messgeräte mit großen Anzeigen. Ihr starker Kontrast und Ihre Helligkeit lassen Sichtweiten von bis zu 60 Meter zu.

LED-Schriftbänder bestehen aus einer großen Matrix mit einzelnen LEDs in verschiedenen Auflösungen. Im letzten Jahrzehnt waren mehrfarbige LED-Schriftbänder die übliche Methode für die Darstellung von Informationen im Produktionsumfeld. Die Möglichkeit mehrere Zeilen sowie Text darzustellen, ermöglichen die Anzeige mehrerer KPIs auf einem Bild. Durch den Farbwechsel, etwa von grün auf rot, kann die Aufmerksamkeit der Bediener leichter erregt werden. Das wichtigste Kriterium bei der Auswahl von Schriftbändern ist aber, wie es die Daten aufnimmt. Manche Hersteller bieten Geräte mit digitalen Eingängen, andere nur einen seriellen Slave-Anschluss. Letzteres muss vom Anwender typischerweise noch aufwändig programmiert werden, damit es die richtigen Zeichen im richtigen Format anzeigt. Die besseren Geräte verfügen über eingebaute Kommunikationstreiber, durch die sie direkt mit Automatisierungsgeräten wie SPSen oder Frequenzumrichtern kommunizieren können.

Der Trend geht wegen der Darstellungsmöglichkeiten, etwa Kurven, und aufgrund der fallenden Preise in Richtung Flachbildfernseher. Durch die Möglichkeit Bilder in HD-Qualität darzustellen, sind Fernseher die am weitesten verbreitete Methode, um Produktionsdaten auch grafisch darzustellen. Zunächst haben sich Anwender die Fernseher zunutze gemacht, indem sie auf einem speziellen PC eine Scada-Software nutzten und den Fernseher einfach als externen Monitor verwendet haben. Heutzutage gibt es spezielle Lösungen für die Erfassung, Sammlung, und Anzeige von Produktionsdaten auf einem Fernseher.

Erweiterte Funktionalität

Bei der Auswahl eines Systems zur Anzeige von Leistungskennzahlen sollten Verantwortliche immer darauf achten, welche weiteren Funktionalitäten moderne Lösungen bieten. Da Produktivitätsanzeigen die Daten von den Automatisierungsgeräten einsammeln müssen, macht es zum Beispiel Sinn, dass die aktuellen High-End-Geräte bereits einen eingebauten Datenlogger bieten. Durch die Möglichkeit historische Produktionsdaten und Trends darzustellen, lässt sich sehr leicht erkennen, welche Initiativen zur Verbesserung etwas bewirkt haben und welche davon am meisten Profit brachten. Durch die Aufzeichnung der Gründe von Ausfällen können problematische Linien erkannt und Strategien zur schnelleren Fehlerbehebung entwickelt werden. Heutige Lösungen bieten außerdem die Möglichkeit, abwesendes Personal über eine Web-Schnittstelle und über Benachrichtigungsdienste zu informieren. Andreas Berz/bw

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