Die Kieselmann GmbH aus Knittlingen bei Pforzheim produziert seit 1937 Drehteile und hat sich seit 1945 auf die Herstellung von Armaturen aus Edelstahl spezialisiert. Damit hat der Gründer Paul Kieselmann den Grundstein für ein Produktportfolio gelegt, mit dem der Betrieb noch heute erfolgreich am Markt agiert. Das Unternehmen handelt mit Rohren und fertigt Rohrverbindungen, komplexe Ventile und komplette Anlagen für Kunden aus der Lebensmittelverarbeitung sowie der chemischen und pharmazeutischen Industrie. Zum Kundenkreis gehören bekannte Marken wie Bitburger, Warsteiner, Andechser Klosterbier, Ensinger Mineralwasser, Eckes oder Adelholzener. Sie alle beliefert Kieselmann mit komplexen Rohr- und Ventilsystemen sowie mit Anlagen für Abfüllprozesse oder gar mit kompletten Brauereien.
Auf ‚Made in Germany“ und seine besonders hohe Fertigungstiefe legt das Unternehmen großen Wert, das betont Betriebsleiter Oliver Hecker: „Einige Kunststoffteile kaufen wir zu. Aber alles andere – zum Beispiel die Kolben unserer Hubantriebe – fertigen wir komplett inhouse hier am Standort. So können wir die kompromisslos beste Qualität mit höchster Termintreue und Lieferflexibilität gewährleisten. Das zeichnet unsere hohe Kundenbindung aus.“ Die hohe Fertigungstiefe macht die Produktion bei Kieselmann äußerst komplex. Sie besteht aus unterschiedlichsten Arbeitsschritten, von der Serien- und Einzelteilfertigung über den Anlagenbau bis hin zur Montage.
Ziel: Komplexität beherrschen, schneller planen
Die hohe Komplexität einer Baugruppe demonstriert Dietmar Kappus, Fertigungsleiter der Zerspanung bei Kieselmann, anhand eines Scheibenventils: „Dieses Produkt besteht aus etwa 15 Einzelteilen, die bei uns komplett gefertigt werden. In der Innenmontage laufen sie zusammen und werden dort zusammengesetzt. Wenn sich jetzt nur eine einzige Komponente bei der Herstellung verzögert, dann verschiebt sich die ganze Produktion und somit auch der Liefertermin. Daher ist die Produktionsplanung dieser verschachtelten Produktionsschritte für uns sehr, sehr wichtig.“
Bis zum Jahr 2009 verwendete Kieselmann für die Feinplanung eine relativ einfache elektronische Plantafel, die mit der immer größer werdenden Anzahl an Fertigungsaufträgen und der Komplexität sowie Flexibilität der Produktion an seine Grenzen stieß. Kappus fasst die Anforderungen zusammen: „Die Abfolge der einzelnen Prozessschritte, also die Reihenfolgeplanung, ließ sich mit dem System nicht mehr bewerkstelligen. Wir wollten die alte Software durch ein ganzheitliches MES-System ablösen, das auch die sehr heterogenen Teilbereiche unserer Produktion gut abbildet: Von der Einzelteilfertigung, Serienfertigung und Anlagenfertigung, bis hin zur Endmontage. Dazu benötigten wir zum einen eine Lösung zur Erfassung und Auswertung von Maschinen- und Betriebsdaten, zum anderen einen leistungsfähigen Leitstand, der auf Basis dieser Ist-Daten aus der Fertigung sämtliche Produktionsprozesse in Abhängigkeit von Material, Maschinen und Personal verplant – nicht zu vergessen sämtliche Vorgabedaten aus unserem ERP-System Abas.“
Was diese Koordination in der täglichen Praxis bedeutet, erläutert Betriebsleiter Oliver Hecker: „Eine simple Serienfertigung zu planen, ist relativ einfach. Aber die Verknüpfung der unterschiedlichen Produktionsarten und -prozesse – vom Drehen, Fräsen, zum Schleifen, Schweißen und zurück – das macht das Ganze komplex und wird mit zunehmender Komplexität der Produkte noch komplexer. Wenn man dann noch, so wie in unserem Fall, genau wissen möchte, in welchem Bearbeitungszustand und wo sich ein bestimmtes Bauteil oder der Artikel befindet, sind die Anforderungen an eine Feinplanungssoftware schon sehr hoch.“
Mit diesen Anforderungen evaluierten Hecker und Kappus im Jahr 2009 die MES-Lösung von Proxia. Zunächst fokussierten die beiden Manager die Einführung der Datenerfassung. Die Softwaremodule Maschinendatenerfassung (MDE) und Betriebsdatenerfassung (BDE) von Proxia liefern exakte Informationen über den aktuellen Status und die Produktivität einer Fertigungsmaschine, beziehungsweise den Ist-Zustand in der Produktion. „Wir sehen, wo sich das Erzeugnis befindet, und können schon daraus ableiten, wann es theoretisch fertig ist“, erläutert Kappus.
Die MDE-Software greift die Maschinensignale automatisch ab und wertet sie aus. Aktuell werden bei Kieselmann vier verschiedene Zustände registriert: Maschine läuft, Maschine steht, Personal ist an der Maschine angemeldet, Maschine arbeitet mannlos. Wo es technisch möglich ist, werden diese Informationen mit dem Potentiometer der Maschine verknüpft. Ist der Vorschub größer als 80 % befindet sich die Maschine wirklich im produktiven Zustand. Ergänzend zur automatischen MDE ermöglicht die BDE-Software manuelle Eingaben der Mitarbeiter, z. B. für Meldungen von Stückzahlen, Rüst- oder Wartungsvorgängen sowie Fehlermeldungen. Hierzu stehen 15 Industrie-PCs vom Typ noax C15 festinstalliert an den Arbeitsstationen, auf denen via Touchscreen die erforderlichen Eingaben gemacht werden.
Rund 45 Fertigungsmaschinen u. a. von Emag, Emco, Hermle und Index sowie
20 Montage-Arbeitsplatzgruppen sind im Kieselmann Werk an das Proxia BDE/MDE-System angebunden. Mit der Einführung der Datenerfassung wurde der Grundstein für den neuen MES-Workflow bei Kieselmann erfolgreich gelegt. Eine sehr große Datenmenge wartete nun darauf, in den Planungsprozess integriert zu werden.
Performance-Leitstand: 14 000 Arbeitsgänge im Blick
Die Herausforderung in der Fertigungsplanung bei Kieselmann besteht darin, dass sich die Herstellung eines Produktes in zahlreiche verschachtelte und untereinander abhängige Unteraufträge gliedert. Oft sind bei einem einzelnen Artikel 20 und mehr Unteraufträge verschiedenster Bearbeitungstechnologien zu berücksichtigen. Durchschnittlich befinden sich bei der Kieselmann GmbH rund 3500 bis 5000 Aufträge permanent im ERP-System. Davon werden zwar zwischen 200 und 300 Aufträge fertiggestellt, doch genauso viele kommen wieder hinzu. Je nach Komplexität eines Artikels sind insgesamt zwischen 11 000 und 14 000 Arbeitsgänge im System erfasst.
Um hier den Überblick zu behalten, führten Hecker und Kappus im Jahr 2010 den Proxia Leitstand ein. Alle Aufträge sind dort in Form von Gantt-Diagrammen mit den entsprechenden Terminen sowie den einzelnen begrenzten Ressourcen an Maschinen, Material und Personal gegenübergestellt. So sieht das Team der Planung auf einen Blick den aktuellen Bearbeitungsstand der einzelnen Arbeitsfolgen.
Vor allem, darauf legt Dietmar Kappus großen Wert, lassen sich damit die Maschinen besser belegen und unproduktive Stillstände vermeiden. „Unser Ziel ist es vor allem, dass die Maschinen laufen! Die Maschinen haben teilweise weitaus höhere Stundensätze als Mitarbeiter, darum liegt unser Augenmerk auf einer optimalen Maschinenauslastung. Der Proxia Leitstand kann die Komplexität unserer Fertigung wirklich bis ins Detail abbilden, und das mit einer Performance sowie einer einfachen Bedienung und Übersichtlichkeit, wie wir es uns wünschten.“
Mithilfe der ERP-Software ermitteln die Mitarbeiter neben den allgemeinen kaufmännischen Informationen zunächst die Material-Bedarfe, Soll-Zeiten und Liefertermin-Informationen. Zudem werden in Abas bereits grobe Fertigungsvorschläge zu den einzelnen Aufträgen gemacht. Von Abas gehen sämtliche Informationen an den Leitstand, wo die Feinplanung für die einzelnen Produktionsressourcen geschieht. Die Möglichkeit, verschiedene Fertigungsszenarien mit dem Leitstand zu simulieren, unterstützt die Produktionsplanung, die optimale Maschinenbelegung, im Hinblick auf die Einhaltung von Lieferterminen, zu finden. Sobald ein Artikel die Produktions- und Montageprozesse durchlaufen hat, meldet Proxia den Abschluss des Auftrages wieder zurück an das ERP-System.
Digitales, vorausschauendes MES
statt „Terminjagd“
Bevor die MES-Software eingeführt war, mussten alle Daten abgelesen und manuell erfasst werden. Für die Planung gab es einen eigenen Mitarbeiter, der die inoffizielle Bezeichnung „Terminjäger“ hatte. Er musste sämtliche Informationen aller Maschinen und Arbeitsplätze zusammentragen und den Produktionsplan für jede Maschine klassisch auf Papier erstellen. Damit ein Artikel nach einem Arbeitsgang rasch weiterbearbeitet werden konnte, verbrachte dieser Mitarbeiter zudem einen großen Teil seiner Arbeitszeit damit, die Meister auf kommende Aufträge hinzuweisen und Maschinen dafür zu reservieren.
Betriebsleiter Oliver Hecker erinnert sich mit einem Schmunzeln: „Unser Terminjäger benötigte für die langen Wege gute Turnschuhe und eine gute Kondition. Die Papier-Planung war natürlich zum Zeitpunkt ihrer Erstellung bereits wieder veraltet. Das ständige Suchen kostete sehr viel Zeit, das Reservieren der Maschinen sorgte für unnötig brachliegende Ressourcen. Außerdem wussten wir oft nicht, wie viel Material wo zur Verfügung stand, denn damit die Produktion einigermaßen flexibel war, lagerten die Mitarbeiter ihr Material häufig dezentral direkt an den Maschinen.“
Eine MES-Lösung sollte all diese Verzögerungsfaktoren und Intransparenzen beseitigen. Doch als die Software von Proxia im Jahr 2008 den Mitarbeitern vorgestellt wurde, zeigten sich die Meister zunächst sehr skeptisch: „Das funktioniert nie, das können wir so nie umsetzen!“, bekam der Betriebsleiter zu hören. Hecker ließ sich nicht beirren und drang auf die Einführung.
Schon kurz nachdem das System implementiert worden war, änderte sich die Meinung der Mitarbeiter radikal. „Wenn heute das System, zum Beispiel im Rahmen eines Updates kurz steht“, berichtet der Betriebsleiter, „dann ist der Unmut ganz groß. Dann kommen sofort die Fragen: ‚Wann läuft es wieder? Wann können wir wieder darauf zurückgreifen? Wir brauchen es!‘. Innerhalb kürzester Zeit war das System von der Fertigungsplanung bis zum Maschinenbediener etabliert, denn jeder zog für seinen Arbeitsbereich einen Mehrwert aus der Software, angefangen von der übersichtlichen Echtzeit-Planung bis hin zur einfachen Bedienung der Datenerfassung.“
Dass Kappus und Hecker mit ihrer Entscheidung richtig lagen, zeigte sich nicht zuletzt an den positiven Auswirkungen, die der Einsatz der Proxia MES-Module mit sich brachte. Der Leitstand ermöglicht heute eine voll rüstoptimierte und vorausschauende, flexiblere Fertigungsplanung. Die Module BDE und MDE zeigen in Echtzeit, ob Soll- und Ist-Zustand in der Produktion übereinstimmen. „Die Datenerfassung von Proxia ermöglicht uns sehr viele Auswertungen“, so Hecker. „Wir können damit heute ganz einfach den genauen Zeit- oder Nutzungsgrad einer Maschine errechnen, oder Vorgabezeiten mit den tatsächlichen Produktionszeiten vergleichen. Das gibt uns auch in der Nachkalkulation auf einen Mausklick Auskunft, ob ein Artikel wirtschaftlich produziert wurde, oder nicht.“
Bessere Koordinierung in der Produktion
Bevor Proxia MES diese Aufgaben übernommen hatte, war eine Mitarbeiterin einen Tag pro Woche damit beschäftigt, die Daten der Vorwoche für die Nachkalkulation, Kostenrechnung und für das Management auszuwerten und aufzubereiten. Die Transparenz, welche die Software bietet, ermöglicht nicht nur ein zeitnahes Eingreifen, um größere Stillstände der Maschinen zu verhindern, sondern sorgt vor allem für eine bessere Koordinierung der Produktion. Industrieterminals informieren die Mitarbeiter über die Belegung der einzelnen Maschinen, wodurch diese untereinander ihre Arbeiten besser abstimmen können. Die sichtbare Folge: Es wird viel weniger Material an den Maschinen gelagert und die Maschinen selbst sind länger im produktiven Einsatz.
Durch die MES-Einführung sind die Produktionsprozesse bei Kieselmann durchgängig effizienter und flüssiger geworden. Die verbesserte Produktionsleistung schlägt sich auch in der Unternehmensentwicklung nieder, wie Hecker resümiert: „Auch wenn sich die Verbesserungen nur schwer in Zahlen ausdrücken lassen – schließlich haben wir keine genauen Vergleichswerte – heute treffen wir unsere Entscheidungen im Gegensatz zu früher ausschließlich aufgrund verlässlicher Kennzahlen und nicht mehr aus dem Bauch heraus.“
Proxia Software AG
www.proxia.com
Kieselmann GmbH
www.kieselmann.de
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