97 % Verfügbarkeit mit MES

Die Penn GmbH aus Senftenberg-Imbach in Niederösterreich, etwa
90 km westlich von Wien, produziert und bearbeitet Schmiedeteile, die sowohl in der Baubranche als auch in der Automobilindustrie Verwendung finden. Seinen Kunden kann das Unternehmen ein breites Portfolio verschiedener Verfahren der Metallbearbeitung anbieten: Dazu gehört unter anderem das Umformen des Metalls in einer mehrstufigen Warmpresse sowie das Drehen und Fräsen. Mit dem „Herzstück“ der Produktion, einer Hochleistungswarmpresse von Hatebur, ist das Unternehmen in der Lage, pro Stunde bis zu 4000 Präzisionsschmiedeteile mit einem Teilegewicht von bis zu 3 kg herzustellen.

Für die Nachbearbeitung der geschmiedeten Teile verfügt das Unternehmen über 41 Drehmaschinen, 6 CNC-Fräsmaschinen, Anlagen für das Roboterschweißen und Gewinderollen sowie über Arbeitsplätze für die Montage.

An drei Standorten in Österreich und einem in der Tschechischen Republik ist Penn mit insgesamt rund 1000 Mitarbeitern aktiv. Viele Neuprojekte führten seit 2014 zu einem großen Wachstum, weshalb es seither galt, die Stillstandzeiten von Anlagen einfacher zu erfassen, die Reaktionszeit der Produktionsplanung zu optimieren und von Excel umzustellen, jedem einzelnen Mitarbeiter die Arbeit zu erleichtern sowie die Anlagenverfügbarkeit zu verbessern.

Aufgrund dieser Vorhaben und mit dem Hauptziel, langfristig am Markt wettbewerbsfähig zu bleiben, beschloss die Unternehmensführung, ein Manufacturing Execution System (MES) zu implementieren. Da solche Softwarelösungen präzise Daten aus der Fertigung erfassen und verarbeiten, bieten sie die Möglichkeit, steuernd und optimierend in die Produktion einzugreifen. Vor allem lassen sich dadurch ungeplante Stillstandzeiten verkürzen, die bei Maschinen und Anlagen erhebliche Kosten verursachen.

Test bestanden, Anforderungen zu 100% erfüllt

Nachdem die Entscheidung für die Einführung eines MES gefallen war, sahen sich Andreas Fabian, Produktionsleiter mechanische Fertigung und seine Kollegen nach geeigneten Systemen um. Von allen Produkten sagte den Entscheidern die MES-Lösung von Proxia am meisten zu, weil sie zum einen Hardware-unabhängig war und zum anderen die individuellen Anforderungen für den Einsatz bei Penn am besten erfüllte. Die moderne, modulare Software mit intuitiv verständlicher Bedienoberfläche sprach Fabian besonders an.

Damit die Verantwortlichen von Penn live erleben konnten, wie mit dem System gearbeitet wird, organisierte Proxia den Besuch bei einem Referenzkunden. „Wir haben sofort erkannt, dass die Software von Proxia an sich sehr leicht zu verstehen ist“, berichtet Fabian. „Und wir haben auch bemerkt, mit welcher Freude die Mitarbeiter mit diesem System umgehen. Das hat letztendlich zu der Entscheidung geführt.“

Die anschließende Kooperation mit Proxia gestaltete sich für den Produktionsleiter der mechanischen Fertigung ebenfalls äußerst zielführend und zufriedenstellend. Um zu testen, wie das System zu implementieren ist, starteten Fabian und seine Kollegen mit dem MES zunächst drei Monate lang auf einer Pilotanlage. Während der Testphase reagierte Proxia bei Änderungswünschen prompt. Die Konfigurationseinstellungen wurden vereinfacht und die Anbindung zum ERP-System AS400/XPPS realisiert.

Für den Pilotbetrieb wurde eine Serienmaschine mit wenig Rüstaufwand herangezogen. Proxia stellte ein BDE-Leihterminal für die Bedienung zur Verfügung. Alle Module wurden für den Probebetrieb von
3 Monaten freigeschaltet. Sämtliche Zeiten der Maschinen- und Betriebsdatenerfassung (MDE/BDE) flosssen in die Erfassungssoftware ein. In den drei Monaten Testbetrieb durch Penn-Key-User bewährte sich das MES auf der Pilotanlage. Aufgrund dieses Erfolgs beschloss Fabian, das System auch auf andere Anlagen auszurollen. In Kooperation mit Proxia konkretisierten die Verantwortlichen bei Penn das Gesamtprojekt: Das MES sollte im ersten Schritt die automatische Maschinendatenerfassung (MDE) und die Betriebsdatenerfassung (BDE) abdecken.

Schlüssel zum Erfolg: Kommunikation

Die MDE wurde auf alle neuen Serienmaschinen mit geringem Rüstaufwand erweitert. Die BDE wurde bei manuellen Arbeitsplätzen eingeführt. Um die Einarbeitungsphase zu verkürzen, erhielten die Mitarbeiter ein eigenes Handbuch, das ihnen die Bedienung des MES erklärte. Außerdem wurden im System verschiedene Rollen mit entsprechenden Rechten festgelegt. Die Maschinen wurden – je nach Anwendungsfall – mit Tablets oder PCs für die Erfassung der Daten ausgestattet. Für eine MDE stellen neuere Anlagen die digitalen Signale standardmäßig bereit, ältere Maschinen mussten die Techniker entsprechend erweitern.

Proxia erhielt Mitteilungen bezüglich Signalen und IP-Adressen, um die Anlagenkommunikation entsprechend anzupassen. Wo dies nicht möglich war, hatte Penn gemeinsam mit Proxia eine eigenständige Konfiguration erarbeitet, inklusive Hardware-Konzeption mit SPS. Anschließend wurden insgesamt 19 Maschinen mit MDE-Software angebunden.

Für die Betriebsdatenerfassung wurden die Maschinen mit 12-Zoll-Tablet-PCs ausgerüstet, die über WLAN an das Unternehmensnetz angeschlossen sind. Fabian begründet seine Entscheidung für die mobile Lösung folgendermaßen: „Jeder hat Tablet-PCs daheim, die Mitarbeiter können damit umgehen. Und selbst die Älteren kennen es von ihren Enkelkindern.“

Auch die Sorge vor einer kompletten Überwachung konnte Fabian den Mitarbeitern nehmen: „Was wir auswerten, zeigen wir auch her. Das Visualisieren wird für jeden an den Infoboards sichtbar. Wer zusätzliche Informationen braucht, hat jederzeit die Möglichkeit, auf weitere Daten zuzugreifen.“

Ausschussquote unter 1,5 %

Da die Daten für jeden zugänglich waren, entstand als positive Folge ein kleiner Wettbewerb unter den Mitarbeitern. Sobald jemand signifikant unter den Durchschnitt fiel, half ihm das System in kürzester Zeit, die Gründe zu finden und zu beheben. Außerdem konnten sich die Mitarbeiter bei der Konfiguration des Systems aktiv einbringen: Benötigte ein Mitarbeiter in der Software einen bestimmten Button, kam er mit dem Vorschlag zu Fabians Kollegen und diese richteten ihm die gewünschte Funktion ein. Auch das hat die Akzeptanz gefördert.

Die positiven Resultate ließen nicht lange auf sich warten: Sobald eine Störung auftritt, werden Instandhaltung und Produktionsleitung automatisch per E-Mail benachrichtigt. Die Störgründe lassen sich auf diese Weise schneller lokalisieren, auswerten und vor allem beheben, sodass die Anlagen schnell wieder einsatzfähig sind. Dadurch konnte Penn seine Maschinenverfügbarkeit auf bis zu 97 % erhöhen.

Die automatische Auswertung der Maschinendaten hat dazu beigetragen, neue Anlagen schneller in den produktiven Betrieb zu integrieren. Da Maschinen- und Produktionsdaten nicht nur automatisch erfasst, sondern auch ausgewertet werden, konnte die Arbeitszeit im organisatorischen Bereich um rund 50 % reduziert werden. Außerdem wurden die Rüstzeiten deutlich reduziert. All das hat dazu beigetragen, Produktions- und Prozesskosten signifikant zu senken.

Doch nicht nur die rein ökonomischen Aspekte spielten eine Rolle. Die aktive Beteiligung der Mitarbeiter an der Gestaltung des MES hat dazu geführt, dass diese den kontinuierlichen Verbesserungsprozess (KVP) heute mit eigenen Vorschlägen voranbringen – was sich in der Qualität der Produkte widerspiegelt: Die Ausschussquote liegt unter 1,5 %. Damit rangiert Penn noch unter den Vorstellungen der Automobilhersteller, die einen Wert unter 2 % als ideal ansehen. Auch der ermittelte EE spricht mit rund 90 % Gesamtanlageneffektivität Bände.

Nachdem die Arbeit mit dem MES von Proxia zu einer durchweg positiven Entwicklung geführt hat, plant Penn, das System zu erweitern: Die gesamte mechanische Fertigung mit rund 50 Anlagen und Maschinen wird komplett in das MES eingebunden, die Kommunikation zum ERP-System wird ausgeweitet. So können die Mitarbeiter alle Auftragsdaten und Ausschusszahlen elektronisch über ihre PC-Terminals an der Maschine abrufen.

Die Prozessdaten der Anlagen, zum Beispiel Schwingungen oder Temperatur, sollen kontinuierlich und automatisch überwacht werden, so dass Störungen noch eher erkannt und behoben werden können. Außerdem sollen die Module MDE und BDE durch die Proxia-Module Feinplanung und Personaleinsatzplanung ergänzt werden. Mit diesen Maßnahmen ist Penn gut aufgestellt, um die Durchlaufzeiten weiter zu senken und die eigene Wettbewerbsfähigkeit auszubauen.

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