Der Ruf nach der viel zitierten Losgröße 1 und der Innovationstrigger Industrie 4.0 fordern Unternehmen in der Um- und Ausgestaltung ihrer Produktionsprozesse mehr denn je. Hinzu kommt der Druck der Abnehmer hinsichtlich Qualitätssicherung, Produkthaftung und Rückverfolgbarkeit der produzierten Waren. Vor allem in der Automotive-Branche sind die Anforderungen an eine lückenlose Rückverfolgbarkeit (Traceability) enorm. Eine neue Form der Transparenz wird benötigt, die Produzenten jederzeit auskunftsfähig macht auf folgende Frage: Wann, wo, durch wen, unter welchen Rahmenbedingungen und unter Verwendung welcher Materialien wurde produziert? Die Antwort liegt in softwaregestützten Traceability-Lösungen, die neben der Rückverfolgbarkeit von Materialien, Produkten und Werkstücken die laufende Optimierung der Fertigungsprozesse ins Auge fassen. 

Geht es um die Optimierung und Effizienzsteigerung von Produktionsprozessen, so sind Manufacturing Execution Systeme (MES) – wie etwa cronetwork des Softwareanbieters Industrie Informatik – der unverzichtbare Mittelpunkt in der IT-In-frastruktur von Fertigungsunternehmen. Schnittstellen sowohl zum kaufmännisch führenden ERP-System als auch zum Maschinenpark ermöglichen die dafür nötige Transparenz entlang der gesamten Wertschöpfungskette.

Am Anfang steht die Serialnummer

Speziell in der Automobilindustrie nimmt der Druck bezüglich der Rückverfolgbarkeit ständig zu: Es muss sowohl bei den Zulieferern als auch bei den OEMs nachvollziehbar sein, welchen Weg das Einzelteil durch die Produktion genommen hat.

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Immer wichtiger wird in diesem Zusammenhang die uneingeschränkte Traceability innerhalb der Produktionsabläufe. Bezüglich dieser strengen Traceability-Anforderungen nimmt speziell in der Automobilindustrie der Druck ständig zu. Es muss sowohl bei den Zulieferern als auch bei den OEMs nachvollziehbar sein, welchen Weg das Einzelteil durch die Produktion genommen hat, ob alle nötigen Schritte im Produktionsprozess durchlaufen wurden und ob die Rahmenbedingungen eingehalten wurde, wie etwa Plausibilisierung, QM oder die höhere Datengenauigkeit für Analyse. Ziel dabei ist die lückenlose Transparenz angefangen beim Rohteil über den Produktionsprozess bis hin zum Endprodukt – im Idealfall bis auf Einzelteilebene.

Möglich wird dies beispielsweise durch eine Logik innerhalb der produktionsoptimierenden Software, die Einzelteile in Produktionsaufträgen mit eindeutigen Serialnummern verknüpft und die im ­Produktionsprozess entstehenden Prozess- und Plausibilisierungsdaten zum Einzelteil speichert. Die dafür verwendete Technologie spielt eine untergeordnete Rolle. Barcode, Data Matrix Code oder ein RFID-Chip sind beispielsweise denkbare Optionen. Im Fokus steht lediglich die eindeutige Identifizierbarkeit eines jeden Einzelteils. Hat man diese logistischen Grundvoraussetzungen geschaffen, sind die folgende Einsatzmöglichkeiten möglich:

• Minimalausprägung: Reine Datenakquise zur Nachvollziehbarkeit des Einzelteils durch den Produktionsprozess;
• Maximalausprägung: Meldeablauf anhand der Serialnummer steuern und automatisieren (Entscheidung über Verriegelung von Anlagen und Prozessen direkt im Prozess; Plausibilisierung; Ausschleusen von Ausschussteile).

Ein Schritt in Richtung Losgröße 1

Logische Konsequenz daraus ist ein vollständig automatisiertes Meldewesen entlang des Produktionsprozesses. Musste ein Mitarbeiter bisher einen Arbeitsgang manuell an seinen Anlagen anmelden, so wir dies jetzt automatisch auf Basis der eindeutigen Serialnummer erledigt. Neben der Zeiteinsparung für den Werker, gehören damit potenzielle Fehler durch manuelle Eingaben der Vergangenheit an.

Durch eine Einzelteilrückverfolgung erzielt man zudem einen neuen Grad der Flexibilität in seiner Fertigung. Die mit dem Produkt mitgelieferten Daten und Informationen bilden die Basis für die weitere Bearbeitung. Arbeitsplätze können sich vereinfacht gesagt an den Anforderungen des einzelnen Produktes ausrichten – vorausgesetzt die Maschinenumrüstung erfolgt vollständig automatisch. Losgröße 1 wird somit immer weniger ein unerreichbarer Mythos, als vielmehr gelebte Realität in den Fertigungshallen.

Auch hinsichtlich Produktionsqualität kann hier ein wichtiger Beitrag geleistet werden. Konkreter Anwendungsfall: Prozessdaten aus einem Arbeitsgang werden erfasst, an das MES übermittelt und auf Basis der eindeutigen Zuordnung zum Werkstück mittels OPC-UA-Server an den nächsten Arbeitsplatz übergeben. Die dort nötigen Maschineneinstellungen orientieren sich an den zuvor erfassten Prozessdaten. Leichte Abweichungen können somit gegebenenfalls rechtzeitig ­korrigiert werden. Die Produktionsqualität wird damit auf ein neues Level ­ange­hoben. Die bereits erwähnte, auto­matische Erfassung von Prozesswerten zu Einzel­teilen hat auch die performance­steigernde Entlastung von Terminals aufgrund wegfallender, manueller Eingaben zur Folge. Zudem können Schwellenwerte definiert und kombiniert werden. So lässt sich bereits in einem frühen Fer­tigungsstadium eine ‚In-Ordnung‘ oder ‚Nicht-In-Ordnung‘-Qualifikation durchführen.

Traceability als Grundvoraussetzung

Vor allem in der Automotive-Branche spielt eine durchgängige Traceability zur Qualitätssicherung eine wichtige Rolle. Unternehmen sind hier hinsichtlich Produkthaftung und Auskunftspflicht einem hohen Druck von Seiten der Abnehmer ausgesetzt. Aber auch Branchen wie der Maschinenbau, die Holzindustrie, die Pharma- und die Lebensmittelindustrie sind von der Traceability-Thematik betroffen. Dank Einzelteilrückverfolgung enthalten Produkte umfangreiche Informationen zum Fertigungsprozess und den in diesem Zuge verwendeten Materialien, Werkzeugen und Maschinen. Hersteller können somit lückenlos belegen, dass ein Produkt sämtliche Fertigungsschritte unter Einhaltung vorgegebener Werte durchlaufen hat. Im Umkehrschluss hat der Produzent alle wichtigen Informationen zu einem fehlerhaften Produkt und kann auf deren Basis korrigierende Maßnahmen für die Zukunft ableiten.

Eine MES-Lösung wie cronetwork als Informationsdrehscheibe im Fertigungsumfeld schafft heute die nötige Transparenz, die es im Rahmen von Industrie-4.0-Maßnahmen braucht. Die digitale Transformation, Effizienzsteigerung und laufende Optimierung der Produktionsqualität stehen hier im Fokus. Einzelteilrückverfolgung leistet einen weiteren, wertvollen Beitrag auf dem Weg zur Smart Factory.

Autor:
Tino Böhler ist freier Journalist aus Dresden.