Seit 1981 produziert die Firma Stihl Tirol – ehemals unter dem Namen Viking – in Langkampfen vor malerischer Bergkulisse Rasenmäher, Mähroboter, Aufsitzmäher und Garten-Häcksler. 23 Montagelinien und rund 600 Mitarbeitern umfasst die Fertigung. 

Die Suche nach dem richtigen MES

Harald Ganster, Abteilungsreferent für die Shopfloor IT bei Stihl Tirol, ist unter anderem für alle fertigungsnahen Hardware- und Softwaresysteme verantwortlich. Er beschreibt die Kernanforderungen seines Unternehmens an ein neues MES, wie sie 2016 bei der Auswahl eines neuen Systems im Raum standen: „Ziel war, unsere Fertigungsprozesse dahingehend zu optimieren, dass automatisch umfangreiche Informationen zu den produzierten Geräten erfasst werden. Zudem wollten wir mehr Transparenz für weitere Optimierungsmaßnahmen erreichen. Bei 23 Montagelinien und hoher Produkt-Diversifikation ist es zudem notwendig, dass ein MES flexibel an die Gegebenheiten in der Fertigung anpassbar ist. Wir setzten damals auf eine Lösung, die diesen und anderen Anforderungen nicht gerecht wurde und so machten wir uns auf die Suche.“ Stihl entschied sich für das MES Cronetwork der Industrie Informatik.

Entscheidungskriterien waren laut Ganster „eine uneingeschränkte Konnektivität innerhalb der Systemlandschaft, eine zertifizierte SAP-Standardschnittstelle und der QlikView-Connector. Darüber hinaus gefiel uns die umfassende Parametrierbarkeit innerhalb des Standards von Cronetwork MES.“

Erster Schritt: Prozessdatenerfassung

Im Jahr 2016 startete der Pilotbetrieb mit Cronetwork an den ersten zwei von 23 Montagelinien. Die vollständige Aufrüs-tung erfolgte anschließend Schritt für Schritt. Im Praxisbetrieb ergab sich noch Optimierungsbedarf, der sich im Zuge der Ausrollung realisieren ließ. „An den Montagebändern assemblieren wir in Gruppenarbeit unsere Geräte aus mehreren Komponenten. Das MES unterstützt uns hier bei der Erfassung und Verarbeitung wichtiger Prozessdaten“, sagt Ganster. Ein Beispiel dafür sind Drehmomentwerte, mit denen ein Messer am Rasenmäher befestigt wird. „Einerseits kontrollieren wir schon am Arbeitsplatz die korrekte Assemblierung und andererseits sind wir gegenüber unseren Kunden jederzeit auskunftsfähig, was wichtige Fertigungsparameter betrifft“, beschreibt Ganster den Mehrwert der Prozessdatenerfassung. Weitere Einsatzmöglichkeiten daraus und der damit verbundenen Einzelteil-Rückverfolgung sind im Laufe der Zeit entstanden. So werden heute beispielsweise bei Akkugeräten Seriennummern von Akku, Ladegerät und Maschine miteinander verheiratet. Das ermöglicht Stihl die volle Transparenz zu seinen Produkten aus den verschiedensten Blickwinkeln.

Fast schon selbstverständlich sind die klassischen Vorteile der integrierten Maschinen- und Betriebsdatenerfassung des MES. Die automatische Mengenzählung inklusive Rückmeldung an SAP gibt dem Vorarbeiter und den Mitarbeitern an der Montagelinie den nötigen Weitblick für verschiedenste Optimierungsmaßnahmen. Das Zwischenlagerwesen innerhalb der Fertigung konnte dahingehend verbessert werden, dass die Bestände an den Linien heute möglichst niedrig gehalten werden können, das benötigte Material trotzdem jederzeit am richtigen Ort zur Verfügung steht.

Automatisierte Meldungen

Harald Ganster, Abteilungsreferent Shopfloor IT Stihl.

© Stihl Tirol

Harald Ganster führt weiter aus: “Für uns war es auch wichtig, unsere Vorarbeiter weitgehend von der manuellen Terminalbedienung zu entbinden und Zeit und Raum für ihre Kernaufgaben zu schaffen. Wenn heute zum Beispiel eine Störung an einer Linie auftritt, erkennt die Anlage dies und geht automatisch auf Störung. Diese Meldung musste früher manuell vom Vorarbeiter vorgenommen werden. Heute kann er sich in dieser Zeit schon um die Störgrundbehebung kümmern. Ähnliches trifft auf die Bemeldung von Folgeaufträgen zu. Sobald der aktuelle Auftrag beliefert ist, wird der Folgeauftrag automatisch bemeldet, die Linie stellt auf Rüsten um und wechselt erst wieder den Status, wenn das erste Gerät des Folgeauftrags verpackt ist. Der Mitarbeiter kümmert sich in dieser Zeit voll und ganz um seine Kernaufgaben wie Rüsten und Fortführen der Montagearbeiten.”

Transparenz für Mitarbeiter und ­Management

Die neu gewonnene Transparenz durch Maschinen-, Betriebsdaten- und Prozessdatenerfassung steht allerdings nicht nur dem Management zur Verfügung, sondern auch die Mitarbeiter am Shopfloor profitieren davon. Als Informationsquelle dienen Bildschirme – sogenannte Andon-Boards – an jeder Montagelinie.

„Bestanden die Informationen früher aus einem Konglomerat aus sechs verschiedenen Quellen mit veralteten Daten, so können wir heute dank der Portaltechnologie des MES individuelle Dashboards generieren und Informationen gesammelt nahezu in Echtzeit bereitstellen“, so Ganster, der noch weiter ausführt: „Dank Informationen zum Auftragsfortschritt, Folgeauftrag, stündlicher Ausbringung, Soll- und Ist-Mengen können sich unsere Mitarbeiter besser auf Rüstarbeiten und Material­beschaffung vorbereiten, was unter anderem kürzere Rüstzeiten zur Folge hat. Zudem haben die Montagemitarbeiter auch ihre aktuelle Leistungskennzahl je Montagelinie im Auge. Diese ist einer der Einflussfaktoren für die Bonifikationsberechnung, die zu 100 % mit Daten aus dem MES erfolgt. Folglich schauen die Mitarbeiter auch auf eine gute Ausbringung und Qualität.“ Das Management nutzt das MES vor allem für Auswertungen und regelmäßige Reports über verschiedenste Zeithorizonte.

Qualitätsdatenerfassung im Produktionsprozess

Eine umfangreiche Erfassung von Qualitätsdaten war eine weitere Anforderung an das neue MES. „Der Abdeckungsgrad unserer Anforderungen durch den Cronetwork-Standard war schon sehr hoch. Im Bereich der Qualitätsdatenerfassung mussten wir allerdings noch Arbeit in ­dessen Weiterentwicklung stecken. Wir selbst haben auch schon von Entwicklungen anderer Industrie-Informatik-Kunden profitiert, da diese in den Standard eingeflossen sind. Dieses Geben- und Nehmen-Prinzip der Cronetwork-User-Community hat uns überzeugt“, beschreibt Harald Ganster die Entscheidung, hier in die Entwicklung zu investieren.

Die Anlage und Abarbeitung der Prüfvorgaben ist heute zu 100 % im MES integriert. Je Auftrag und Schicht wird per Zufallsprinzip ein Gerät entnommen und im Stihl-internen Produkt-Audit geprüft. Funktionale, optische, sicherheitstechnische und weitere Faktoren werden dabei berücksichtigt und ergeben eine konzernweit einheitliche Qualitätskennzahl.

Autor:
Tino M. Böhler ist freier Journalist und Inhaber des Redaktionsbüros Dresden.

MES – Schlüssel zum IIoT?

© Industrie Informatik

Nach Industrie 4.0 setzt sich ein weiterer Begriff in den Köpfen fest: Das industrielle Internet der Dinge (IIoT). Welche Rolle ­können hierbei die MES-Lösungen spielen? Bernhard Falkner, CTO bei Industrie Informatik, schildert seine Sicht der Dinge.

Datensammlung und -aufbereitung aus der Fertigung ist seit jeher Hoheitsaufgabe des MES. „Ein effizientes IIoT hat die besten Chancen, wenn ein MES-System seine Flexibilität in Datenerfassung und Informationsaufbereitung voll ausspielen kann und gleichzeitig mit dem kaufmännisch führenden ERP-System harmoniert“, sagt Bernhard Falkner, CTO bei Industrie Informatik. Eine wichtige Basis dafür lieferten Standards wie OPC UA und Webservices. Auch die umfassende Interaktion mit der Automatisierungsebene ist seinen Worten nach erfolgsentscheidend: „Ein MES wie Cronetwork ist wie gemacht für solche Architekturen, da es den semantischen Hintergrund abbildet und aus schwer verständlichen Daten wertvolle Informationen für die Unternehmen macht und somit zum Erfolg des IIoT beiträgt.“

Digitale Fertigungsprozesse im IIoT

Bernhard Falkner.

© Industrie Informatik

Ein MES kann demnach Unternehmen schon heute dabei helfen, die Fertigung im IIoT digital zu vernetzen – und zwar unter Berücksichtigung sämtlicher Fertigungsprozesse. Alle Produktionsdaten, wie zum Beispiel Mess- und Prozessdaten, können mit einem MES erfasst, zusammengeführt, verknüpft, gespeichert und validiert werden.

„In diesem Kontext wirkt es sich auch sehr positiv aus, dass kommunikationsfähige Sensoren immer günstiger und deshalb heute vermehrt standardmäßig in den Maschinen und Anlagen verbaut werden, was wiederum den Zugang zu Daten und Informationen enorm erleichtert“, sagt Falkner. Komplette Produktionsanlagen können sich so via M2M-Kommunikation permanent unterhalten, was einen der wichtigsten Erfolgsfaktoren des IIoT darstellt. Wesentlich ist hier, dass Teile der Automatisierungstechnik in das MES wandern. Die Automatisierungswelt muss hier mit den vorhandenen Softwaresystemen zusammenwachsen.

Ein übergeordnetes, mit der Automatisierungsebene vernetztes MES wird durch die Einhaltung von Standards, redundanzfreier Stammdatenhaltung und einem möglichst geringen Aufkommen von Schnittstellen zum zentralen Datendreh- und Angelpunkt jeder Fertigung. MES-Lösungen sind im laufenden Betrieb gegenüber Individuallösungen auf der Automatisierungsebene wesentlich flexibler, da man im Sinne des IIoT auf datengetriebene, flexible Prozesse setzen kann. Fix programmierte Funktionen gehören damit der Vergangenheit an. Ein MES ermöglicht eine hochgradig flexible Produktion, in der sich Arbeitsplätze beispielsweise anhand der erkannten Serialnummer und an den Anforderungen des einzelnen Produktes ausrichten – vorausgesetzt, die Maschinenumrüstung erfolgt vollständig automatisch. So wird Losgröße 1 Realität in der digitalisierten Fertigung.

Prozesse schnell und effizient halten

„Die wahre Stärke eines MES – auch in der IIoT-Welt – liegt aber in der Verbindung und Verknüpfung der Daten aus dem Shopfloor – Stichwort: BDE und MDE – mit dem stammdatenführenden und kaufmännischen ERP-System“, so Falkner. „Die neu gewonnenen Informationen lassen sich verwenden, um kaufmännisch relevante Fakten automatisiert zu erfassen.“ Auf Basis dieser erfassten Detaildaten erhalten Unternehmen hochvalide Informationen direkt aus der Fertigung und decken neue Optimierungspotenziale entlang der gesamten Wertschöpfungskette auf.

Generell sollte die Zusammenarbeit von MES- mit ERP- oder Cloud- und Automationslösungen in einer IIoT-Umgebung von Standards und der Offenheit der einzelnen Systeme gegenüber der gesamten Systemlandschaft geprägt sein. Der Best-of-Breed-Ansatz ist laut Falkner eine empfehlenswerte und absolut zukunftsträchtige Möglichkeit! Das bedeutet, dass sich die Unternehmen von allen Anbietern und Systemen eine optimale, individuell orchestrierte Lösung im Lego-Prinzip konfigurieren. Industrie-4.0-, Smart-Factory- und IIoT-Initiativen zielen schon seit Langem auf solche Entwicklungen ab. Die wichtigste Aufgabe eines MES muss dabei aber immer sein, die gesammelten Daten aus Planung und Fertigung korrekt auszuwerten und so alle Prozesse transparent, effizient und kostengünstig zu halten.