Der Einsatz von Standardsoftware für das Fertigungsmanagementsystem kam nicht infrage, zu speziell sind die Anforderungen und Sonderfälle des hoch spezialisierten Walzwerkes. Als europäischer Marktführer für Thermo-Bimetalle deckt Auerhammer eine Nische ab und fertigt darüber hinaus plattierte Bänder, beispielsweise auch Stanzbänder für die Ein- und Zwei-Euro-Münzen. Als Spezialist für das so genannte Kaltplattierverfahren hat das Unternehmen ein über Jahrzehnte gewachsenes Know-how aufgebaut.

Beim Kaltplattieren werden zwei bis drei Metallbänder unterschiedlicher Legierungen ohne Wärmezufuhr in einem Walzvorgang unter hohem Druck fest miteinander verbunden. Dabei entstehen Verbundwerkstoffe mit neuen Eigenschaften. Die Komponenten laufen in das rund 15 Meter lange Kaltplattier- Walzwerk ein und werden zu 300 bis 500 Meter langen Bändern gewalzt und anschließend zu Coils mit bis zu vier Tonnen Gewicht aufgerollt. Die Bandbreite an Aufträgen ist enorm und reicht von monatlich zu produzierenden, feinsten 113-Gramm-Folienlegierungen bis hin zu 5000-Gramm- oder auch 200-Tonnen-Plattierbändern.

Die Vielfalt der Auftraggeber und Losgrößen macht Auerhammer quasi zu einer „Apotheke der Metallurgie", ist aber auch der Auslöser für die Neu-Entwicklung der MES-Lösung gewesen. Zudem sind die Fertigungsprozesse sehr heterogen: Neben den verschiedenen Walzanlagen müssen die Disponenten weitere Maschinen zur Oberflächenbearbeitung und Wärmebehandlung sowie zur Konfektionierung bei der Auftragsplanung und -steuerung berücksichtigen. Abhängig von der Legierung und Technologie durchlaufen die Bänder einzelne Anlagen sogar mehrmals.

Bisher wurden die Arbeitsschritte vom Werker in Listen einzeln dokumentiert und als Schichtberichte von Hand in das bisherige Walzwerkprogramm eingepflegt - ein aufwendiger, unflexibler und fehleranfälliger Prozess. Dieser Ablauf wird noch in diesem Jahr der Vergangenheit angehören: Für Ende September ist die komplette Einbindung der neuen MES-Software in die Produktion geplant. Dann verfügt jede Anlage über ein Terminal, über das der Maschinenführer den aktuellen Arbeitsauftrag mit allen technologisch relevanten Daten aufrufen und quittieren kann.

Schluss mit DOS und Disketten

Die Stärke der bisherigen Software bestand darin, allen individuellen Anforderungen des Produktionsprozesses gerecht zu werden. Allerdings stieß die bisher verwendete Programmiersprache an ihre Grenzen: Das Programm lief noch auf einem Rechner mit DOS-Betriebssystem, das von aktueller Hardware schon seit Jahren nicht mehr unterstützt wird. Zudem war die Software auf Einzelnutzer ausgelegt und nicht netzwerkfähig.

Sämtliche Datentransfers mussten daher bislang per Diskette erfolgen. Um die stetig steigende Anzahl von Einzelaufträgen mit immer kleineren Mengen effektiv abwickeln zu können, wurde eine multiuserfähige Software notwendig. Die Ressourcen der IT-Mannschaft von Auerhammer waren jedoch zu gering, um die neue Software selbst zu entwickeln. Bei der Recherche nach einem geeigneten Entwickler von Individual-Software fiel die Wahl auf die Firma ccc software. Mit ein Grund waren die Referenzen: Das auf individuelle Lösungen im Bereich Fertigungsmanagement spezialisierte Unternehmen konnte auf das Werk Nachterstedt der Firma Novelis Deutschland in Sachsen-Anhalt verweisen, das zu den modernsten Aluminiumwalzwerken Europas zählt.

Die Firma ccc war dort für die Implementierung der Betriebsdatenerfassung und Kapazitätsplanungssysteme verantwortlich. Das bisher bei Auerhammer eingesetzte Altsystem basierte auf dem Microsoft- Tool FoxBase und einer textuellen Bedienoberfläche. Als das System Mitte der 80er Jahre entwickelt wurde, war diese Konstellation durchaus zeitgemäß; grafische Oberflächen wie Windows hatten damals ebenso Seltenheitswert wie Computernetzwerke. Zwar wurde das Altsystem mit der fortschreitenden Entwicklung kontinuierlich den inhaltlichen Anforderungen angepasst - die grundlegenden Einschränkungen blieben aber bestehen.

Das Technologie-Upgrade

Das von ccc software entwickelte Walzwerksteuerungssystem knüpft inhaltlich an das Altsystem an und setzt dessen Funktionen mit aktuellen Systemkomponenten 1:1 um: Für die Datenspeicherung kommt ein MySQL-Datenbank-Server zum Einsatz, der für die Multi-User-Fähigkeit sorgt und Inkonsistenzen im Datenbestand beseitigt. Das Programm wurde als Windows-Anwendung unter C# und .Net entwickelt.

Beim bisherigen System musste die Erfassung der Planungsdaten komplett per Hand erfolgen, nachdem diese Daten zuvor handschriftlich mit Hilfe von Excel aufwendig zusammengetragen wurden.

Künftig stehen den Anwendern darüber weit bessere Möglichkeiten zur Darstellung der Aufträge und für einen einfachen Drill-Down zur Verfügung: Die vorhandenen Daten können durch „Zoomen" in unterschiedlicher Detailtiefe betrachtet werden. Die neue Software bietet bei der Definition von Aufträgen (Plattier-Aufgaben) deutlich mehr Fehlersicherheit und Bedienfreundlichkeit als das Altsystem, so dass bestimmte Probleme jetzt gar nicht mehr entstehen. Hinzu kommen die größere Ergebnis-Sicherheit und weniger Ausschuss: Bei der Zusammenstellung der Ausgangskomponenten musste der Planer früher extern berechnen, für wie viele Aufträge die vorhandenen Metallbänder noch ausreichen.

Diese Daten wurden dann in den PC eingegeben - ein umständliches Handling. Jetzt erledigt die Software diese Berechnung automatisch und stellt das Ergebnis grafisch dar. Rechen- und Eingabefehler sind nicht mehr möglich und die Gefahr, Abfall zu produzieren, wurde minimiert. Zudem lassen sich verschiedene Fertigungsvarianten unkompliziert ausprobieren und Aufträge umsortieren.

Das MES-System protokolliert sämtliche Daten, so dass der Produktionsverlauf exakt nachzuverfolgen und zu analysieren ist. Außerdem fragt das System beim Anlegen eines Materialstücks den Bezug zum Vorgänger-Material ab und überprüft die Plausibilität der Eingabe. Früher war das immer eine potenzielle Fehlerquelle. Der gesamte Datenbestand zum Produktionsverlauf lässt sich bequem in Office-Anwendungen übernehmen und dort aufbereiten.

Vor der Umstellung mussten die Daten dazu zeitaufwendig von Hand in Excel-Listen übertragen werden. Heute ist die Frage, wie lange beispielsweise ein Bimetall vom Rohmaterial- Eingang bis zur Fertigstellung braucht, mittels einer simplen SQL-Abfrage zu ermitteln, deren Ergebnis sofort in Excel erscheint. Auch die kapitalintensiven Materialbestände lassen sich jetzt viel unkomplizierter handhaben und somit die Preisgestaltung optimieren.

Dazu haben die ccc-Entwickler die bisherige Lösung mit Blick auf die Filterkriterien verbessert: Mindestbestände werden automatisch abgebildet und Umsatzprognosen sind ohne großen Aufwand möglich. Die MySQL-Datenbank verhindert außerdem, dass Daten redundant gespeichert werden - eine häufige Quelle für Fehler und Inkonsistenzen. Beispielsweise gab es früher eine Datenbank für Legierungen mit zwei Nachkommastellen und eine weitere Datenbank für Produkte mit drei Nachkommastellen.

Dies führte zwangsläufig zu Abweichungen bei den Datenbeständen. Jetzt gibt es nur noch einen Referenzwert, der automatisch an allen Stellen für Berechnungen genutzt wird.

Auslaufmodell: Die Zettelwirtschaft

Das neue MES-System stellt das vorhandene Material als Auswahl-Listen zur Verfügung – mit Möglichkeiten zum Ausprobieren verschiedener Auftragsreihenfolgen.

2009 wurde der erste Teil des Projektes realisiert: Das alte Steuerungsprogramm wurde 1:1 in C# überführt und deckte zunächst genau den bisherigen Funktionsumfang ab. Ende 2009 folgte die Optimierung der Materialressourcen in Zusammenhang mit Kapazitätsbetrachtungen.

Aktuell steht bis Ende April die Erweiterung der vorhandenen Laborkopplung an, um die Qualitätsdaten komplett im MES abzubilden. In den nächsten Monaten folgt die direkte Produktionsanbindung, womit das Projekt Ende September seinen vorläufigen Abschluss findet. Handschriftlich erstellte Papiere gehören dann der Vergangenheit an.

Die Produktionsanlagen werden bis dahin mit Terminals ausgestattet, auf denen die jeweiligen Arbeitsaufgaben dargestellt sind. Umgekehrt melden die Anlagen ihre Betriebs- und Maschinendaten in eine zentrale Datenbank der MES-Software. Wichtig ist neben der Multi-User- und Netzwerk-Fähigkeit dabei, dass gesammelte Daten schnell auswertbar sind und der Produktionsverlauf einzelner Aufträge sicher zurückverfolgt werden kann.

Autoren: René Grabowski ist Vertriebsleiter bei der Firma ccc software in Markkleeberg bei Leipzig.

Jochen Hartmann ist leitender Entwickler bei ccc software in Markkleeberg.

Jürgen Stiehler ist Produktions- und Projektleiter Walzwerkssteuerung im Auerhammer Metallwerk in Aue/ Sachsen.