Als Design- und Fertigungsspezialist für komplexe Leichtmetallprodukte fokussiert Heggemann zwei Zielgruppen: Zum einen beliefert das Unternehmen die Automotive-Industrie im Premiumsegment, beispielsweise Bugatti oder Porsche, für die zum Beispiel Prototypen-, Vorserien-Bauteile, Fahrwerkskomponenten und Tanksysteme entwickelt und herstellt werden; zum anderen zählt die Aerospace-Industrie mit einer kompletten Lieferkette für Struktur- und Interieurbauteile, Flugzeug-Fahrwerke sowie Triebwerkskomponenten zur zweiten Zielgruppe. 

An seinem Standort in unmittelbarer Nachbarschaft des Paderborner Flughafens beschäftigt der Zulieferer rund 220 Mitarbeiter, die auf einer Produktions- und Montagefläche von über 15.000 m² High-Tech-Produkte herstellen. Zu den umfangreichen Fertigungstechnologien, die Heggemann anbietet, gehören sämtliche zerspanende Verfahren (CNC-Drehen und -Fräsen), Umform- und Verbindungstechnologien (Rohr- und Profilbiegen, Pressen, Laserschneiden, Schweißen, Löten, Kleben, Hybridfügen), Oberflächen- und Wärmebehandlung sowie zerstörende und zerstörungsfreie Qualitätsprüfungen – die dazugehörigen Dokumentationen eingeschlossen. 
 

Supply Chain durchleuchten

In der Produktion spiegelt sich eine hohe Komplexität wider: Jeden Monat führen die Mitarbeiter circa 22.000 verschiedene Arbeitsschritte in komplexer verschachtelter Reihenfolge aus, um rund 1500 unterschiedliche Produkte herzustellen. In der Vergangenheit bedeutete dies eine Vielzahl unterschiedlicher Prozesse und Systeme in der Fertigung. Aus Sicht von Niels Kreutzträger, Betriebsleiter bei Heggemann, zu viele für eine moderne, schlanke und flexible Produktion im Sinn von Industrie 4.0. 

Um Einblick in dieses Dickicht zu erhalten, beleuchtete das Projektteam zunächst im Rahmen einer Supply-Chain-Analyse sämtliche Prozesse und Systeme, von der Angebotserstellung in der ERP-Ebene über das Projektmanagement, die Fertigungsplanung und Produktion, bis hin zum Versand. Im Unternehmen sind vertriebliche und produktionstechnische Komponenten stark miteinander verzahnt, wie Kreutzträger berichtet: „Bereits im Angebotsprozess bedarf es aufgrund der Produktkomplexität einer Abstimmung mit der Produktion, um Liefertermine zu verifizieren. Nach Auftragserteilung geht die Verantwortung auf das Projektmanagement über, das alle Vorgabezeiten und Arbeitsfolgen für die Fertigung sauber aufbereitet. Gerade wenn man ein derart breites Spektrum an Verfahren und Schnittstellen hat, muss man besonders die abteilungsübergreifende Kommunikation transparent halten, damit es keine Verluste gibt. Hier setzten wir mit der Einführung eines standardisierten Projektmanagementprozesses an, um Termintreue und hohe Produktqualität abzusichern.“ Bei der Ist-Analyse vorhandener Software-Systeme in der Fertigung traten folgende Schwachstellen ans Tageslicht: Die bestehende Fertigungs-Feinplanung über das bei Heggemann eingesetzte ERP-System Proalpha war zu starr. 

„Einzelne Arbeitsgänge ließen sich nicht flexibel per Drag & Drop verschieben und waren anonym, also für den Anwender kaum nachvollziehbar. Auch konnte die Auswirkung von Verschiebungen auf konkurrierende Aufträge nicht anschaulich dargestellt werden. Eine Simulation unterschiedlicher Planungsszenarien war überhaupt nicht möglich“, berichtet der Betriebsleiter, „unsere Fertigungsplanung arbeitete immer mit Rückstand, eine Zukunftsplanung war auch aufgrund fehlender oder alter Betriebsdaten nie realistisch.“ Die bis dato eingesetzte starre BDE-Lösung (Betriebsdatenerfassung) wurde Stand alone ohne Vernetzung mit dem ERP über ein Sekundärsystem abgebildet. Kurzum: Die Produktion bot reichlich Optimierungspotenzial. 

Heggemann plante mit der Einführung einer leistungsfähigen Feinplanung inklusive ERP-Kommunikation die Informationsübergaben zu automatisieren und Prozesse zu beschleunigen. Die Einführung eines neuen BDE-Systems sollte die Feinplanung lückenlos und in Echtzeit mit MES-Stammdaten aus der Fertigung versorgen. Das Projektteam evaluierte verschiedene MES-Lösungen unterschiedlicher Hersteller: Die Lösung des eigenen ERP-Anbieters erschien dem Projektteam zu starr und unflexibel. „Nach ausführlicher Betrachtung aller führenden Anbieter stand für uns intern schnell fest, dass Proxia die MES-Lösung ist, die unsere Anforderungen hinsichtlich Performance, moderner Software-Technologien, Ausbaubarkeit und Zukunftssicherheit in einem kompletten System aus einer Hand am besten erfüllt.“

Implementierung von BDE

Die neue Proxia-Betriebsdatenerfassung überzeugte besonders in Bezug auf ihre einfache Handhabung: „Die Software-Oberfläche der BDE-Lösung ist so einfach gestaltet wie bei einem Geldautomaten. Damit kommt jeder Werker auch ohne große Schulungsmaßnahme zurecht und kann schnell und fehlerfrei seine Eingaben tätigen, ohne seine Arbeit unterbrechen zu müssen.“ 

Um die Betriebsdaten komplett zu erfassen und so gesicherte MES-Stammdaten aus der Produktion zu erhalten, haben Kreutzträger und sein Team alle 75 Fertigungsressourcen (Maschinen, Anlagen und Montagearbeitsplätze) mit Tablet-PCs zur manuellen Touch-Eingabe von Betriebsdaten ausgestattet. „Wir haben uns ganz bewusst für Tablet-PCs entschieden, zum einen wegen ihrer Mobilität, zum anderen wegen ihrer Flexibilität.“ 

Mit der Implementierung von BDE wurde gleichzeitig der wichtige Grundstein für Lean-Production und den kontinuierlichen Verbesserungsprozess gelegt, wie der Betriebsleiter zusammenfasst: „Die MES-Stammdaten sind ein essenzieller Faktor für Industrie 4.0. Alleine schon durch die Transparenz, die durch die lückenlose Datenerfassung entsteht, sehen wir, wo die Flaschenhälse und Optimierungspotenziale in unserer Fertigung liegen.“

Schnittstelle für ERP-Daten

In einem weiteren Schritt wurde die neue Feinplanungslösung von Proxia in den internen Supply-Chain-Prozess implementiert. Aus der Shopfloor-Ebene wird der Leitstand mit den Betriebsdaten der BDE-Software versorgt, aus der ERP-Ebene mit allen Auftrags-, Projekt- und Termindaten von Proalpha. Um einen reibungslosen Datentransfer zwischen Proalpha und dem Leitstand zu gewährleisten, benötigte man eine spezielle Software-Schnittstelle, welche die individuellen ERP-Daten überträgt beziehungsweise für die fehlerfreien Daten-Rückmeldungen des Leitstandes sorgt. Diese wurde durch den externen IT-Spezialisten Take-IT, der bereits in anderen Software-Projekten bei Heggemann involviert war, in enger Abstimmung mit allen am Projekt beteiligten Partnern realisiert. Für Niels Kreutzträger ein wesentlicher Faktor: „Die Datenübergabe zwischen ERP und Feinplanung läuft seit dem ersten Tag völlig reibungslos und stabil.“

Erst Grob-, dann Feinplanung

In der Praxis sieht der nun optimierte interne Supply-Chain-Prozess wie folgt aus: Sobald ein Kunde den Auftrag erteilt, legt die Arbeitsvorbereitung einen Fertigungsauftrag im ERP mit entsprechend validen Vorgabezeiten basierend auf den echten MES-Stammdaten aus der Fertigung an. Im ERP erfolgt zunächst eine Best-Case-Grobplanung mit unbegrenzten Kapazitäten. In der anschließenden Real-Case-Planung mit dem Proxia-Leitstand erfolgt die zentrale Feinplanung in Bezug auf alle verfügbaren, begrenzenden Produktions-Ressourcen (etwa Maschinen, Material und Mitarbeiter) und der Ist-Auslastung. Mit der anschließenden Rückmeldung der Feinplanung an das ERP-System und dem Datenabgleich erfolgt eine Abweichungs-/Engpass-Analyse. 

Niels Kreutzträger: "Durch die MES-Einführung haben wir einen Reinigungs-Prozess durchlaufen. Wir konnten durch die Erfassung von MES-Stammdaten Workflows schlank gestalten sowie benötigte Transparenz herstellen."

© Proxia Software

Mit Hilfe der Simulation im Proxia-Leitstand haben die Verantwortlichen die Möglichkeit, unterschiedliche Planungsszenarien durchzuspielen und die optimale Fertigungsplanung unter unterschiedlichen Prämissen vorzunehmen. Im neuen Leitstand sind Simulationen in allen erdenklichen Varianten einfach durchführ-, vergleich- und speicherbar. So ist beispielsweise das Blocken von Kapazitäten oder Kompetenzen für Vertrieb und Produktionsleitung möglich. Ist die Feinplanung nach entsprechenden Parametern optimal definiert, erfolgt die Datenübergabe auf die BDE-Software der Tablet-PCs in der Fertigung und die Abarbeitung der Aufträge beginnt. Die Rückmeldung über den Auftragsfortschritt im Prozess erfolgt dabei von der BDE-Software über die Feinplanung wieder direkt an das ERP. 

Kontinuierlicher Verbesserungsprozess

Zudem begann das Team um Niels Kreutzträger mit der Einführung eines Fertigungsjournals über alle Abteilungen im gesamten Werk mit der systematischen Erfassung aller planungsrelevanten, dezentral vorhandenen Informationen und schaffte damit eine höhere Effizienz in der Kommunikation sowie eine belastbare Grundlage für die Ableitung von Maßnahmen für einen KVP (Kontinuierlicher Verbesserungsprozess). Jeden Tag erhalten die Abteilungsleiter mit dem Fertigungsjournal eine Übersicht, so dass sie die Zeiten exakt zurückverfolgen können. Die Analyse der Plan-/Ist-Zeiten auf Tagesbasis sorgte für eine kontinuierliche Verbesserung der Stammdaten und damit der Planungsgüte. Für Kreutzträger ebenfalls ein entscheidender Punkt: „Nun können wir mit Hilfe der Proxia-Software und dem neu aufgesetzten System Optimierungspotenziale in der gesamten Fertigung laufend identifizieren, erschließen und auch umsetzen.“

So spielt das neue MES nicht nur im internen Workflow eine Rolle; auch wenn Heggemann auf externe Zu­lieferer und Dienstleister – beispielsweise für die Oberflächenbeschichtung oder auch die Wärmebehandlung – zurückgreift, kommt das Tool indirekt zum Einsatz. Über ein spezielles B2B-Portal, das mit dem ERP-System verknüpft ist, sind externe Lieferanten in die Supply-Chain eingebunden. In diesem Portal hat der Lieferant die ­Möglichkeit, etwa Auftragsbestätigungen einzupflegen und Änderungen vorzunehmen. Bei Auftragsänderungen haben Lieferanten die Möglichkeit, über das B2B-Portal Modifikationen vorzunehmen. Das ERP-System meldet die Informationen zurück an das MES, so dass externe Lieferanten auf diese Weise direkt in die Lieferkette integriert werden. Zudem lassen sich die Kunden proaktiv über etwaige Veränderungen bei Lieferterminen informieren. 

Die Einführung der Proxia-Lösung hatte tiefgreifende Veränderungen in der Unternehmensorganisation zur Folge: Entscheidungen für die Fertigung werden nun zentral an einer Stelle getroffen. Dort wird auch der Zugriff auf alle relevanten Informationen ermöglicht. Die dazu benötigten MES-Stammdaten stellt das Tool gebündelt bereit. Ebenso ist garantiert, dass Projektleiter und Disposition rechtzeitig mit den entsprechenden Informationen versorgt werden.

Autor: Michael Naumann ist freier Fachjournalist aus München.